Development of Smart Open-Field Agricultural Water Management System Using Laser Gauge and LoRa Network

전 세계적인 기후 변화와 물 부족 심화로 인해 안정적인 농업 용수 관리의 중요성이 대두되고 있다. 동시에 농촌 인구의 고령화에 따른 노동력 부족을 해결하기 위해 스마트팜 도입이 시급한 상황이다. 그러나 기존 기술은 온실 분야에 집중되어 있어 벼농사의 수위 관리와 같은 환경 제어가 어려운 노지 농업용 솔루션은 미흡하다. 제안된 시스템은 레이저 ToF 방식을 적용해 정밀하게 수위를 측정하며 태양광 발전으로 전력 문제를 해결했다. 또한 비면허 대역인 LoRa 사설망을 활용하여 별도의 통신비 없이 반경 5km의 넓은 지역을 커버한다. 본 논문에서는 통합 센서 보드와 게이트웨이, 그리고 사용자 모니터링 앱의 설계 및 구현 과정을 상세히 다룬다. 농업인은 스마트폰을 통해 실시간으로 물 관리를 수행함으로써 노동 강도를 획기적으로 줄일 수 있다. 체계적인 데이터 분석을 기반으로 농업 용수 사용량을 절감하고 최적의 생육 환경을 조성할 수 있다. 결과적으로 이 시스템은 노지 스마트팜의 기술적 완성도를 높여 데이터 기반의 정밀 농업 실현에 기여할 것이다.