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디티하이 표고버섯 재배 TEST_Bed 준공 (산림조합중앙회)

글쓴이 : 홈페이지관리자 날짜 : 2016-12-19 (월) 15:40 조회 : 2524

2. 표고 버섯 재배사 경기도 여주시 소재


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2.1 디티하이 적용 사례 1

 

경기도 여주군에 소재하는 산림조합중앙회 산림버섯연구소는 1957년부터 표고버섯 종균공급 및 기술지도로 대한민국 표고버섯 재배의 중추적인 역할을 수행하고 있다. 표고버섯은 가격이 비교적 좋은 뿐 아니라 수요도 점점 늘고 있어 표고버섯 재배에 대한 관심이 높고 귀농귀촌의 검토대상에서도 상위권에 드는 품목이나 관리나 다루는 방법이 일반 농작물과는 달라 사전에 재배기술에 대한 공부가 필요한 실정이다(2013, 산림조합중앙회 산림버섯연구소). 이에 초보 재배자의 원활한 정착을 위해 산림버섯연구소는 ICT 기반 표고버섯 시험재배장을 설치하여 표준화된 재배기술 확산을 위한 시험 운용을 수행하고 있다. ICT 기반 시험재배장은 하우스 내외에 다수의 센서(온도, 습도, 조도(광량), 이산화탄소(CO2) 등)를 설치한 후 실시간으로 측정한 데이터를 분석하여 각종 환경조절 기계장치를 복합적으로 작동시켜 작물 생육에 필요한 최적의 재배환경이 유지되도록 하는 시스템을 기반으로 하고 있다.

본 연구의 DTHi 시스템이 적용된 표고버섯 재배사는 경기도 여주시에 위치한 단동 아치 2중 형태 비닐하우스(지면 4형)로 된 재배사로 폭 6.6m x 길이 31m x 높이 3.65m 규모이다. Fig. 1은 상기 재배사의 내부 전경을 보여주고 있다. 여기서는 3열로 배치된 균상에 톱밥배지 12개를 상자에 넣어 재배하고 있다. 이 재배사는 균상 상부에 온도와 습도 센서를 하나씩 설치하여(Fig. 2 참조) 그에 대한 계측 자료를 바탕으로 냉․난방, 가습, 환기 설비를 수동으로 작동하고 있었다. 

Fig. 1. Interior scene of the greenhouse for growing shiitake mushroom

 

 

 

  

Fig. 2. Picture of existing sensors installed in shiitake mushroom greenhouse

 

 

Fig. 3은 상기 재배사에서 운용하고 있는 난방가습환기 설비들을 보여주고 있다여기서 (a)는 난방을 위한 온풍기, (b)는 가습을 위한 스프링쿨러, (c)는 내부 공기 순환을 위한 환풍기, (d)는 자연환기를 위한 측창 전동개폐기를 보여주고 있다.

 

(a)

 

 

(b)  

 

(d)

 

 

(d)

 

 

Fig. 3. Pictures of facilities installed in shiitake mushroom greenhouse

DTHi 시스템 설치

 

표고 톱밥재배는 톱밥배지의 형태가 다양하고 재배하는 방법도 여러 가지로 나타나며재배기간 배지 관리를 어떻게 하느냐에 따라 버섯이 발생되는 결과가 확연히 다르게 나타나므로 일반화된 재배환경관리 기준을 수립하기 위해 DTHi 시스템을 상기 재배사를 대상으로 설치하였다.

 

Fig. 4는 상기 재배사 내에 DTHi 시스템을 운용하기 위해 설치된 온도습도조도, CO2 센서들의 배치를 평면도와 좌우측단면도로 나타내고 있다온도센서는 재배사의 좌우측면에 각각 8열씩 배치되고 있으며습도센서는 하우스의 길이 방향으로 전후면의 표고버섯 균상 직상부에 3조도센서는 재배사의 좌우측면에 3, CO2 센서는 하우스의 길이 방향으로 전후면 장소에 각각 상부와 하부 2개씩 총 4개를 설치하였다또한 외부 기온과 하우스 내외부 지면 온도 측정을 위해 온도센서를 설치하였으며하우스 외부 온도조도습도 측정을 위한 센서도 설치하였다. 15㎝ 간격으로 설치한 지면온도 측정용 온도센서를 제외하고 각 열마다 온도센서는 30㎝ 간격으로 하여 결국 표고버섯 재배사에 온도센서 210개가 재배사 전 공간에 분포될 수 있도록 설치되었다이러한 센서들의 배치는 재배사의 모든 공간에 환경을 모니터링하고 이를 통해 재배 전 공간에 대한 환경정보를 제공함으로써 그에 맞는 각종 설비의 적절한 운전을 통해 균등한 재배환경 조건을 제공하기 위한 것이다.

 

Fig. 4. Arrangement of DTHi sensors installed in shiitake mushroom greenhouse

Fig. 5는 상기 표고버섯 재배사에 설치된 온도, CO2, 습도조도 센서들의 사진을 나타내고 있다온도센서는 파이프 타입으로 파이프 내에 온도센서가 15㎝ 내지 30㎝ 간격으로 배열되어 있으며습도센서는 습도를 감지하기 위해서 센서가 노출되도록 하였으며조도센서는 원형의 반구를 이용하여 빛의 유입이 원활하도록 하였다. CO2 센서는 천공된 박스에 센서가 노출되도록 하여 공기 중의 CO2 함량을 감지할 수 있도록 하였다.

Fig. 5. Pictures of DTHi sensors installed in shiitake mushroom greenhouse

 

Fig. 6은 상기 재배사에 DTHi 센서들을 설치하는 장면을 보여주고 있다. (a)는 온도와 습도센서가 동시에 설치된 장면을, (b)는 CO2 센서가 설치된 장면을, (c)는 조도센서가 설치된 장면을, (d)는 외기용 온습도조도센서가 설치된 장면을그리고 (e)와 (f)는 설치된 LD와 MD를 보여주고 있다앞에서도 설명한 바와 같이 LD는 다양한 센서에 대해 계측을 수행할 수 있는 장비로서 Fig. 6(e)에서 보는 바와 같이 각종 센서들이 LD에 연결되어 있는 것을 볼 수 있으며, MD는 연결된 LD를 통해 온도습도조도, CO2 등 시설재배지의 환경인자를 측정하여 설정된 조건에 따라 냉난방환기가습기 같은 환경조절 구동장치를 작동시켜 시설재배지 내를 재배에 최적 상태로 유지시킨다.

 

 

 

Fig. 6. Pictures of installation for DTHi sensors and measurement tools

2.2 디티하이 적용사례 2

 

금번 표고재배사 개량형 모델은 폭 8.2m, 길이 24m, 높이 4m의 3중 마감 비닐하우스로 측정하는 환경인자는 온도습도조도, CO2이며설치된 환경조절 기계장치는 온수 보일러와 난방팬공기순환팬냉방기스프링쿨러용 펌프와 19개의 DC모터이다.

적용한 복합환경제어 시스템은 DTHi(Distributed Temperature Humidity illumination) 시스템으로 LD(Local Device)를 이용하여 환경 인자를 측정하고 MD(Main Device)를 이용하여 측정한 자료의 분석 및 환경조절 기계장치의 구동을 수행한다측정한 자료는 인터넷을 통해 통합정보 데이터 서버로 보내져 스마트 재배시설 환경인자의 빅데이터 저장 및 분석을 수행한다또한 서버에서 PC 또는 스마트폰에 재배환경에 대한 정보를 제공하며 PC 또는 스마트폰 사용자는 서버를 통해 재배시설을 원격으로 제어할 수 있다.

  

 

ICT 기반 표고버섯 스마트 재배시설 구성도

 

 

DTHi 시스템의 중심은 MD와 LD이다. MD는 10.4인치 임베디드 컴퓨터(해상도 800*600)를 기반으로 하고 있으며, LD를 통한 온도습도조도, CO2등의 환경인자 측정 및 분석환경조절 구동장치 제어데이터 서버에 측정값 전송등의 역할을 수행한다현재 MD는 기본적으로 8개의 On/Off 채널과 12개의 DC 모터 콘트롤러가 있으며, RS232 통신에 의해 12개의 DC 모터를 추가로 제어할 수 있다.

 

Main Device(MD)

LD는 온도습도조도, CO2등 다양한 환경인자 센서를 연결하여 MD의 지령에 따라 재배시설 내외부의 환경인자를 측정해 MD에 전송한다센서 연결 포트는 용도별로 분리되어 있는데 온도 측정용 14포트습도/조도 측정용 6포트, CO2 측정용 2포트가 있으며이외에 다양한 형태의 센서를 연결할 수 있는 24비트 ADC 2채널, 10비트 ADC 3채널그리고 485 통신포트가 하나 있다.

 

 

Local Device(LD)

여주의 표고재배사 개량형 모델 하우스내외에 온도습도조도, CO2센서를 설치하였다하우스 내부에는 온도센서를 9지점에 설치하였는데 중앙 3지점은 각 지점당 30㎝ 간격으로 11개씩좌우 6지점은 각 지점당 30㎝ 간격으로 7개씩 총 75개의 센서를 설치하였으며습도센서 4조도센서 3, CO2센서 2개를 설치하였다또한 3중 하우스의 각 하우스간의 온도 편차를 알아보기 위해 1중 하우스 상단, 2중 하우스 상단, 3중 하우스 상단에 습기와 온도 센서를 설치하였으며실외 온도습도조도 측정을 위한 센서도 설치하였다.

 

 

표고재배사 개량형모델 센서 설치 현황

 

 

 

Pictures of installation for DTHi sensors and measurement tools

  


 


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