NTT 도코모(NTT DOCOMO)
IAR Systems의 솔루션으로 구현되는 스마트 농업 개발을 위한 농업 지원 플랫폼입니다.
일본의 대표적인 통신회사인 NTT DOCOMO는 2019년부터 농업 지원을 위한 Farm Assist 플랫폼을 제공해 왔습니다. 회사는 이 플랫폼 개발을 위해 IAR Systems의 솔루션을 사용해 왔습니다.
Farm Assist는 회사 클라우드의 밭(농장)에 설치된 센서에서 얻은 데이터를 액세스 포인트를 통해 수집하여 사용자가 스마트폰, 컴퓨터 및 기타 장치에서 밭의 상태를 확인하고 관리할 수 있도록 합니다. 일상적인 농업 업무 기록, 향후 생산 계획, 기타 정보를 함께 관리할 수 있어 농업과 관련된 다양한 업무를 간소화할 수 있어 생산성이 높고 전략적으로 건전한 비즈니스 농업을 실현할 수 있습니다.
이 이야기에서는, NTT DOCMO, INC의 스마트 라이프 기획부 수석 매니저인 마사루 오제키(Masaru Ohzeki)와 같은 부서의 타무라 사쿠라코(Tamura Sakurako)가 Farm Assist를 구성하는 센서 및 기타 임베디드 장치를 개발하기 위해 IAR Embedded Workbench for Arm을 선택한 이유에 대해 이야기합니다.
스마트 라이프 기획부
스마트 라이프 기획부는 NTT DOCOMO 내의 법인입니다.
"Farm Assist"를 개발한 스마트 라이프 기획부는 NTT DOCOMO 내에서 어떤 역할을 하고 있습니까?
스마트 라이프 기획부는 스마트 라이프 영역을 모니터링하는 NTT DOCOMO 내 조직입니다. 당사의 주요 사업인 커뮤니케이션을 통해 고객의 삶을 더욱 풍요롭게 하고 사회의 문제를 해결하는 등의 역할을 하고 있습니다.
스마트 라이프 영역은 여러 영역으로 나뉘는데, 그 중 하나가 푸드테크 사업입니다. 이는 이름에서 알 수 있듯이, 음식에 초점을 맞춘 조직입니다. 물론 음식은 소비자에게 없어서는 안 될 존재이며, 우리 모두는 매일 음식을 구매하고 소비합니다. 음식에 관한 사람들의 삶의 영역에 더 많은 풍요를 가져다 주기 위해 스마트폰 앱에서 예약과 주문, 정산 등을 할 수 있는 서비스를 제공합니다. 보다 편리한 식사 패키지를 제공하는 시스템도 추진합니다.
- 마사루 오제키(Masaru Ohzeki), NTT DOCOMO 스마트 라이프 기획부 수석 관리자
하지만 그게 전부는 아닙니다. 우리는 또한 식품이 생산되는 현장, 즉 구매로부터 상위까지 도움을 제공하고 있습니다. 가장 중요한 "식품" 사업은 생산에서 판매, 소비에 이르는 공급망에 걸쳐 있습니다. 그리고 생산지, 즉 농장이나 어장 등의 1차 생산자가 모든 것의 기초가 됩니다. 이 중 농업과 생산지 유지 및 확장에 중점을 두었습니다.
- 오제키(Ohzeki)
주요 전제는 통신 기술의 활용입니다
통신 기술을 시스템에 활용하는 것도 당사의 또 다른 중요한 사명이지만, 통신 기술을 사용하지 않는 솔루션도 제공하고 있습니다. 예를 들어, 우리 부서에서는 또 다른 솔루션으로 수경 재배 키트도 판매하고 있습니다. 이러한 통신 기술과 애플리케이션이 통합된 솔루션을 더욱 편리하게 만드는 패키지로 결합함으로써 우리의 목표는 새로운 농부와 다양한 업계 종사자의 시장 진입을 촉진하는 것입니다.
- 오제키(Ohzeki)
왜 수경재배를 할까요?
비옥한 토양을 사용하여 맛있는 농작물을 생산하는 토양 문화도 농업의 주요 구성 요소를 구성합니다. 그러나 수경재배는 상대적으로 넓은 면적에 걸쳐 균일한 재배 관리가 용이하고 작업을 쉽게 합리화할 수 있는 능력과 같은 여러 가지 기능을 제공합니다. 이러한 재배관리는 주로 물의 성질(수온, 산소농도, pH)과 외부온도, 조도 등을 관리변수로 활용하며, 그러나 매번 별도의 휴대용 장비를 사용하여 이러한 값을 측정하는 데는 엄청난 시간과 수고가 필요합니다. 따라서 재배 환경을 자동으로 확인하면서 재배 조건을 적절하게 조정할 수 있도록 감지 장치 및 유사한 조치에 통신이 적용됩니다.
토양과 달리 수경재배는 이러한 농업 ICT와 잘 어울리고, 관리가 쉬운 농업 방식이라고 생각합니다. 이런 수경재배는 신농가 외에도 복지농업협동조합 등 사업체에서도 널리 활용되고 있습니다.
- 오제키(Ohzeki)
농업 관련 데이터 통합 관리
Farm Assist는 어떤 시스템인가요?
Farm Assist는 센서 데이터를 가시화하고, 농업 운영 계획부터 수확량 관리, 수확물 판매 등 전체 데이터를 관리하는 클라우드 기반 서비스입니다.
- NTT DOCOMO, INC 스마트 라이프 기획부 사쿠라코 타무로(Sakurako Tamura)
현장에 설치된 센서 장치는 환경 데이터를 수집하고 액세스 포인트를 통해 클라우드로 데이터를 보냅니다. 클라우드에 업로드된 데이터는 스마트폰과 컴퓨터에서 볼 수 있습니다. 특징에는 수경재배 또는 토양 경작에 사용할 수 있는 풍부한 라인업 제공이 포함됩니다. 고객이 필요한 센서를 선택하여 사용할 수 있습니다.
어떤 종류의 통신 기술이 사용됩니까?
IoT 통신을 위한 하나의 LPWA인 ZETA를 채택하였습니다. 센서 장치와 액세스 포인트 사이에는 ZETA가 사용되며, 액세스 포인트에 축적된 데이터는 LTE 네트워크를 통해 클라우드에 업로드됩니다. 전송을 위한 데이터는 센서 데이터 등 통신을 위한 소량으로 구성되어 IoT 과금 요금제를 이용할 수 있습니다.
-타무라(Tamura)
현재, NTT Docomo에서는 센서 장치에서 수집한 데이터를 사용하여 액추에이터를 움직이는 피드백 제어를 실현하고 있습니까?
NTT 사회 정보학 연구소, 시즈오카 대학 및 기타 기관과 함께 검증 실험을 수행했으며 이미 "AI 관개(AI Irrigation)" 자동 급수 기능이 구현되었습니다.
현재는, 자동 급수에만 피드백 적용이 제한되어 있으나, 앞으로는 온실 창문 자동 개폐, 히터를 이용한 자동 온도 조절 등 피드백 기능의 실용화를 추구할 예정입니다.
- 타무라(Tamura)
센서 장치 개발에 IAR Systems의 IDE 채택
IAR Embedded Workbench for Arm을 사용했습니다. 센서 장치용 프로그램 코드 개발 외에도 센서 장치의 Arm 마이크로컴퓨터용 프로그램 코드 작성 시 사용했습니다.
- 타무라(Tamura)
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IAR Embedded Workbench를 사용한 개발
IAR Systems의 제품을 선택하는 이유는 무엇입니까?
우리의 마음을 사로잡은 두 가지 요소가 있었습니다. 그 중 하나는 IAR Systems의 임베디드 장치용 개발 도구에는 잘 테스트된 컴파일러 기능과 보안 기능이 포함되어 있다는 사실이었습니다. 기술 개발에는 우수한 도구가 필요하며, 두 회사의 엔지니어링 강점이 결합되면 결과적인 시너지 효과가 성공할 것입니다. 또 다른 요인은 IAR Systems가 광범위한 분야에서 고객과 관계를 구축해왔기 때문에 상당한 전문성을 갖추고 있다는 것입니다.
또한, 앞으로는 Farm Assist에 엣지 컴퓨팅 및 기타 기능을 도입해야 할 필요가 있을 것입니다. 현재는 센서 장치에서 수집한 데이터를 클라우드에 업로드하고 AI를 이용해 판단하고 물주기 시기를 결정합니다. 그러나 모든 데이터를 클라우드에 업로드할 필요는 없습니다. 예를 들어, 목표가 해충을 처리하는 것이라면 그렇게 많은 양의 계산 능력이 필요하지 않을 수 있습니다. 그런 경우에는 앞으로 센서 장치와 클라우드 사이에 엣지 컴퓨터를 배치하는 가능성을 연구해 볼 가치가 있다고 생각합니다.
- 오제키(Ohzeki)
엣지 컴퓨터 개발에도 IAR Embedded Workbench를 사용하면 어떨까요?
물론, IAR Systems의 솔루션은 선택 사항이라고 생각합니다. IAR Systems의 IDE의 장점 중 하나는 멀티벤더 환경을 위한 마이크로컴퓨터 개발에 있어 동일한 환경에서 작업이 가능하다는 점이라고 생각합니다. 이는 생산성에 큰 영향을 미치며, IDE에는 필요한 기능이 완벽하게 제공되어 있어 개발에 적합하다고 할 수 있습니다.
IAR Systems의 IDE의 장점 중 하나는 멀티벤더 환경을 위한 마이크로컴퓨터 개발에 있어 동일한 환경에서 작업이 가능하다는 점이라고 생각합니다.
- 오제키(Ohzeki)
IAR Systems를 선택하는 또 다른 이유
임베디드 시스템 산업에서 IAR Systems의 개발 도구는 매우 광범위한 영역에서 사용됩니다. 이것이 그들을 선택한 또 다른 이유였습니다.
- 타무라(Tamura)
IAR Embedded Workbench for Arm에서의 컴파일링은 매우 빠릅니다. 그리고, 프로그램 코드 품질을 보장하기 위해 꼭 필요한 경고 기능도 훌륭합니다. NTT DOCOMO에서는 소스 코드 품질이 매우 중요합니다. 그리고 향후 보안 구현과 멀티벤더 지원 요구를 고려할 때 초기 단계에서 확장성이 뛰어난 IDE를 선택할 필요가 있어 IAR Systems의 IDE로 결정하게 되었습니다.
- 타무라(Tamura)
Farm Assist 솔루션에는 어떤 보안 기능이 구현되어 있나요?
Farm Assist는 NTT Social Informatics Laboratories에서 개발한 암호화 기술과 인증 기술을 채택하고 있습니다. 널리 사용되는 "PKI" 전자 인증서는 사용되지 않습니다. 현재 우리는 센서 장치의 Arm 마이크로컴퓨터에 암호화 및 인증에 사용되는 키를 한 번에 하나씩 수동으로 작성하고 있습니다. 그러나 앞으로는 출하되는 센서 장치의 수가 증가할 것으로 예상됩니다. 이 경우 키를 하나씩 작성하는 작업은 비효율적이며 배송 작업보다 지연됩니다.
엣지 디바이스의 보안 측면에서도 작업 시작 후 펌웨어 업데이트 및 기타 사항을 고려하여 암호화 및 인증에 사용될 각 유닛별 키를 생성해야 할 필요성이 있어 키 생성 및 쓰기의 효율성이 문제가 됩니다. 그러나, 서버가 전자증명서를 사용하는 경우 전자증명서와 NTT 인증 기술의 공존이 문제가 될 수 있습니다.
- 타무라(Tamura)
현재의 문제를 해결하기 위해 어떤 방법을 연구하고 있나요?
앞에서 설명한 것처럼, 현재 구현 방법은 매우 비효율적입니다. 예를 들어, 유닛별 키를 효율적으로 생성하는 기능과 이를 관리하는 기능이 있다면 개별 센서 장치에 자동으로 키를 쉽게 쓸 수 있을 것입니다. 이는 센서 대량 생산에 매우 유용할 것이므로 향후 시스템 업데이트를 예상하여 엣지 장치를 포함한 보안 조치를 효율적으로 구현할 수 있는 IAR Systems 보안 솔루션을 채택할 수도 있습니다.
- 타무라(Tamura)