PASTJ_202309_01 – Precision Agriculture Science and Technology

REVIEW ARTICLE

Survey and analysis of national standardization trends for smart farm ICT equipment

Chi-Ju Woo^1,2, Ho-Sung An³, Ka Young Lee³, Samsuzzaman⁴, Md Shaha Nur Kabir^4,5, Sun-Ok Chung^2,3,4, Soon Jung Hong⁶, Jong Kyu Ha^7*

¹Department of Smart Agriculture System Engineering, Graduate School of Smart Agriculture, Chungnam National University, Daejeon 34134, Republic of Korea
²Korea Agricultural Machinery Industry Cooperative, Cheonan 31041, Republic of Korea
³Department of Smart Agricultural Systems, Graduate School, Chungnam National University, Daejeon 34134, Republic of Korea
⁴Department of Agricultural Machinery Engineering, Graduate School, Chungnam National University, Daejeon 34134, Republic of Korea
⁵Department of Agricultural and Industrial Engineering, Hajee Mohammad Danesh Science and Technology University, Dinajpur 5200, Bangladesh
⁶Korea National College of Agriculture and Fisheries, Jeonju 54874, Republic of Korea
⁷LS Mtron Ltd., Anyang 14119, Republic of Korea

*Corresponding author: jongkyou.ha@lsmtron.com

September, 2023
Precision Agriculture Science and Technology 2023 5(3):117-136
Received Date: August 30, 2023
Revised Date: September 18, 2023
Accepted Date: September 23, 2023
DOI: 10.12972/pastj.20230010
Citation

Abstract

The rapid advancement of information and communication technology (ICT) has significantly transformed the agricultural sector, giving rise to the concept of smart farming. Smart farming involves the integration of various ICT equipment and technologies to enhance agricultural practices, improve productivity, and ensure sustainable resource utilization. As smart farming gains momentum, the need for standardized practices and equipment becomes crucial to ensure interoperability, reliability, and widespread adoption. This paper presents a comprehensive survey and analysis of national standardization trends for smart farm ICT equipment in smart farming. It introduces the standardization trends, smart farm ICT equipment national standard diffusion support project, and evaluation of testing ICT equipments. Additionally, it highlights the necessity and consequences of ensuring interoperability for ICT equipment in smart farming. Furthermore, the paper explores the challenges and opportunities associated with smart farm ICT equipment standardization. Challenges include reconciling diverse technical requirements, addressing security and privacy concerns, and maintaining adaptability to evolving technological landscapes. On the other hand, standardization offers the opportunity to accelerate innovation, enable market growth, and establish a foundation for sustainable agricultural practices.

Keywords

smart farm, standardization trends, ICT equipment, interoperability, agricultural equipment certification

Introduction

스마트팜은 4차 산업혁명에 따라 모든 기술이 융합되고 연결됨에 따라 기존 농지(필지)에서 필요로 하는 투입재(물, 비료, 농약 등)를 적기, 적소에 적량만 사용함으로써 생산성과 환경부담을 저감하고자 하는 영농방식인 정밀농업(KREI, 2021)에 ICT기술을 접목하여 원격·자동으로 작물 및 가축의 생육 환경을 적정하게 유지·관리할 수 있는 기존보다 고도화된 기술이 적용된 농장을 의미한다.

제4차 산업혁명은 2016년 스위스 다보스에서 개최된 세계경제포럼을 통해 개념이 널리 확장되었으며, 스마트팜 또한 2016년경부터 용어가 사용되기 시작되어 같은 해 농림축산식품부에서는 ICT융복합확산사업 지원사업 등 현장에 스마트팜 기자재가 보급될 수 있는 다양한 지원사업을 추진해 오고 있다.

우리나라 뿐만 아니라 전 세계적으로 농업이 당면한 공통적인 문제점인 농지 감소, 농민 인구 감소, 고령화, 지속가능한 농업 추구에 있어 스마트팜은 작물·가축의 생육정보와 환경정보를 바탕으로 종전보다 노동력, 에너지, 비용 등을 덜 투입하고도 농산물의 생산성과 품질을 향상시킬 수 있어 빠른 속도로 발전과 확산되고 있다.

스마트팜 중에서도 노지에 비해 환경관리가 보다 용이한 온실은 우리나라 농업의 ‘백색혁명’이라 불리우며 1980년대 비닐하우스 도입으로 기후조건을 극복하여 연중 작물 생산을 가능케 하였으며 현재의 스마트팜 농업의 밑거름이 되었다.

농림축산식품부의 정책자료에 따르면 국내의 시설온실의 전체 면적은 2021년 기준 57,380h이며, 이중 스마트팜은 6,485ha에 보급되어 약 9% 정도의 시설온실에 스마트팜 기자재 보급되었으며(Joint Ministry, 2001), ICT융복합확산 지원사업을 통해 현재까지 약 105,250 백만원 이상의 재정이 투입된 것으로 조사되었다(MAFRA, 2022).

스마트농업 육성 및 지원에 관한 법률 제정은 2023년 3월에 국회에서 법안이 통과되고 공표되어 2024년 3월부터 시행될 예정이며 전국 39개의 시·도·군·구에서는 스마트농업 육성 및 지원에 관한 조례를 제정하여 이를 바탕으로 스마트팜의 보급과 확산이 계속 증가할 것으로 예상된다.

농림축산식품부 2022년에 따르면 정부의 기술개발·정책자금지원(농식품부‧과기 정통부‧농진청 합동 스마트팜 혁신기술 개발 추진(2021~2027년: 3,867억원), 규모화 가능성(곡물·축산), 높은 기계화율(2020년: 쌀99%, 밭62%)으로 국내 스마트농업 도입을 촉진시켰으며 반면에 도입제약 요인으로는 높은 비용, 소규모 다품목 재배, 기술과 장비에 대한 농업인의 낮은 이해도(고령화), 설치 업체와의 의사소통 장애, 불투명한 장비 가격정보, 장비의 잦은 고장, 기존 보유시설과 낮은 호환성, 인터넷·수도·전기 등 추가 기반 구축의 어려움이라고 발표했다.

또한 2016년부터 정부의 지원을 바탕으로 빠른 발전과 확산을 통해 농업현장 일선에 보급된 스마트팜 기자재가 교체수요가 발생하고, 새로운 기술에 대한 확장이 요구되면서 비표준화로 인한 다양한 문제점들도 발생하고 있다. 대표적으로 비표준화로 인한 낮은 호환성으로 인한 기자재 사용으로 유지·관리에 위험성이 존재하고 큰 비용이 요구되고 있어 스마트팜 보급·확산에 장애요인으로 작용하고 있다.

특히 시설온실 스마트팜ICT기자재 제조업체의 대부분은 10인 미만의 매출액 10억 이하 영세한 기업체가 많고 비표준화로 인해 제조업체의 부도·폐업시 농가의 스마트팜 도입 및 유지관리에 대한 부담은 더욱 가중되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 2018년 스마트팜ICT기자재 국가표준 3종이 처음으로 제정되었으며 2020년부터 농림축산식품부에서는 ‘스마트팜ICT기자재 국가표준 확산지원사업’을 통해 제조업체가 표준이 적용된 제품을 농업현장에 보급할 수 있도록 지원을 계속 하고 있다.

‘표준’이란 합의에 의해 제정되고 인정된 기관에 의해 승인되었으며, 주어진 범위 내에서 최적수준의 질서 확립을 목적으로 공통적이고 반복적인 사용을 위해 규칙, 지침 또는 특성을 제공하는 문서로 정의된다(KS A 0001 ISO/IEC Guide 2). 표준화(Standardization)란 ‘실제적이거나 잠재적인 문제들이 대하여 주어진 범위 내에서 최적 수준을 성취할 목적으로 공통적이고 반복적인 사용을 위한 규정을 만드는 활동’이라고 정의하고 있다. 스마트팜ICT기자재 분야에서도 표준과 표준화는 신규 장비 도입, 교체, 사후관리 수요 증가에 따라 점차 중요성이 증대되고 있다.

스마트팜ICT기자재 국가표준은 기계적·전기적 연결 호환성을 위한 인터페이스의 통일된 규격 사용, ICT기술을 활용함에 따라 필수적인 동반되는 통신 방법과 프로토콜에 대한 규정으로 상호 호환성, 상호 운용성에 중점을 둔 표준이 우선 제정되었으며 정부와 다양한 연구기관이 참여하여 스마트팜 표준화 로드맵 제정, 다양한 연구개발 사업으로부터의 표준 개발, 표준화 포럼 운영 등을 통해 관련된 표준이 지속적으로 제·개정되고 있다.

국제표준화기구(ISO)에서 농업기계류를 담당하는 위원회(TC23) 산하 농용전자통신분야 전문위원회(SC19)에서 스마트팜에 대응하는 표준의 필요성이 요구되어 독일의 표준화기구(DIN)에서 제안하여 2022년 처음으로 스마트파밍(smart farming)에 대한 용어가 등장하였으며, 스마트팜 국제표준 제정에 대응할 수 있는 새로운 위원회 설립과 로드맵 제정이 검토되고 있는 단계이다.

시설온실 분야에서 선진국에 해당하는 네덜란드 표준화 기구(NEN)의 경우 온실과 관련된 네덜란드 표준은 온실 구조 및 설계, 온실용 피복재의 등에 대한 표준은 제정되어 있으나 스마트팜에 대응하는 표준은 아직 미비한 상태이며 시설온실 환경제어 분야 선도기업의 규격이 사실상 시장표준으로 적용되고 있는 것으로 파악된다.

빠르게 발전하고 보급 확산되고 있는 스마트팜 산업에 있어서 기자재 표준화는 제조업체에게는 개발 비용과 기간의 절감의 장점이 있고, 최종 사용자인 농민에게도 도입 비용 감소, 사후관리 편의성 증대 등 긍정적인 효과가 기대된다. 이번 연구에서는 스마트팜은 분류에 따라 노지, 시설온실, 축산, 농업용 무인 항공방제기, 자율주행농업기계 등 여러 가지 분류 중에서 온실과 축산에 관련해 재정 된 스마트팜ICT기자재 국가표준 5종을 대상으로 표준화에 대해 조사·분석하고 나아가 한정된 자원으로 산업계에 보다 도움이 될 수 있는 표준화 활동과 스마트팜ICT기자재와 관련된 산업계 종사자가 표준을 적용하거나 표준화활동에 참여함에 있어 참고가 될 수 있도록 하고자 한다.

스마트팜ICT기자재 국가표준 현황

스마트팜ICT기자재 국가표준 개요

국가 표준 이란 국가사회의 모든 분야에서 정확성, 합리성 및 국제성을 높이기 위하여 국가적으로 공인된 과학적·기술적 공공기준으로서 산업표준·측정표준· 참조표준 등 ‘국가표준기본법’에서 규정하는 모든 표준을 말한다(MTIE, 2018).

스마트팜ICT기자재 분야에서 제정된 표준은 주로 산업표준에 해당하며 산업표준은 광공업품의 종류, 형상, 품질, 생산방법, 시험·검사·측정방법 및 산업활동과 관련된 서비스의 제공방법·절차 등을 통일하고, 단순화하기 위한 기준을 말한다. 산업통상자원부 장관은 산업표준화법에 의거하여 산업표준을 운영하며, 이에 따라 고시된 산업표준을 한국산업표준(KS)이라 하며 아래의 표와 같은 분류체계를 가지고 있다.

Table 1. Korean industrial standards (KS) classification system (KATS, 2023)

Large Category	Medium Category	Standard Number
Basic (A)	Basic general, radiation management, guides, culture, social systems, etc.	KS A 0000
Machinery (B)	Machinery, general, mechanical elements, tools, general machinery, industrial machinery, agricultural machinery, industrial automation, etc.	KS B 0000
Electrical (C)	Electrical and electronic general, electrical and electronic materials, wire and cable, electronic communication components, semiconductor, display, etc.	KS C 0000
Metal sector (D)	General metals, raw materials, steel, cast iron, castings, etc.	KS D 0000
’	’	’
Information sector (X)	Information, general, information technology (IT) applications, IT interconnection, interactive devices, etc.	KS X 0000

스마트팜ICT기자재 국가표준은 정보통신(X)에 해당하는 표준이 우선 제정되었으며, 표준 내용에 따라 최근에는 기계부문(B)에 해당하는 표준도 제정되고 있다.

국가표준을 담당하는 국가기관은 표준 제도 전반을 담당하는 국가기술표준원(KATS)이 있고, 방송통신산업과 연관된 전기통신 및 정보기술 표준을 담당하는 국립전파연구원(RRA)이 있다. 이 두 기관은 국제표준과 국가표준 특성에 따라 구별되어 표준을 관리하고 있다.

Fig. 1. Smart Farm International Standardization Organization and National Standard Response System

국가표준 관리와 대응 조직 현황

농업기계 전반에 대한 표준은 국가기술표준원(KATS)에서 운영하는 TC23(Technical Committees/농림업용 트랙터 및 기계류)위원회에는 11개산하 전문위원회(SC2, 3, 4, 6, 7, 13, 14, 15, 17, 18, 19)로 구성 되어있다. 기계융합산업표준과에서는 SC19를 제외 한 10개의 전문위원회에 대응을 하며 TC23 표준협력개발기관(COSD)인 한국농기계공업협동조합이 2009년부터 200여종의 국가표준을 제·개정, 확인, 폐지 등 관리해오고 있으며 주로 KS B로 시작되는 국가표준을 다룬다.

농용전자통신에 해당하는 SC19는 국가기술표준원의 전기전자정보표준과가 담당을 하고 있었으나, 2021년 스마트팜 표준화의 경쟁력 향상을 통한 산업 활성화 촉진을 위해 국가기술표준원과 농촌진흥청이 산업표준 업무 위탁을 맺으며 SC19 표준 관리기관이 농촌진흥청으로 이관되었다. 한국농업기술진흥원(KOAT)는 2022년 1월 농촌진흥청으로부터 농업용 전자통신분야(TC23/SC19)의 표준개발협력기관(COSD)으로 지정되어 해당 분야의 국가표준 개발·관리 업무를 이양 받아 관련 업무를 수행하고 있다.

국립전파연구원 산하 국가표준전문위원회는 정보통신 분야 국가표준 업무를 담당하며, 국립전파연구원은 스마트팜 관련 ICT 국가표준 개발을 위한 전문위원회를 설치하여 2018년에 스마트팜 센서 및 구동기 인터페이스, 메타데이터, 온실통합제어기와 센서·구동기 노드 간 통신 인터페이스에 대해 KS X로 시작되는 국가표준을 제정하였다.

스마트팜ICT기자재 국가표준을 대응하는 조직이나 전문위원회는 어느 한곳에서만 독점적 다뤄지지 않고 있으며 표준의 적용범위나 그 내용에 따라 이원화되어 관리되고 있다. 주로 스마트팜 통신과 관련된 표준은 농촌진흥청이 위탁 받아 관리하고 한국농업기술진흥원이 표준개발협력기관으로 지정되어 있는 ‘농업용전자통신전문위원회(ISO/TC23/SC19)’에서 담당하고 있으며, 스마트팜 기자재 일반 요구조건 등과 관련된 표준은 국가기술표준원이 직접 관리하고 한국농기계공업협동조합이 표준개발협력기관으로 지정되어 있는 ‘농기계전문위원회(ISO/TC23)’에서 표준 제·개정, 확인, 폐지의 업무를 대응하고 있다.

Fig. 2. ISO TC23 Organization Chart.

스마트팜ICT기자재 국가표준 제정현황

온실·축사분야 스마트팜ICT기자재 국가표준이 제정된 연혁을 살펴보면 단체표준을 다루는 한국정보통신기술협회(TTA)에서 2014년에 정보기술융합기술위원회 산하에 ‘스마트농업분과(PG426)’이 신설하였고 현재까지 약 80건의 단체표준을 개발하였다. 이러한 단체표준 중에서 기자재와 기종 중심으로 제정되고 표준 파급효과가 뛰어날 것으로 기대되는 단체표준을 고도화하여 처음으로 국가표준 5종이 제정되었고 그 이후로 연관된 표준들이 지속 제·개정 중에 있다.

Table 2. Status of establishing national standards for smart farm ICT equipment (MAFRA, 2021).

Standard Number	Standard Title	Revision Date
KS X 3265	Driver Interface for Smart Greenhouse	Established by: 2018.11.26. Amendments: 2022.01.11.
KS X 3266	Sensor Interface for Smart Greenhouse	Established by: 2018.11.26. Amendments: 2022.01.11.
KS X 3267	RS485-based Modbus interface between smart greenhouse sensor driver node and greenhouse integrated controller	Established by: 2018.11.26. Amendments: 2022.01.11.
KS X 3268	Smart Greenhouse Driver Metadata	Established by: 2018.11.26.
KS X 3269	Smart Greenhouse Sensor Metadata	Established by: 2018.11.26.
KS X 3279	Sensor Interface for Smart Barns	Established by: 2020.11.11.
KS X 3286	RS485 Modbus-based Smart Greenhouse Node Device Registration Procedure and technical specifications	Established by: 2020.11.11.
KS X 3287	Smart Greenhouse Node Metadata	Established by: 2022.01.11.
KS X 3288	RS485-based Modbus interface between smart greenhouse controller and liquidizer node	Established by: 2022.01.11.
KS B 7952	Agricultural Irrigation Equipment – Nutrient Feeders – General Requirements	Established by: 2022.11.21.
KS B 7955	Smart Greenhouse – Nutrient Feeder – Control Information and Data Collection Requirements	Established by: 2022.12.27.
KS B 7956-1	Livestock Specific Data Collection Requirements Part 1: Common Requirements	Established by: 2022.12.27.
KS B 7956-2	Livestock Specific Data Collection Requirements Part 2: Swine	Established by: 2022.12.27.

Table 3. Application areas and items of national standards for smart farm ICT equipment.

Field	Item	Details Item	Related Standards
Facilities Greenhouse Field	Sensors Interfaces (13 types)	Temperature, humidity, carbon dioxide, insolation, wind direction, wind speed Photon, soil moisture content, soil moisture tension, EC, PH, air temperature, rainfall	KS X 3266
	Driver Interface (9 types)	Skylight opener, side window opener, insulation curtain opener, sunshade opener, ventilator, flow fan, irrigation motor, irrigation valve, air conditioner	KS X 3265
	Sensor driver node	greenhouse environment manager and sensor node RS485 MODBUS RTU MODBUS RTU communication protocol	KS X 3267
	Nutrient supply (Nutrient supply node)	Greenhouse environment manager and nutrient supply period RS485 MODBUS RTU communication protocol Sensor	KS X 3288
Axial Mountain Fields	Sensor Interface (19 types)	(Outdoor) Temperature, wind direction, wind speed, rainfall, humidity, insolation, sunlight sensor (Inside) Temperature, humidity, carbon dioxide, ammonia, illuminance, oxygen, differential pressure, wind speed sensor (Safety) Power failure sensor, leakage circuit breaker, arc circuit breaker, surge protector	KS X 3279

Table 3-1. KS X 3265 Standard Main Contents (NRRA, 2022a)

Standard No.	KS X 3265
Standard Title	Driver interface for smart greenhouses
Revision Date	(Revised) 22.01.11. (First published) 18.12.26.
Scope of application	Defines the main mechanical and electrical connections used in interfaces for controlling actuators used in smart greenhouses by means of information and communication technology and the general description of their operation.
Main contents	Mechanical conn ection interfaces pecification		Electrical connection interface specification
	Connection terminals	Power line identification	Pilot signal Power line voltage	Power lines Power line	Operation method
	terminals	a) 2-wire (DC) – Br (Brown): + – Bl (Blue): – b) 3-wire (alternating current) – Br (Brown): + – Bl (Blue): – – G (Green) c) 4-wire (alternating current) – Br (Brown): + – Bl (Blue): – – G (Green) – Bk (Black)	a) Direct Current (DC) – 5V – 12V – 24V	a) Direct Current (DC) – 5V – 12V – 24V – 48V b) Alternating Current (AC) – 220V single-phase – 220V three-phase – 380V three-phase	skylight – side window – Heat curtain – Shade switch	Switch Operation Direction (ON/OFF/reverse)
					– Ventilator – Floating fan – Watering motor – Water valve – Cooler switch	Switch Operating Mode (ON/OFF)

Table 3-2. KS X 3266 Standard Main Contents (NRRA, 2022b)

Standard No.	KS X 3266
Standard Title	Sensor Interfaces for Smart Greenhouses
Revision Date	(Revision) 22.01.11. (First draft) 18.12.26.
Scope of ap plication	General definition of mechanical and electrical connection specifications, measurement ranges, etc. for operating wired sensors inside and outside the smart greenhouse
Main contents	Mechanical Connection Interface Specifications		Electrical Con nection Interface Specifications
	Connection Terminals	Terminal Order	Sensor Name	Power supply voltage	Output signal Shape and Range
	Circular Connectors	a) 2-Wire Power (pin 1) Ground (pin 4) b) 3-Wire Power (pin 1) Signal (pin 2) Ground (pin 4) b) 4-Wire Power (pin 1) Signal1 (pin 2) Signal2 (pin 3) Ground (pin 4)	Temperature Humidity Carbon dioxide Insolation Wind direction Wind speed Photons Soil function rate Soil level tension EC PH Air temp erature	a) Direct Current (DC) – 5V 12V 24V	a) Analog 1V ~ 5V
	Circular Connectors		Rainfall	a) Direct Current (DC) 24V	a) Analog Contact Output

Table 3-3. KS X 3267 Standard Main Contents (NRRA, 2022c)

Standard Number	KS X 3267
Standard Title	RS485-based Modbus Interface between Smart Greenhouse Sensor/Driver Nodes and Greenhouse Integrated Controller
Revision date	(Revision) 22.01.11. (First draft) 18.12.26.
Scope	Specifies the functions provided between the greenhouse integrated controller and the sensor/driver nodes and the standardized message interface of RS-485 MODBUS messages exchanged for each function, and ensures interworking using protocols in a standardized manner
Main content	1. Scope of application 2. RS485 Modbus Protocol Overview and Application 3. Register Map 4. Node/device information inquiry and control

Table 3-4. KS X 3279 Standard Main contents

Standard Number	KS X 3279
Standard Title	Sensor Interfaces for Smart Livestock
Revision date	(Revision) Revision in Progress (Initial Proposal) 20.11.11.
Scope	Defines the sensors (outside/inside/safety) that comprise a smart barn, and defines general requirements for mechanical and electrical connection specifications and measurement ranges for collecting information inside and outside the smart barn.
Main content	Mechanical connection interface specificati ons				Electrical Connection Interface Specifications
	Connection Terminals	Connection Type	Identification	Terminal Order	Sensor Type	Power supply voltage	Output Signal Shape and Range
	Circular Connectors Terminal	<2-wire> R (Red) Bk (Black)	<2 -wire> R: + Bk: –	<2 -wire> Power Ground	Outdoor Sensors Bet Sensor	24V	<Analog> – 1 – 5V < Digital> Mod bus RTU RS 485 9600 bit/s
		< 3-wire> R (Red) Y (Yellow) or W (White) Bk (Black)	<3 -wire> R: Power Y or W: Signal Bk: Ground	<3 -wire> Power Signal Ground
		< 4-wire> R (Red) Y ( Yellow), or W(White) G (Green) Bk (Black)	<4 -wire> R: Power Y or W: Signal1 G: Signal2 Bk: Ground	<4 -wire> Power Signal1 Signal2 Ground	Safety Sensors		<Analog> – Contact Output

Table 3-5. KS X 3288 Standard Main contents (NRRA, 2022d)

Standard Number	KS X 3288
Standard Title	RS485-based modbus interface between greenhouse integrated controller and liquefier node in a smart greenhouse.
Revision date	(Enacted) 22.01.11.
Scope	Defines the RS485-based Modbus interface between the greenhouse integrated controller and the liquidizer node of the smart greenhouse, the message interface to be exchanged, and the data to be transmitted.
Main content	1. Scope of application 2. Register map 3. Get and control the information

스마트팜ICT기자재 표준화 동향

스마트팜ICT기자재 표준화 정의

표준화(standardization)는 사물, 개념, 방법 및 절차 등에 대하여 합리적인 표준(standard)를 설정하고, 이를 따르고 활용하기 위한 규칙, 지침, 가이드 등을 만드는 조직적 행위로 표준을 개발하고 활용하는데 관련된 모든 활동들이 포함된다(KATS, 2022).

스마트팜ICT기자재 표준화란 앞서 설명한 스마트팜ICT기자재 국가표준을 중심으로 해당 표준을 실제 제품에 적용하여 농업 현장에 확산하거나 새로운 표준을 제정하고, 기존의 표준을 개정하는 활동을 의미한다.

농업분야에서는 스마트팜이 농지 면적, 농가 인구 감소와 고령화에 대응한 노동력 절감 및 생산성 향상의 효과를 낼 것으로 기대하고 있으며, 농림축산식품부에서는 2016년부터 시설원예, 축산분야 ICT융복합 확산사업 등을 통해 현재까지 약 1,000 억원 이상의 정부보조금 지원을 바탕으로 농업현장에 스마트팜ICT기자재를 확산 보급하고 있다. 그에 따라 스마트팜 기자재 보급이 다른 나라에 비해 빠른 편에 속하지만, 초창기 보급된 원격·자동화에 초점이 맞춰진 1세대 기자재의 노후화로 인한 사후관리 요구 증대와 기술 발전에 따른 교체수요와 맞물려 표준화의 수요가 활발해지고 있다.

스마트팜ICT기자재 표준과 표준화는 크게 세가지 요소로 구분될 수 있다. 첫번째로 기자재간 인터페이스 일치와 같은 부품의 규격 통일화, 단순화 측면의 제품표준이 해당되며, 두 번째로 정보통신표준으로써 ICT제품 및 서비스의 상호 호환과 정보 공동 활용을 위한 합의된 프로토콜 사용과 시스템 또는 제어기와 노드(센서 노드, 구동기 노드, 복합 노드)와의 통신을 원활하게 하는 상호운용성을 목적으로 하는 표준이며 이도 제품 표준에 해당된다. 마지막으로 국가의 검인증 체계와 맞물려 기자재의 표준 적합성을 시험하는 시험방법에 대한 표준으로 구분 지을 수 있다.

스마트팜 기자재의 구성은 다양하고 복잡하다. 온실과 축사 내의 환경 ·생육 정보를 취득하기 위한 센서 류, 적합한 환경 조절과 생산 관리를 위해 조절되는 구동기(개폐기, 환풍기, 냉난방기 둥)와 이를 수동이나 자동에 의해 작동시키기 위한 컨트롤 박스. 마지막으로 농장 내 취득된 정보와 데이터를 처리하여 데이터를 처리하고 의사결정을 지원하여 작동 명령을 지시하는 제어기(컴퓨터) 등으로 구성된다. 이들 각각의 제품군은 이미 많은 표준을 바탕으로 개발되어 스마트팜 표준이 별도로 필요하지 않다고 생각 할 수 있다. 그러나 센서류에는 고온 다습한 온실 환경이나 부식에 취약한 축사환경을 고려한 표준이 아니며, 통신표준 같은 경우에는 정해진 RS-485, TCP/IP, BQTT, WIFI, ZIGBEE 등 다양한 통신 방법을 사용하더라도 상호운용성과 호환성을 보장하지는 않기 때문에 스마트팜ICT기자재의 표준화가 필요하다.

스마트팜ICT기자재 표준화의 필요성은 최종 사용자인 농가 측면에서는 호환성과 상호운용성을 바탕으로 한 표준 적용 기자재 보급을 통해 도입비용 저감, 사후관리의 용이성으로 농가의 편익 증대의 효과가 있고, 제조업체인 측면에서는 개발 비용과 기간의 절감, 호환성이 가져오는 네트워크 외부효과로 인한 산업규모 확대 그리고 검정 도입 등을 통한 품질과 신뢰성 제고의 효과가 있다. 스마트팜 온실기자재 산업에서 가장 선도 기업으로 평가받는 프리바의 경우 마이크로소프트의 Windows처럼 시장 경쟁에서 승리한 기업의 규격이 시장 표준으로 적용되고 있으나, 우리나라에서는 아직 내수시장을 선도해 나가는 기업이 미비한 실정으로 기자재 및 부품의 호환성과 신뢰성 확보, 기술 확대에 의한 규모의 경제를 이루어 경쟁력을 갖출 수 있도록 하는데 표준화가 필요하다(ATCF, 2020).

스마트팜ICT기자재 국가표준 확산지원사업 개요

스마트팜ICT기자재의 비표준화로 인한 문제점이 반복적으로 대두되어 정부에서는 2019년 6월 25일 스마트팜ICT기자재를 ‘농축산물 생산환경조절장치’의 명칭으로 농업기계화 촉진법의 농업기계범위에 포함하였다. 표준화의 빠른 확산을 위해 2020년도부터 ‘스마트팜ICT기자재 국가표준 확산 지원사업’을 추진하고 있다. 이 사업은 스마트팜에 적용되고 있는 국산 ICT 핵심 기자재의 가격 경쟁력과 신뢰성을 제고하기 위해 정부가 스마트팜 제조사를 선발하여 국가표준을 제품에 적용하는 데에 필요한 설계 변경 컨설팅과 부가적 비용을 지원하며, 농림축산식품부에서 사업비를 지원하고, 한국농업기술진흥원(KOAT)이 사업을 주관하고 있다.

매년 한국농업기술진흥원 홈페이지(www.koat.or.kr)를 통해 공고되며, 단연도 사업으로 선정된 기업은 약 8~10개월 이내에 표준을 적용한 시제품을 제작하거나 기존 제품의 표준을 적용하여 표준적합성 검정까지 완료해야 하는 표준화 절차를 진행하여야 한다. 사업 대상 표준은 첫해 KSX3265, KSX3266, KSX3267 세 가지 표준을 시작으로 현재는 양액공급기와 관련된 표준(KSX3288, KSB7952)와 사양관리기기(KSB7956-1~2)까지 확대되고 있으며 해마다 점차 적용되는 표준이 증가하는 추세에 있다. 사업비는 적용하고자 하는 표준과 기자재에 따라 최소 3,000만 원에서 5,000만원까지 차등 지원하며 현재 개발 중이거나 제조하는 기자재가 사업 대상에 해당되는 품목이라면 정부의 지원을 받아 표준화를 할 수 있도록 권장한다.

해당 사업은 크게 세 가지 내역사업으로 구분되어 있다. 첫 번째 내역사업인 ‘설계변경 컨설팅 지원’은 국가표준을 적용하는데 있어 문서로만 이해하는데 한계가 있고 스마트팜 기자재 산업 특성상 영세한 기업이 많아 엔지니어를 보유하고 경우가 적어 시제품 또는 기존제품에 국가표준을 이해하고 적용하는데 도움을 주는 컨설팅 업무를 수행한다. 두 번째 내역사업은 ‘시제품 제작 및 개선 비용 지급’ 으로 실제 표준적용에 필요한 재료비나 외주개발 비용 등을 직접 지급하고 농업 현장까지 확산 적용될 수 있도록 지원하고 있다. 세 번째로 ‘검정 바우처 지원사업’ 으로 컨설팅과 제품개선 활동의 결과물인 표준적용 제품을 한국농업기술진흥원에 검정 의뢰 시 발생하는 수수료를 지원하고 있다.

스마트팜ICT기자재 국가표준 확산지원사업의 지원규모는 2020년부터 현재까지 총 242개사를 지원하였으며 4년간 약 345억원을 지원하였다.

Table 4. Smart Farm ICT Equipment National Standard Support Status (KOAT, 2023).

Business Year	Selected Companies	Support Budget (Won)	Support Details
2020	70	33.7 B	Consulting, production cost support
2021	51	34.2 B	Consulting, production costs, and testing support
2022	54	34.2 B	Consulting, production costs, and testing support
2023	67	31.7 B	Consulting, production costs, and testing support
Total	242	133.8 B

스마트팜ICT 기자재 검정 시험 현황

농업기계화촉진법에서 ‘검정’ 이란 농업기계가 특정 표준이나 시험방법 또는 기준에 적합한지를 객관적으로 시험·확인하는 것을 말하며, 농업기계화 촉진법 제9조 및 농업기계화 촉진법 시행규칙 제4조의 규정에 근거하여 한국농업기술진흥원(KOAT)을 검정기관으로 지정하고 검정과 관련된 업무를 수행하고 있다. 농업기계 검정의 목적은 농업기계의 개발·보급 및 수출촉진, 효율적 이용에 필요한 정보 제공으로써 농업기계 검정에는 여러 가지 종류가 있는데 크게 필수적 검정과 임의적 검정으로 나누어진다. 필수적 검정에는 종합검정, 안전검정, 변경검정이 해당되며, 임의적 검정에는 국제규범검정, 기술지도검정, 선택검정이 해당이 된다.

필수적 검정은 농업기계 종류에 따라 받아야 하는 검정대상 농업기계가 지정이 되어 있고, 검정을 받지 않거나 부적합 판정을 받은 농업기계는 판매·유통이 금지되어 있어 위반시 1천만원 이하의 과태료가 부과된다. 별도로 검정대상 기종으로 지정되지 않은 농업기계는 자유화 진입기종이라 하여 임의적 검정, 또는 별도의 공인시험기관이나 자체시험성적서를 통해 정부지원대상 농업기계로 진입이 가능하다.

스마트팜ICT기자재의 검정은 임의적 검정 중에서 선택검정에 해당되며, 2019년 6월 25일 농축산용 생산환경조절장치로 농업기계범위에 포함되었으며 2019년 11월부터 검정업무 수행이 실시되고 있다.

Table 5. Agricultural mechanics classification (MAFRA, 2022).

Certification Type		Certification Content
Required Optional	Comprehensive test	Structural investigation, performance test, operation difficulty test, and safety test to provide consumers with technical information necessary for selecting agricultural machinery.
	Safety check	Safety tests on safety devices, safety protection devices, safety markings, etc. to ensure the safety of agricultural machinery.
	Change	Testing to verify the conformity of a part of an agricultural machine that has been judged to be suitable in the comprehensive test and safety test.
Disc retionary Non- mandatory	International norms	Testing according to international technical regulations (OECD, ISO, etc.).
	Technical guidance check	Testing of specific test items at the request of the sponsor to promote the improvement and development of agricultural machinery.
	Selection test	Testing of specific items requested by the applicant for agricultural machinery funded by the state.

스마트팜ICT기자재 검정은 한국농업기술진흥원 ICT신뢰성평가팀에서 담당하고 있으며 높아지는 ICT기자재 검정 수요에 대응하기 위해 2020년 별도의 농생명ICT검인증센터를 전북 익산에 97억 예산을 투입하여 7,320㎡의 규모로 설립하였다. 현재 스마트팜ICT기자재와 관련하여 수행하고 있는 검정 품목으로는 온·습도 등 센서 13종, 개폐기 등 구동기 9종 총 22종에 대한 스마트팜 기자재에 대한 성능과 통신호환성 등 표준적합성을 검정하고 있다. 양액공급기 성능시험 및 표준 적합성 검증은 2023년 하반기부터 검정업무가 수행될 수 있도록 현재 준비하는 과정에 있다.

Table 6. Status of agri-food ICT inspection and certification center facilities (KOAT, 2021).

Composition	Area (m²)	Purpose
Single greenhouse	1,000	Horticulture Check Smart Farm equipment compatibility and more.
3 interconnected greenhouses	1,600	Horticulture Check Smart Farm equipment compatibility and more.
Glass greenhouse	2,000	Horticulture Check Smart Farm equipment compatibility and more.
Livestock equipment testing facilities	2,000	Smart barn sensor and driver performance, compatibility check.
Reliability Test Building	720	Environmental and durability check of smart farm equipment.
Total	7,320	Total 5 facilities, 27 types of 74-point test equipment installed.

검정 시험 현황으로는 최근 2년간 진행된 농축산물 생산환경조절장치 검정 시험 결과를 보면 2021년 273건, 2022년에는 276건의 검정신청이 접수되었으며 검정 적합율은 최근 2년간 549건 중에서 327건으로 약 60%의 검정 적합율을 기록하였고 상세 내역은 아래의 표와 같다.

Table 7. Status of testing of environmental control devices for agricultural products in 2021.

Category		Passed	Rejected	Suspended	Total
Sensors	Temperature Sensors	28	4	23	55
	Humidity Sensors	25	3	24	52
	CO₂ Sensors	17	1	20	38
	EC Sensors	7		8	15
	NH₃ Sensors	6		8	14
	O₂ Sensors	3		1	4
	PH Sensors	7		5	12
	Photon Sensor	7	1	4	12
	Insolation Sensor	4		1	5
	Illuminance Sensor	10		6	16
	Geothermal Sensor	3		4	7
	Air Temperature Sensor	3		2	5
	Soil Function Rate Sensor	1		3	4
	Wind Speed Sensor	6	1	7	14
	Wind Direction Sensor	7	1	4	12
Drivers	Switchgear	2			2
	Irrigation Valves	1			1
	Irrigation Pump	1			1
	Flow Fans	2		1	3
	Ventilators	1			1
Total		141	11	121	273
Percentage		52%	4%	44%	100%

Table 8. Produce environmental control unit testing status in 2022.

Category	Passed	Rejected	Suspended	Total
Sensors	Temperature Sensors	34		17	51
	Humidity Sensors	27		19	46
	CO₂ Sensors	22		12	34
	EC Sensors	6		9	15
	NH₃ Sensors	3		8	11
	O₂ Sensors			2	2
	PH Sensors	10		2	12
	Rain Sensor	7		1	8
	Photon Sensor	1		2	3
	Insolation Sensor	6			6
	Air temperature sensor	6		1	7
	Soil Function Rate Sensor	1		13	14
	Soil Moisture Tension	3		1	4
	Wind Speed Sensor	14			14
	Wind Direction Sensor	7		3	10
	Other	4			4
Drivers	Switchgear	17			17
	Irrigation Valves	3			3
	Irrigation Pumps	4			4
	Flow Fans	8			8
	Ventilators	3			3
Total		186		90	276
Ratios		67%	0%	33%	100%

검정 중지 부적합에 원안 반려를 포함하여 222건 약 40% 정도로 시험을 통과하지 못하는 비율이 높은 편이며, 부적합 사유에 대해서는 별도로 세부 사유를 공개하지 않아 정확한 원인을 파악하기는 불가능하나 센서 값의 측정오차가 검정 기준을 벗어나거나 통신 오류로 인한 사례가 주를 이루는 것으로 별도로 조사되었다. 검정결과 조사 사례를 볼 때 스마트팜ICT기자재 업체가 표준 적용과 신뢰도 제고를 위해 검정 통과를 목표로 하는 경우 너무 저가형의 센서 소자를 사용하는 경우를 지양하여야 한다. 통신 호환성을 바탕으로 한 상호 운용성을 확보하기 위해서는 KSX3267에서 규정하고 있는 주소, 코드, 데이터 값이 한 개만 다르더라도 통신오류가 발생할 수 있어 정확한 메시지의 구성과 디폴트 레지스터맵의 준용이 필요하다.

스마트팜ICT기자재 호환성 시험 필요성

스마트팜ICT기자재 확산지원사업 참여업체와 한국농업기술진흥원에 검정 신청한 건수를 비교할 때 표준화가 빠른 속도로 진행되고 있는 것으로 보여 진다. 스마트팜ICT기자재 표준화는 호환성과 호환성을 통한 농업인의 편익증대, 제품의 신뢰성 확보, 제조업체의 경쟁력 향상 등을 목적으로 하는데, 이를 위해서는 한국농업기술진흥원의 성능 및 표준 적합성 검정을 통과하고 농업 현장에서 실제 표준이 적용된 다른 업체나 이기종간 장비의 호환성이 보장되어야 한다.

상호운용성이란 기종이 다른 장비를 연결하여 통신할 수 있으며 다른 기기의 이용자 간에 원활한 정보를 교환하거나 일련의 처리를 수행할 수 있는 특성을 의미한다(KATS, 2022).

클라우드 분야에서는 상호운용성을 둘 또는 그 이상의 시스템이나 어플리케이션 간에 정보를 원활히 교환하고 해당 정보를 사용할 수 있는 능력으로 정의하고 있으며, 지리정보 인코딩 표준에서는 사용자가 기능적 구성단위들의 고유 특성을 알지 못해도 다양한 구성단위 간의 데이터 전송, 프로그램 실행, 의사소통을 가능하게 하는 성능으로 정의하고 있다. 이를 스마트팜 분야에 적용해보면 표준이 적용된 온실환경제어기와 센서·구동기 노드는 제조사가 다르더라도 정확한 센싱 정보와 데이터를 교환하고, 다양한 구동기를 원활하게 제어할 수 있는 능력으로 정리할 수 있으며 스마트팜ICT기자재 표준화에 있어서 매우 중요한 요소이다(KS, 2021).

그러나 한국농업기술 진흥원의 성능 및 표준 적합성 검정을 통과하였으나 이기종간 호환성이 보장되지 않는 사례가 일부 발견되었다. 이는 표준화에 매우 큰 장애요소로 작용 할 수 있으며 자칫 스마트팜ICT기자재 국가표준의 신뢰도에까지 영향을 미칠 수 있어 상호운용성 확보에 대한 시험과 분석을 통해 표준에 필요한 내용을 추가하는 개정이나 한국농업기술진흥원의 검정 시험 방법 및 기준을 개정하는 것까지 고려 할 필요가 있다.

다른 분야에서의 상호운용성 적용 사례

국방분야

상호운용성 용어 정의

국방분야 에서는 상호 운용성을 각각 다른 운용 목적을 가진 2개 이상 체계 간의 정보를 교환하고 이용할 수 있는 능력을 의미한다.

등장 배경 및 필요성

네트워크 중심전의 패러다임 변화로 국방 분야에서는 국방 기술 발전이 핵심 개념으로 등장하였으며, 상호운용성은 국가의 군사안보 능력을 평가하는 기준으로 인식되며 정보화 기술을 넘어 전력 운용 전체 최적화 차원에서 통합 관리되고 있다. 연동 대상 체계들이 동시에 개발되는 것이 아니며, 개발 주체, 목표, 특성, 환경이 상이하여 양산단계 이전인 초기 개발 단계부터 상호운용성에 대한 중요하게 고려하고 있으며, 기술적인 측면을 넘어 운용 관점의 작전 운용 개념, 활용방법, 정책, 조직문화까지 포괄하여 적용되고 있다.

국방분야 상호운용성 법·제도 및 관련근거

상호운용성 관리 지침(방위사업청 예규 제731호)에서는 무기체계 획득 단계별 상호운용성 관리를 위한 세부절차를 정의하고 있으며, 상호운용성 관리지침은 방위사업법, 동법 시행령, 시행규칙 등에서 근거하고 있다. 상호운용성 관리지시에서는 보다 상세한 업무절차를 제도로써 규정하고 있으며, 제4장 상호운용성 평가에서는 국방 분야에서 상호운용성을 관리하기 위해 준수해야 하는 세부 지침 등을 명기하였다.

Table 9. Defense interoperability assessment manual (MND, 2022).

Chapter 4 Interoperability Assessment

Section 1

The Basics

Article 98 (Interoperability Assessment Work)

Article 99 (Establishment of Interoperability Assessment Annual Plan)

Article 100 (Management of Interoperability Assessment)

Section 2

Defense

Interoperability

Needs Assessment

Chapter 1 Fundamentals

Article 101 (Basic Principles)

Article 102 (Needs Assessment Items and Criteria)

Article 103 (Determination of Needs Assessment Results)

Chapter 2 Preparation of Interoperability Request for Proposal

Article 104 (Preparation of Long-Term Power Interoperability Requirements)

Article 105 (Preparation of medium-term power interoperability requirements)

Section 3 Needs Assessment Procedure

Article 106 (Interoperability Needs Assessment and Verification Procedure)

Article 107 (Emergency Power and Performance Improvement Interoperability Requirement Procedure)

Section 3

Operability

Verification

Article 1 Fundamentals

Article 108 (Basic Principles)

Article 109 (Operability Verification Items and Criteria)

Chapter 2 Operability Verification Procedures

Article 110 (Request for Operability Verification)

Article 111 (Conducting Operability Verification)

Article 112 (Determination of Operability Verification Results)

Article 113 (Reporting and Reviewing Operability Verification Results)

Section 4

Defense

Interoperability

Level

Measurement

Chapter 1 Level Measurement Procedure

Article 114 (Principles of Level Measurement)

Article 115 (Level Measurement Steps)

Article 116 (Application for Level Measurement)

Article 117 (Conducting Level Measurement)

Article 118 (Review and Approval of Level Measurement Results)

Article 119 (Conducting Self-Gauging)

Article 120 (Management of Level Measurement Results)

Chapter 2 Interoperability Profile Management Procedures

Article 121 (Definition)

Article 122 (Purpose)

Article 123 (Procedure)

Section 5

Standards

Conformance

Testing

Chapter 1 Basics

Article 130 (Target System)

Article 131 (Request)

Article 132 (Determination of Standard Conformity Test Results)

Chapter 2 Standard Conformity Test Procedure

Article 133 (Standard Conformity Test Procedure)

Article 134 (Procedure for Conducting Standardized Tests)

Chapter 3 Management of Standard Conformity Test Results

Article 135 (Review of Standard Conformity Test Results)

Section 6

Interoperability

Test Evaluation

Article 136 (Basic Principles)

Article 137 (Review of Interoperability Test Evaluation Plan)

Article 138 (Interoperability Test Evaluation Procedure)

Article 139 (Utilization of Interoperability Evaluation Tool)

상호운용성 시험 평가

상호운용성 수준(LISI)모델에 기반하여 획득 단계별로 상호운용성 수준을 평가하고, 국군지휘통신사령부 합동상호운용성 기술센터(JITC: Joint Interoperability Technology Center)에서 상호운용성 수준평가시스템(SITES: System Interoperability Test & Evaluation System) 평가 도구를 사용하여 상호운용성 수준을 불완전(1), 연결(2), 단위기능(3), 임무영역(4), 전군적(5) 순으로 평가하고 절차, 응용체계, 기반구조, 데이터 관점에서 특성을 명시하고 있다.

상호운용성 평가 기술은 이종의 무기체계 간 관련된 정보를 상호운용하기 위해 필요한 상호운용성 관련 시험평가와 인증절차 및 방법론, 시험도구 등을 개발하고 관리 및 운용하는 제반 기술을 의미한다. 상호운용성 평가는 획득업무 전 단계에 걸쳐 해당체계의 상호운용성 여부를 확인하고 검증하는 절차로 소요평가, 수준평가, 시험평가로 구성된다.

Table 10. Organizing the defense interoperability assessment (MND, 2022).

Evaluation name	Assessment Description
Interoperability Needs Assessment	Evaluate whether interoperability considerations have been addressed based on checklists provided by the Joint Chiefs of Staff.
Interoperability Level Assessment	Evaluate whether the level of interoperability requirements specified in the Request for Proposal can be achieved of the interoperability requirements specified in the request utilizing the Standardized Interoperability Level Evaluation Tool (SITES).
Interoperability Test Evaluation	As part of the development and operational test evaluation interoperability requirements as part of the development and final evaluation through a test evaluation tool.

클라우드 분야

클라우드 분야 상호운용성 용어 정의

클라우드 분야에서는 상호운용성을 둘 또는 그 이상의 시스템(또는 애플리케이션)간의 정보를 원활하게 교환하고 해당 정보를 사용할 수 있는 능력으로 정의하며, 클라우드 상호운용성은 클라우드 서비스 제공자의 종류와 관계없이 해당 서비스를 잘 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다(KS, 2021).

상호운용성 등장 배경

전 세계적으로 클라우드 상호 운용성 및 이식성 확보에 대한 중요성은 누구나 공감하며, 이를 표명하듯 다양한 공적 및 사실 표준화 기구를 통해 클라우드 상호운용성 관련 표준 작업이 활발히 진행되고 있다. 선진국의 경우 정부차원에서 자국의 클라우드 제품 서비스간 상호운용성 확보를 위한 과제를 수행 중이며, 클라우드 상호운용성 표준 적합성 시험 서비스도 제공하고 있음. 국내의 경우에도 상호운용성 확보 필요성을 공감하고 있지만, 상호운용성을 앞장서서 추진해 가야하는 기업 입장에서는 상호운용성 기술에 대한 정보가 부족하고, 단기 실적 위주의 기업 환경으로 인해 지속적인 투자가 곤란한 상황이다. 그러나 상호운용성에 대한 시기를 놓칠 경우 다양한 서비스 연동이 불가하고, 점유율 높은 기업이 시장을 독점하는 불공정한 구조가 초래될 수 있어 기술력 있는 기업들의 선의의 공정 경쟁을 할 수 있는 시장 환경 조성을 위해 상호운용성이 활발히 논의되고 적용되고 있다.

상호운용성 관련 법·제도

클라우드 분야 상호운용성은 클라우드 컴퓨팅 발전 및 이용자 보호에 관한 법률 제22조에 근거하고 있다. 상기 법률에 근거하여 한국정보통신기술협회(TTA)에서는 클라우드 상호운용성 확보 가이드라인을 개발하여 배포하고 있으며 여러 가지 의미로 해석될 수 있는 클라우드 상호운용성 및 이식성을 국내외 표준을 준수하여 정의하고, 적용 분야, 분류 및 대상 등을 제시하고, 클라우드 서비스 제공자 및 개발자에게는 국내외 상호운용성 관련 표준 정보 및 기술을 제공하여 자사 제품 및 서비스에 손쉽게 적용할 수 있도록 안내하고 있다. 연도별로 정리한 클라우드 분야 상호운용성 확보 가이드라인의 주요내용은 아래의 표와 같다.

Table 11. Guidelines for ensuring interoperability in the cloud (TTA, 2022d)

Year of Publication

Main Contents

2016 Cloud Ensure

interoperability

Guidelines (vol.1)

Ensuring IaaS Management System Interoperability

Standards: DMTF＊s CIMI, OGF＊s OCCI

Introduction and utilization guide

Open source: Scalr, ManageIQ

Introduction and utilization guide

Secure application interoperability

Semantic data level (metadata, etc.)

Interoperability at the semantic data level (metadata, etc.)

2017 Cloud Ensure

interoperability

Guidelines (vol.2)

Making Virtual Appliances Portable

Standards Areas: Virtual Machine (OVF) and Container

(OCI) portability standards guide

Ensure data portability

Standards area: Introduction and utilization guide for interface Standards OData, CDMI for cloud data management

Open Source: A guide to utilizing open source ETL tools

2018 Cloud Ensure

interoperability

Guidelines (vol.3)

Ensuring application portability

Standards: Introduction to TOSCA, the standard for application Structure and execution plans, and a guide to utilizing it

Open Source: OpenStack Heat, Open TOSCA, ARIA TOSCA, etc.

Related open source introduction and utilization guides

2020 Cloud Native

Applications

Development guidelines

Ensure application interoperability and portability

Introduces technology stacks such as containers and micro services Architectures for cloud-native application development and how to utilize open source solutions to implement these technologies.

2021 Cloud-based AI

services in 2021

Interoperability Guidelines

Secure AI service interoperability

Guide to technologies for developing cloud-based AI services and how to solve interoperability issues between different AI frameworks and AI models that are problematic for developing cloud-based AI services.

상호운용성 시험 평가

클라우드 상호운용성 시험인증 서비스로는 TTA 소프트웨어 시험인증 연구소에서 클라우드 시험인증 서비스를 제공하고 있으며, 클라우드 서비스 적격 평가, 클라우드 상호운용성 시험, 클라우드 품질·성능 검증으로 구분된다.

클라우드 적격 평가는 클라우드 서비스가 갖춰야 할 필수 요건(ISO/IEC 17788, NIST SP-800-145)을 서비스 이용자에게 제공할 수 있는지를 평가하고 있다.

클라우드 상호운용성 시험은 표준적합성 시험, 연동 기능(품질)시험, 클라우드 상호운용성 TTA Verified 시험인증 등 3가지 유형이 있으며 클라우드 품질·성능 검증 서비스는 클라우드 서비스 제공자의 요구사항을 기반으로 서비스 품질·성능 검증을 진행하고 있다.

Table 12. Cloud exam types (TTA, 2022c).

Test Types	Contents
Standards Conformance Testing	Verify conformance to international standards for interoperability
In teroperability (Quality) Testing	Verify that interoperability (interworking) functions between two or more test objects (products, services, systems, devices, etc.) are correctly executed.
TTA Verified Test Certification	Provide certificates upon satisfying the certification criteria after testing according to the interoperability test certification standard

스마트팜 ICT기자재 분야 상호운용성 시사점

스마트팜ICT기자재 표준화의 목적 달성과 산업화의 현장 확산을 위해서는 상호운용성의 확보가 매우 중요하다. 스마트팜ICT기자재 분야에 표준화가 본격적으로 시작된 지 4년 정도의 기간임에도 정부의 지원과 관련 제조업체의 참여로 표준화가 빠르게 이루어지면서 현재 한국농업기술진흥원에서 성능을 비롯한 표준 적합성 검정을 실시하고 있으나 아직 상호운용성 시험에 대한 필요성은 크게 고려되지 않고 있다. 표준적합성 시험과 상호운용성 시험을 구분하여 개념을 정의하고 각 요소에 필요한 개선 활동을 꾸준히 수행해 나갈 필요성이 있다.

Table 13. Standards conformance and interoperability test definition.

Classification

Contents

Standards Conformance

Testing

Testing of a single implementation to verify that the single implementation functions correctly as specified in the standard.

Interoperability

Testing

View two or more entities as a single test system and verify that the interoperability (interworking) functions between the entities work correctly.

또한, 스마트팜 기자재 제조사들이 다른 제조사 제품들과 상호운용성을 갖추도록 정책을 추진할 수 있는 법·제도·가이드라인의 근거 마련이 필요하다.

Table 14. Example interoperability support policy.

Classification	Contents
Law	New provisions on interoperability promotion in the Agricultural Mechanization Promotion Act, the Smart Agriculture Development Promotion Act, and the Agriculture and Rural Basic Law.
Training	Establishment of regulations for the promotion of smart farm equipment interoperability policies in the Regulations on the Promotion of Agriculture, Livestock and Food Informationization, etc.
Guidelines	Develop and publish guidelines for smart farm equipment manufacturers to design and develop their products with interoperability with other manufacturers’ products in mind.

더불어 스마트팜 기자재에 적용할 수 있는 상호운용성 수준과 시험평가 방법의 체계화가 필요하다. 한국농업기술진흥원에서는 검정 신청이 들어온 장비에 대해서 검정 기준과 장비를 통해 표준 적합성(1:N)에 대한 평가는 가능하지만 다수 간의 장비 간의 발생 할 수 있는 상호운용성(N:M)에 대한 평가는 현실적인 어려움이 있으며, 현재 단계에서는 관련 기업들이 자체적으로 모여서 진행하는 방식의 상호운용성 시험이 보완책이 될 수 있으나 장기적으로는 공인시험 기관의 상호운용성 시험 체계 마련까지 고려가 되어야 한다.

Table 15. Interoperability levels and test evaluation examples for smart farm equipment.

Interoperability Levels

/td>

Non-Conforming (0), Standards-Conforming (1), Interoperable (2)

/td>

Evaluation Item

/td>

各 Physical Connectivity Testing

各 Low-level communication test

各 Standards compatibility test

各 Other tests (performance)

Conclusion

스마트팜은 농지 감소, 농민 인구 감소, 고령화, 지속가능한 농업 추구 등 우리 농업 문제 해결을 위해 지난 정부에 이어 이번 정부에서도 110대 중요 국정과제에 농업 디지털 혁신, 농산업분야 스마트화 촉진의 키워드로 농업의 미래 성장 산업화를 위한 정책 지원이 계속될 예정이다. 빠르게 발전하는 기술과 산업 규모를 위해 규모의 경제, 호환성의 문제를 해결하기 위해 표준에 대한 중요성과 필요성도 대두되고 있어 활발하게 관련한 표준 제정과 표준화에 대한 요구도 증가하고 있다. 기자재간 기계적·전기적 연결 규격에 대한 인터페이스의 단순 부품 규격 통일화를 넘어 통신표준 적용을 통한 호환성 확보로 산업계의 기초체력 향상과 농가의 사후관리 유지편의성 등에 표준의 역할이 점차 증대되고 있다.

농업현장의 비표준화로 인한 문제점을 해결하기 위해 2018년 첫 제정된 스마트팜ICT기자재 분야 국가표준을 시작으로 2020년도부터 스마트팜ICT기자재 국가표준확산지원사업을 바탕으로 표준화도 빠른 속도로 진행이 되었으며 제조업체와 농가의 표준화에 대한 중요성 인식과 표준의 긍정적인 역할과 필요성 인식이 증가하고 있다.

기존 표준개발협력기관(COSD)인 한국농기계협동조합(TC23)이나 한국농업기술진흥원(SC19)의 표준 제·개정 활동과, 스마트팜ICT융복합 표준화 포럼 운영에 더불어 지난 2020년 국가연구개발혁신법 개정으로 ‘표준’ 이 국가 R&D 연구 성과로 인정되어, 스마트팜 다부처 패키지 혁신개발 사업의 성과로 다양한 표준이 제정될 예정에 있다.

신규표준 개발 시 기존에 개발된 표준과 서로 연관성을 가지고 연동되거나 하위 호환될 수 있도록 고려돼야 하며, 제정된 표준을 바탕으로 실제 농업 현장과 최종 소비자인 농가에 표준 적용의 효용성을 증대시킬 수 있도록 현재 수행하고 있는 성능 및 표준적합성 검정에 이어 타 분야 사례를 참고하여 상호운용성 확보에 대한 인식 향상과 시험 도입을 통해 스마트팜 분야의 표준화와 표준 적용 기자재에 대한 신뢰도를 향상시킬 필요성도 있다.

현재 스마트팜ICT기자재는 정부(농림축산식품부)의 시설원예ICT융복합확산 지원사업, 원예시설현대화 사업을 중점적으로 농가에 스마트팜 기자재 보급이 이루어지고 있는데, 스마트팜 분야의 표준확산과 표준화를 위해서는 정부에서 지원하는 사업에 참여할 때는 표준이 적용된 제품 사용률을 제고할 수 있도록 관련 사업 지침에 표준 준수 제품 사용에 대한 내용이 반영되거나, 성능 및 표준 적합성 검정을 의무화가 필요한 시점이 다가오고 있다.

본 연구에서는 스마트팜ICT기자재 국가표준의 제정 배경, 표준확산지원사업, 검정현황, 상호운용성 시험 필요성 등을 조사·분석하여 스마트팜 산업의 표준과 표준화에 대한 이해를 돕고, 스마트팜 표준에 이를 적용하고자 하는데 참고할 수 있을 것으로 판단된다.

Acknowledgements

본 연구는 농림축산식품부(이하 농식품부)의 ʻ농식품 기술융합 창의인재양성 사업’(사업번호: 320001-4)을 통해 농림식품기술기획평가원(이하IPET)의 지원을 받아 수행되었습니다.

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