스마트 수목관리 시스템
스마트 융합설비 설계기준 중 스마트 수목관리 시스템에 대해 알아보겠습니다. 스마트 수목관리 시스템은 공원, 정원, 도로변 등의 수목 및 가로수 등의 병충해 여부, 건강상태(수분, 온·습도 등) 등을 실시간으로 파악하여, 수목이 건강하게 자랄 수 있도록 보조해 주는 설비입니다. 스마트 수목관리 시스템의 일반사항, 관리시스템, 중계기, 센서 그리고 설계시 고려사항에 대해 알아보도록 하겠습니다.
1. 일반사항
스마트 수목관리 시스템은 관리시스템, 중계기, 센서, 유·무선 네트워크로 구성됩니다. 관리시스템은 수목들의 현재 상태를 실시간 모니터링하면서 설비를 제어할 수 있는 소프트웨어(S/W)를 탑재하고 있고, 중계기는 센서의 ID를 통해 각각의 센서들로부터 데이터를 수집하고, 요청할 수 있도록 설계됩니다. 센서는 수목의 상태를 효율적으로 수집하면서, 수목의 생육에 영향을 주지 않도록 설계되며, 수목을 관리하는 환경에 따라 네트워크 환경은 유·무선을 고려하여 설계됩니다.
2. 관리시스템
정보표시부는 수목의 위치 및 상태를 한눈에 파악할 수 있도록 시안성 및 편의성을 고려하여 설계되고, 필요에 따라 터치 디스플레이 활용을 고려하고, 확장성 및 이동성을 고려하여 설계됩니다.
정보처리부는 센서들로 수집된 데이터를 관리자가 이해하기 쉬운 형태로 변환할 수 있도록 다양한 포맷형태를 제공하고, 정보의 수집을 위해 중계기로의 제어 명령을 손쉽게 전달 할 수 있도록 키보드나 터치형태의 입력 디바이스를 사용할 수 있도록 설계합니다. 또, 모니터링 범위(수목의 수, 넓이 등) 및 사용되는 데이터 전송방식 등을 고려하여, 충분한 사양의 CPU 및 메모리 용량 등을 확보하고 향 후 확장을 고려할 수 있도록 설계됩니다.
통신부는 중계기에서 전달되어지는 대용량 데이터의 실시간 처리 및 데이터의 손실 방지를 위하여, 중계기와 유선으로 연결할 수 있도록 설계하고(유선으로 설계가 불가능한 경우 무선으로 설계를 하며 최소한 100Mbps이상의 통신 속도를 확보), 인터넷 프로토콜(TCP/IP) 기반 네트워크를 적용하여 설계합니다.
3. 중계기
중계기에서 각각의 센서에게 데이터 수집을 요청할 때 Broadcast, Multicast, Unicast방식을 모두 사용할 수 있도록 설계하고, 관리하는 센서의 수 및 지역의 범위를 고려하여 설치될 수 있도록 하며, 여러 개의 제어기가 설치될 경우 각 제어기가 담당하는 센서의 위치에 따라 제어기가 최적의 위치에 올 수 있도록 설계합니다. 중계기에 안테나를 설치할 경우 수목의 생육의 방해기 되지 않으면서, 센서의 데이터를 효율적으로 수집할 수 있는 위치할 수 있도록 합니다.
데이터 전송방식은 중계기와 센서의 통신방식을 무선을 활용할 수 있도록 하고, 데이터의 처리량 및 범위를 고려하여, 5G, LTE, Wi-Fi, LoRa등 다양한 무선 방식을 활용할 수 있도록 설계합니다.
4. 센서
센서는 수목의 생육환경 관리를 위해 필요로 하는 다양한 형태(수분, 조도량, 영양상태, 미세먼지 농도등)를 사전에 고려하고, 필요에 따라 수목에 직접 부착하거나, 주변지역에 위치할 수 있도록 하며, 수목의 생육에 최대한 영향이 없도록 설계합니다.
센서는 중계기 및 필요시 관리시스템과 직접적으로 통신할 수 있는 통신모듈이 포함되도록 하고, 원활한 동작을 위해 배터리는 외부 충전 없이 최소 12개월 이상 활용할 수 있도록 하며, 데이터를 전송할 수 있는 주기를 계산하고, 전송해야 할 데이터를 판단하고 처리할 수 있는 최소한의 사양으로 설계합니다.
5. 설계시 고려 사항
스마트 수목관리 시스템은 다양한 응용 제품에 활용할 수 있도록 휴대 및 확장성을 고려하여 야 하고, 중계기는 추가적인 센서 및 CCTV등의 확장성을 고려하여 제어할 수 있도록 설계합니다. 전원 및 통신케이블 포설공사로 수목의 생육에 문제가 발생하지 않도록 하고고, 통신방식은 유·무선 혼용이 가능하도록 설계합니다.
6. 결론
스마트 수목관리 시스템의 일반사항, 관리시스템, 중계기, 센서 그리고 설계시 고려사항에 대해 알아보았습니다. 수목관리 뿐만 아니라 모든 관리에는 시간, 비용 그리고 인력이 투입됩니다. 이러한 스마트 수목관리 시스템으로 수목 및 가로수를 관리한다면 훨씬 효율적인 수목관리가 이루어질 것으로 생각됩니다.