국가연구개발성과
논문 (학술지)
돈사 내부 3차원 온습도 분포 추정을 위한 IOT 시스템 개발
| 등록번호 | - | SCI 구분
?
※구분 : SCI(SCIE포함), 비SCI |
비SCI |
|---|---|---|---|
| 저자명 (주·공동저자) | 이동훈 ; ※ 과제 참여정보와 일치하는 연구자 상세정보로 정확하지 않을 수 있습니다. 동일저자 논문보기 |
||
| 논문구분 | 국내기타논문집 | 학술지명 | - |
| ISSN | 0000-0001 | 학술지 출판일자 | 2018-06-26 |
| 학술지 볼륨번호 | 0(0) | 논문페이지 | 1 ~ 10 |
| 학술지 임팩트팩터 | 0.0 | 기여율 | 100 % |
| 초록 | 우리나라의 축산업에서 돈사 대부분은 무창 돈사를 이용하 여 단위면적 당 최대 생산량을 생산할 수 있도록 하였다. 우 리나라 양돈 사육농가는 2010년 10,000호에서 2010년 7,000 호, 2012년 6,000호, 2015년 5,227호로 감소하고 있다. 두당 사육두수는 2009년에 1,354두에서 2014년 1,759두로 증가하 며 점점 대규모화 되고 있다. 대규모 돈사에서는 최대 생산 효율을 높이기 위해 돼지에게 적합한 최적의 균일 환경을 설 정해 주는 것이 중요하다. 그 중 열 환경은 돼지의 생명에 직 접적으로 영향을 미치는 중요한 요인이므로 열 환경 계측을 통해 최적 생육 환경을 조절 할 수 있는 방법을 찾는 것이중요하다. 돼지는 38.5oC ~ 39.5oC 정도의 체온을 일정하게 유지해야 생명활동을 할 수 있다(Gwon, 1996). 돼지는 피부의 지방층 이 두꺼워 피부 표면에서 열 발산이 저해되고, 땀샘이 없어 고온에 영향을 직접적으로 받게 된다(Park, 2006). 고온에 특 히 약한 돼지의 특성 때문에 돈사 내에서 돼지의 체온을 일 정하게 조절 하는 데 많은 어려움이 있음이 선행 연구 결과 나타났고, 이를 해결하기 위해 연구가 필요하다. 돈사 내에서 열 분포 환경이 균일하지 않은 돼지는 생리적 인 스트레스를 받게 된다. 움직이는 것을 싫어하는 돼지는 체 감 온도가 높아지게 되면 체온상승을 막기 위해 스스로 호흡 수를 빠르게 하여 평소보다 많은 열에너지를 발산하게 되고 분뇨를 몸에 묻히는 행동을 하며 증발열을 이용해 체감온도 를 낮추고자 하는 행동을 하게 되는데 이는 곧 스트레스를 받고 있다는 증거이다(Hyeon, 2006). 특히 하절기 돼지는 돈사 내에서 생육 적정온도보다 더 높은 온도를 가질 때 발생 하게 되는 고온 스트레스로 인해 돼지들은 성장 호르몬 불균 형, 사료섭취량 감소, 영양소 소화 불량 및 흡수율 저하 그리 고 육질에 부정적인 영향을 미치며 질병 발생률이 높아지고 심각해지면 집단적인 폐사에 이르게 된다(Sang et al., 2009; Oh et al., 2017). 이에 돈사에서는 효율적인 열 환경 관리를 위해 냉·난방기를 설치하여 내부의 온도를 조절하고 있다. 하 지만 돈사의 냉·난방기 설치는 정부 축산 정책 자금 지원 이 외의 품목이므로 농민들이 초기 자금으로 사용해야 하는 설 치비용이 많이 들게 되고 지속적인 가동으로 인해 전기요금 이 문제가 되어 농민들의 경제적인 부담이 되고 있다. 또한 지속적인 전력소비로 인해 축산 농가 경제성 문제와 더불어 환경오염의 문제가 대두되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 돈사 내부의 온도 분포를 정밀하게 측정하여 적정 시간에 맞춰 냉·난방기를 사용하여 국소적인 효과를 얻는 것 이 필요하다. 대부분의 돈사에서는 내부 온도를 측정하기 위 해 온도센서를 사용한다. 온도 센서는 유해가스와 먼지 등에 의해 정확도 및 내구성이 저하되기 때문에 적정한 환경제어 가 어렵고(Chang et al., 1999), 돈사 내부의 온도 분포를 정 밀하게 측정하기 위해 센서를 돈사 바닥 가까이에 설치하게 되면 돼지에 의해 물어 뜯겨져 고장이 빈번하게 발생 되어 온도 측정의 개선이 필요한 실정이다(Kim & Kim, 2014). 농 촌 노동력이 지속적으로 감소하고 고령화되고 있는 우리나라 의 축산 농업 현실에서 IT 기술을 적용하여 돈사 내 온도 모 니터링 시스템으로 생산성을 높일 수 있는 IoT농업이 새로운 대안이 될 수 있다. Kim & Kim(2014)은 돈사 내부의 온도를 측정하고, 온도 의 오차가 발생하지 않으며, 센서의 손실이 발생되지 않도록 온도를 측정하여 최적 환경 조절이 가능한 시스템을 구축하 기 위한 기초 연구를 진행하였다. Choi et al.(2001)은 돈사 내부의 환경을 연속적으로 측정할 수 있는 계측시스템을 개 발하여 내부 환경을 실시간으로 측정할 수 있도록 하였다. 연구는 하절기에 슬러리 돈사와 스크레퍼 돈사에서 이루어 졌다. 온도 측정 결과 슬러리 돈사의 온도는 오후부터 새벽 까지 14oC ~ 17oC로 적정온도 보다 낮게 나타났고 그 외의 시간대는 18oC ~ 21oC로 나타났다. 스크레퍼 돈사의 경우 새 벽에 21oC ~ 22oC로 사육온도보다 높게 나타났으며 최고 30oC �ﾠ�ﾠ 까지 상승하였다. 주, 야간의 온도차는 슬러리 돈사에 비해 스크레퍼 돈사의 경우 더 높게 나타나는 경향을 보였다. 본 연구는 돈사 내부의 온·습도 환경 연속 측정을 위해 온 ·습도 계측 IoT 모듈을 개발하고 돈사 내부에 설치하여 돈사 내의 3차원 온·습도 분포를 추정하기 위한 연구를 수행하였다. | ||
연구개발성과 등록 또는 활용에 대한 문의는 논문 연구개발성과 담당자를 통해 문의하시기 바랍니다.
[문의] 한국과학기술정보연구원 Tel : 042)716-7066, https://curation.kisti.re.kr/
- NTIS 관련 이용문의는 NTIS 콜센터(042-869-1115)로 문의하시기 바랍니다.
NTIS의 논문 정보는 국가연구개발사업 수행을 통해 발생된 성과로, 조사분석 등을 통해 입력된 정보를 수집 및 제공하고 있어, 출판사 또는 논문 정보 제공 사이트(Scienceon, RISS 등)에서 일괄 제공하는 논문 정보와 차이가 있을 수 있습니다.
