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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.27 No.5 pp.648-656
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2015.27.5.648

Design and Application of Unified System for Farmhouse Using the Smart IT Devices

Jung-Bok Lee, Jae-Sang Yun*
Department of Bioresource Sciences, Andong National University, Andong 36729, Korea
*Gyeongsangbuk-do Medical Crop Cluster, 977 Maegok-ri, Pungsan-eup, Andong-si, Gyeongbuk 36618, Korea
Corresponding author +82-54-855-8200yunjaesang@hanmail.net
June 18, 2015 November 16, 2015 November 19, 2015

Abstract

This paper designed a highly reliable high-precision agriculture management integrated system using smart IT devices(Android) and PC. Smart farming daily and the mobile farming daily have been developed in recent years but still the majority of managers may be written by hand. However, the hand-written farming daily, there is no way that you can manage the data directly. In addition, the problem is that there is no way to determine if users are not wrong to write. It is possible to write an agricultural management ledger and a lot number farming daily a centralized monitoring system of agricultural business management database easily by taking advantage of this system. The system of this paper is a real-time farming business model that can be used for production and sales forecasting data. This system is a centralized system to support for the statistics, customer, product, order, and settlement that not constrained by time and place.


스마트IT기기를 활용한 농가일원화시스템 설계 및 적용
- 농가 일원화 시스템 설계 -

이 중복, 윤 재상*
안동대학교 생명자원과학과
*(사)경북청정약용작물클러스터사업단

초록


    Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs
    112052-03

    최근 IT산업의 발전과 농촌 정보화는 농가를 비롯한 지역 경제주체의 경영정보분석과 진단을 통한 합리적인 의사결정의 지원과 새로운 기술 및 시장정보제공 등에 폭넓게 이용되고 있 어 농업산업의 생산성증대와 경쟁력강화, 신속하고 편리한 의 사소통을 통해 개인 및 지역사회 발전 도모, 주민들의 삶의 질 을 향상시키는 중요한 역할을 담당하고 있다.

    안동지역 작물농가에서는 판매시스템 정보화를 가장 중요하 게 생각하고 있었고, 이중에서 판매시스템이 다음으로 소비자 정보공유, 농산물 소비자 구매동향분석, 농산물 실시간 물류관 리의 순서로 나타났다. 또한 서비스 이용자인 농민들이 간단하 게 배울 수 있으며, 사용자편이성이 강조된 정보화시스템을 요 구하고 있다.

    스마트폰을 이용한 농촌관련 앱으로 KT가 개발한 ‘올레 스 마트팜’은 CCTV로 모니터링하면서 농부에게 보여주고, ‘영농 일지’ 메뉴를 통해 작성된 재배정보를 서로 공유할 수 있다. 이 시스템은 향후 이를 농업 전문자료와 연계해 작물별 재배 지식 DB도 구축이 필요할 것으로 보인다. 전라북도는 전통 장 류의 제조방법과 맛을 체계적으로 분석해 데이터베이스화하고 원료의 생산, 제조, 유통정보를 소비자에게 제공하는 u-IT 기반 의 전통식품품질관리시스템 구축사업을 추진하고 있다. 충청북 도는 괴산군과 함께 괴산 고추브랜드 ‘고추잠자’에 u-IT 기반 고추잠자리 이력추적 관리시스템 구축사업을 진행하고 있다. 이 사업은 고추 생산자의 이력정보 등을 데이터베이스화하고 고춧가루 가공공장의 온·습도 조절 장비 등에 RFID/ USN(무 선인식/ 유비쿼터스 센서 네트워크)을 적용해 고춧가루의 생산· 제조 등의 정보를 소비자에게 제공한다. 이에 따라 소비자는 대형 할인마트 등에서 직접 생산정보를 확인하고 구매할 수 있 게 된다. 이외에도 전라남도는 해남군의 브랜드 쌀인 ‘땅끝 햇 살 한눈에 반한 쌀’에 RFID 인프라구축사업을 적용하고 있다.

    경남 의령군은 농업의 생산성 향상과 노동력 절감, 에너지 효율화를 통한 과학적 영농으로 농업 경쟁력 제고를 위해 ‘스 마트폰이용 원격 환경제어시스템 구축사업’을 진행하고 있다. 이 시스템은 스마트폰으로 ICT (Information and Communications Technology, 정보 통신기술)를 활용하여 자동 환경 센서 장비 설치, 자동 개폐제어와 실시간 모니터링 시스템, 자동 환 기창 제어, 알람 경보를 제어한다. 즉, 농업현장이 아닌 곳에 서도 인터넷 기반을 활용해 내부에 설치된 카메라로 작물 상 태와 주변 상황을 확인하고 스마트폰으로 하우스 내의 창을 여닫기가 가능하다. 또한 하우스 내부온도, 습도, 일사량, 이산 화탄소 등 재배 환경과 난방기 등을 스마트 기기나 인터넷이 연결된 컴퓨터를 이용해 원격에서 손쉽게 모니터링하고 제어 할 수 있는 유비쿼터스 농업이 실현된다고 할 수 있다.

    외국의 사례를 보면 영국은 모바일을 이용한 토양조사그리 드정보 관리시스템을 개발하였다. 이 시스템은 전자펜을 이용 하여 전자기록용지에 기록과 동시에 정보를 레코드 형태로 자 동 저장이 가능하며, 농가에서 생산이력, 농가경영영농일지 및 시험장 연구소에서는 실험포장관리 등에 활용되고 있다. Intel 연구소와 캐나다 농무성은 캐나다 남부 포도농장에 대기온도 를 측정하는 자동 대기온도 모니터링 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 무선 센서들이 네트워크를 구성하여 포도농장 주인 의 PC에 수집한 정보를 정기적으로 전달한다. 이렇게 수집된 데이터를 분석하여 포도농장에 공급하는 물과 살충제와 같은 농자재 사용량을 줄이고, 생산량을 획기적으로 높였다. 프랑스 의 청과물 이력추적 시스템은 청과물의 생산, 출하, 소매 등 모든 단계에서 이력 정보를 추적할 수 있는 시스템을 구축하 였다. 생산자는 청과물 생산 시 경작지, 토양, 경작 방법, 농약 및 비료 사용 등에 관한 정보를 소비자에게 제공하고 소비자 는 해당 정보를 확인할 수 있다(NIA, 2006).

    이와 같은 연구들은 공공기관에서 스마트폰 앱을 농촌생활 에 편리하게 적용하려는 노력의 일환으로 이루어져 왔다. 학 술적으로 개발과정 등을 공개한 것으로 Jo et al. (2013)은 작 물의 재배요소와 재배환경을 스마트폰으로 관리하는 시스템을 개발하였다. 또한, Hwang & Yeo (2012)는 유비쿼터스 축사 구현을 위한 스마트폰 어플리케이션을 개발하였다. 따라서 본 연구자들은 농가의 컴퓨터보유여부와 관계없이 누구나 소지하 고 있는 스마트폰을 이용한 판매시스템이 이러한 농민들의 요 구를 만족하는 대안이 될 것으로 판단하였다. 또한 작물을 재 배하는 과정에서 발생하는 제반 문제 등을 해결하기 위해 u- 영농일지의 도입이 필요할 것으로 생각하였다. 이에 본 연구 에서는 이러한 선행연구 등을 참고하고 안동지역 특용작물 재 배농가의 요구를 반영하여 생산과 더불어 시간과 장소에 제약 이 없는 고객, 상품, 주문, 정산, 통계 등의 농업경영관련 전과 정을 데이터베이스로 자연스럽게 구축할 수 있는 일원화시스 템 기반을 마련하고자 한다.

    일원화시스템 개발

    본 연구에서는 다음 Fig. 1과 같은 개발 흐름도에 따라 일 원화시스템을 개발하였다. 본 시스템의 사용자들을 대상으로 2015년 2월 9일부터 2월 12일까지 농촌교육시간에 1차시안으 로 직접 시연하게 한 후 문제점과 개선방법 등을 수렴하여 개 선한 후 최종 툴로서 개발완성하게 되었다.

    이 시스템은 스마트 IT 기기를 활용한 농가별 사용자 인증 을 통한 농업경영관리 DB (Database) 분산 시스템이다. 스마 트 IT 기기 및 일반 PC에서 사용자 인증을 통한 로그인/ 로 그아웃 및 사용자 개별 DB 접속기능이 가능하다. 주요기능으 로는 온/ 오프라인 통합의 고객관리, 상품관리, 주문관리 및 정 산관리, 송장관리가 가능하고 지번별 영농일지를 통해 생산수 요예측 데이터 구축이 가능하다.

    Fig. 2는 농가 일원화 시스템의 전체 구성도이다. 농가의 고 객, 상품, 주문, 정산, 영농일지의 일원화 관리시스템으로 농가 의 경영 통계 DB자료를 활용한 실시간 컨설팅이 가능한 시스 템이다. 생산농가의 생산수요예측 및 판매수요예측 DB를 활용 한 중앙 모니터링 농업컨설팅 DB 정보의 시스템을 구축하고 지속적인 업데이트(수정/ 보완) 작업을 통해 원격지에서 AS (After Service) 시스템을 통한 체계적인 지원시스템을 구축한다.

    농지관리 순서도

    사용자가 농지를 관리하는 순서는 다음과 같다. 먼저 농지 명, 농지구분(자가, 임대), 주소, 농지지번, 지목, 면적, 재배작 물 등 농지의 기본정보를 입력한다. 입력한 정보의 정확성을 체크하여 오류가 있으면 오류메시지를 출력하고 정상이면 다 음단계로 넘어간다. 다음 단계는 웹서버에 농지기본정보를 저 장한다. 웹서버 데이터베이스에 정상적으로 저장되었는지 데 이터베이스 그리드 출력으로 확인한다. 마지막으로 농지정보 를 엑셀의 양식으로 출력을 한다. Fig. 3은 농지를 관리하기 위한 농지정보를 등록하는 체계도이다. Fig. 4

    일지관리 순서도

    사용자가 일지를 관리하는 순서는 다음과 같다. 먼저 작업 일자별 일지내역 정보를 입력 한다. 입력한 정보의 정확성을 체크하여 오류가 있으면 오류메시지를 출력하고 정상이면 다 음단계로 넘어간다. 그런 다음 작업종류별 작업내역 입력, 농 약, 비료, 거름, 수확 및 기타 작업내역 정보 및 현장 작업사 진을 입력한다. 다음 단계는 웹서버에 농지기본정보를 저장한 다. 웹서버 데이터베이스에 정상적으로 저장되었는지 데이터 베이스 그리드 출력으로 확인한다. 마지막으로 일지정보를 엑 셀 양식으로 출력을 한다.

    농업경영장부 개발을 위한 고객관리 순서

    농업경영장부 개발 알고리즘을 위해 고객관리의 순서도는 먼저 고객그룹, 이름, 연락처, 주소 및 기타정보를 입력한다. 입력한 정보의 정확성을 체크하여 오류가 있으면 오류메시지 를 출력하고 정상이면 다음단계로 넘어간다. 다음 단계는 웹 서버에 고객의 기본 정보를 저장한다. 정상적으로 저장되었는 지 데이터베이스 그리드 출력으로 확인한다. 마지막으로 개인 별, 그룹별 문자보내기 등으로 고객정보를 엑셀의 양식으로 출 력을 한다.

    상품관리 순서도

    농업상품을 관리하기위해 개발한 알고리즘에 대한 고객관리 의 순서도는 다음과 같다. 먼저 상품을 분류하여 카테고리명 과 상품명, 규격, 판매가, 택배비, 품절여부, 등급, 박스무게 정 보를 입력한다. 입력한 정보의 정확성을 체크하여 오류가 있 으면 오류메시지를 출력하고 정상이면 다음단계로 넘어간다. 다음 단계는 웹서버에 고객의 기본 정보를 저장한다. 웹서버 데이터베이스에 정상적으로 저장되면 데이터베이스 그리드 출 력으로 확인한다. 마지막으로 상품정보를 엑셀 양식으로 출력 을 한다.

    주문 관리 순서도

    농업상품을 주문하기위해 개발한 알고리즘에 대한 상품에 대한 주문 관리의 순서도는 다음과 같다. 먼저 판매처별 주문 자정보, 받는 사람 정보, 주문정보를 입력한다.

    입력정보의 정확성을 체크하여 오류가 있으면 오류메시지를 출력하고 정상이면 다음 단계로 넘어간다. 다음 단계는 웹서 버에 고객의 기본 정보를 저장한다. 웹서버 데이터베이스에 정 상적으로 저장되면 데이터베이스 그리드 출력으로 확인한다. 마지막으로 주문정보를 송장으로 출력하고, 주문고객에게 문 자서비스를 보낸다. Fig. 5, 6

    개별/ 공동 정산관리 순서도

    농업상품을 기간별, 판매처별 개별상품에 대한 주문정보를 검색을 위해 개발한 알고리즘으로 개별 정산관리의 순서도는 Fig. 8과 같다. 먼저 기간별, 판매처별 개별상품에 대한 판매 금액 총액을 자동으로 계산한다. 다음으로 총판매량으로 총 매입량(생산자전체)을 나누어 단가계산을 한다. 그런 다음 단가금액을 생산자 개별 매입량으로 곱해서 가불금, 소모성 자재, 기타금액, 택배비, 운임비를 공제하여 공동정산에 대 한 계산을 한다. 공동정산계산이 완료 된 정산내역을 데이 터베이스로 산출한다. 마지막으로 정산내역을 엑셀양식으로 출 력을 한다. Fig. 7

    결론 및 제언

    구현 환경

    본 연구에서 제안하는 스마트 영농일지 시스템의 구현 환경 은 Table 1과 같다. 영농일지 시스템의 데이터베이스는 작업 관리, 통계관리, 구매 관리 및 농지 관리가 가능하기 위해 최적 정보와 작물재배에 필요한 정보가 저장되고 영상정보 및 멀티 미디어 정보를 활용하여 영농일지를 작성할 수 있도록 한다.

    시스템 구현

    본 연구에서 제안하는 농가 일원화시스템은 농업경영장부와 영농일지로 구성하여 개발한다. 농업경영장부는 고객관리, 상 품관리, 주문관리, 정산 및 송장출력 등 기능별 모듈방식으로 설계한다. 영농일지는 지번별 농지관리, 일지관리, 자재관리 등 기능별 모듈방식으로 설계한다. 시스템의 구현은 사용자 요구 분석, 시스템, 인터페이스 설계, 코딩, 단위 테스트, 통합테스트 를 거쳐 최종 사용자 테스트 단계로 나누어 진행한다. Fig. 9 는 농가 일원화시스템에 대한 프로그램 개발단계 및 시스템 구현 구성도 이다.

    구현 결과

    본 연구에서 제안한 농가 일원화시스템은 초기에 사용자가 농가별 데이터베이스 접속을 위한 로그인 화면과 고객관리, 상 품관리, 주문관리 입력화면 및 농지관리를 위한 지번별 농지 정보 입력 화면, 농지별 일지내역 등록화면으로 구성되어 있 으며, 프로그램 사용을 위해서 농가별 고유 아이디를 등록하 면 된다. Fig. 10

    농가 일원화시스템에서 고객기본정보를 관리하는 화면과 고 객 통계현황을 조회하는 화면이 Fig. 11이다. 고객관리에서는 그룹별 고객관리가 가능하며 조회된 고객별 개인, 단체 문자 보내기 서비스를 제공한다.

    Fig. 12는 농가 일원화시스템에서 상품관리 화면과 주문관 리 화면이다. 상품은 분류별 관리가 가능하고, 주문관리는 온/ 오프라인 통합관리가 가능하도록 구현하였다.

    Fig. 13은 영농일지에서 농지별 기본정보 등록화면과 지번 별 농지에 관한 일지내역정보를 입력하는 화면이 실행된 모습 이다.

    스마트 IT 기기를 활용한 스마트 영농일지 시스템

    Fig. 14는 지번과 실제 면적을 중심으로 한 자가, 임대별 영농일지에 대한 개요도이다. 본 연구에서는 시간과 장소의 제 약이 없는 웹기반 영농일지 시스템 기반도 동시에 구축하였다. Fig. 15는 기능별 일원화한 시스템과 기능별 스마트영농일지 의 구성도이다.

    따라서 본 안동지역 특용작물재배농가의 요구를 충실히 반 영하여 농가의 활용도가 높은 일원화 시스템을 개발하였다.

    본 연구의 결과로 개발된 일원화시스템의 기능은 고객관리, 상품관리, 주문관리, 거래처관리, 택배사 관리, 미입금 관리, 정 산관리 및 통계관리를 통한 생산에서 판매까지 획일적인 일원 화 시스템이다. 기능별 스마트 영농일지의 종류는 시간과 장 소의 제약이 없는 농지관리, 작업관리, 통계관리, 구매 관리가 가능한 스마트 영농일지 시스템이다

    농가 일원화 관리시스템을 활용한 업무처리 시스템의 활용과 장단점

    농가 일원화 관리시스템을 활용한 업무처리 시스템에 대한 구성도는 Fig. 16과 같다. 소비자 및 농업 관련 통계자료를 원하는 단체나 기업의 정보 수집 및 주문 요청이 스마트 IT 기기 및 일반PC를 활용해서 중앙 DB센터로 전달된다. 이는 스마트 IT 기기를 활용한 고객, 상품, 주문, 정산 및 영농일지 를 농가(집, 작업장, 외부지역)에서 시간과 장소의 제약 없이 관련 자료를 저장하고 조회가 가능하다. 생산농가의 생산 및 판매 관련 DB 자료가 Web 서버, D/B 서버, 중앙 모니터링 DB 데이터에 분산 처리되며 상호연동이 가능한 자료를 구축 한다. 다음으로 송장 출력을 통한 택배사와의 연동으로 해당 업무가 일괄처리 되기 때문에 이로 인한 농가 인원 감축효과 를 발생시켜 보다 체계적이고 신속한 유통시스템을 구축할 수 있다. 마지막으로 소비자와 생산자간에 실시간으로 상호의사 전달이 가능하다.

    Table 2는 기존 프로그램의 문제점 및 사용상 불편사항을 정리한 것이다.

    이러한 기존 프로그램의 문제점을 반영하여 본 연구에서 개 선한 점 등을 정리하면 다음 Table 3과 같다.

    본 연구에서는 농가의 요구를 충실히 반영하여 활용도가 높 은 농가경영관리 일원화시스템으로 온라인을 통한 새로운 농 가경영관리 방안을 제시하였다. 웹기반 영농일지 및 농업경영 관리를 통한 정보공유 DB에 따른 지적재산권도 보존이 가능 하다. 최근 이슈가 되고 있는 농업과 스마트 IT 기기의 융합 을 시도하여 농가에 보급함으로써 농가의 노동력 절감 및 과 학적 영농기술을 보급하는데 의의가 있다.

    국내 농산물 이력관리 및 농가경영 통계자료를 통한 농가컨 설팅 자료로 활용할 수 있으며 생산성 향상 및 고부가가치화 를 위한 농가경영 전문전산이력 창출도 가능하다. 시간이나 장 소의 제약 없이 스마트 IT 기기 및 기존 일반PC를 활용한 농가경영관리 일원화를 통한 강소농을 육성할 수 있으며 웹기 반의 농가 일원화시스템 활용은 친환경농산물 생산에 필요한 생산이력관리를 제공할 수 있다.

    따라서 이러한 스마트IT 기기시스템 개발로 스마트폰을 저 비용고효율 장비로 활용하여 첨단 농업의 수행이 가능할 것으 로 생각한다. 특히 영농일지의 경우 온도에 따라서 작물의 상 태가 달라질 우려가 있으므로 스마트 IT 기기를 이용한 시간 과 장소에 제약받지 않는 시스템은 현장에서 필요한 기술이다. 단순히 작물 재배 이력을 기록하는 것에서 벗어나 기록된 영농 데이터를 분석하여 생산량을 예측하거나 영농일지를 통한 다 른 재배 지역과의 커뮤니티를 구축하여 재배 노하우를 공유함 으로써 작물의 품질 및 생산량을 증대시킬 수 있다.

    적 요

    본 연구에서는 안동지역 특용작물 재배농가의 요구를 반영 하여 사용자 편이성이 강화된 정보화의 방안으로 스마트폰을 활용한 정보화시스템 구축을 다음과 같이 검토하였다.

    본 연구의 방법은 연구의 대상인 안동지방 특용작물재배농 가에 대한 정보화요구 자료수집과 분석, 실제 사용자인 특용 작물 생산농가의 의견수렴을 거쳐 DB의 구축, 프로그램레이 아웃을 거쳐 농업경영장부와 영농일지가 반영된 일원화시스템 구축을 하였으며, 산출물은 농민들의 시연을 거쳐 보완하였다.

    연구의 결과는 다음과 같다.

    1. 스마트폰을 기반으로 한 판매관리시스템은 정보화에 익 숙하지 않은 농민들도 쉽게 사용할 수 있어 농가경영개선에 도움을 줄 수 있었다.

    2. 스마트폰연계 영농시스템은 컴퓨터와 연동하여 웹기반 영 농일지 및 영농관리에 활용할 수 있었다.

    3. 소비자 입장에서는 친환경농산물 생산에 필요한 생산이 력관리를 제공할 수 있었다.

    향후 농업인구 감소와 급속한 고령화의 진행은 농업산업의 변화를 요구하고 있으며 본 연구가 스마트시대로의 변화 속에 농촌정보화의 한 축을 담당할 수 있을 것이다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 연구는 농림축산식품부 첨단생산기술개발사업(112052-03) 에 의해 이루어진 것이며, 이에 감사드립니다.

    Figure

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    Development flowchart of smart farming daily.

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    Overall block diagram of farmhouse unified system.

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    Flowchart of farmland Management and design for UI layout.

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    Flowchart of farming daily management and design for UI layout.

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    Flowchart of customer care and design for UI layout.

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    Flowchart of product management and design for UI layout.

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    Flowchart of order management and design for UI layout.

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    Flowchart of individual accounting management/ co-management and design for UI layout.

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    Development step of a farmhouse unified system and block diagram of system implementation.

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    Initial screen of a farmhouse unified system application.

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    The base information management of customer in farmhouse unified system.

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    Display screen of order management and product management in the farmhouse unified system.

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    Registration screen by farmland and history information for a lot number farming daily.

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    Smart farming daily system.

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    Interlocking block diagram of the farming daily and unified management system.

    KSIA-27-648_F16.gif

    Business process system using farmhouse unified management system.

    Table

    Implementation environment of smart farming diary system.

    Problems and complaints about previously program.

    Advantages and disadvantages for agricultural management ledger.

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