스마트축사 내 MQTT 데이터 통신 검증 방법에 관한 연구

• 영문명: A Study on Verification Methods for MQTT Data Communication in Smart Barns
• 발행기관: 한국스마트미디어학회
• 저자명: 김현우(Hyeong Woo Kim) 이명훈(MeongHun Lee) 여현(Hyun Yeo)
• 간행물 정보: 『스마트미디어저널』제14권 제11호, 129~135쪽, 전체 7쪽
• 주제분류: 공학 > 컴퓨터학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.11.28

국문 초록

본 연구에서는 스마트축사 환경에서 MQTT 프로토콜을 활용한 데이터 통신의 신뢰성과 안정성 검증 방법을 제시하였다. 이를 위해 실제 축사와 유사한 환경의 테스트베드를 구축하고, 브로커와 센서 노드를 구성하여 온·습도 및 이산화탄소 데이터를 송수신하였다. 실험은 QoS 수준별 통신 성능과 센서 노드 수 증가에 따른 부하 변화를 중심으로 수행하였다. 분석 결과, QoS 수준이 높을수록 전송 신뢰성이 향상되었다. QoS 1 이상에서 패킷 손실률 0%, 무결성 지표 0.998 이상으로 안정적인 통신이 유지되었다. 노드 수 증가 시 평균 지연시간은 121.4~174.5 ms로 증가하였으나 병목 현상은 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 MQTT 통신이 축사와 같은 제한된 무선 네트워크 환경에서도 안정적이고 효율적인 데이터 교환이 가능함을 입증한다. 본 연구는 향후 스마트축사 통신 표준화 및 성능 평가 기준 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

영문 초록

This study presents a method for verifying the reliability and stability of data communication using the MQTT protocol in a smart livestock barn environment. To achieve this, a testbed resembling an actual livestock barn was constructed, and a broker and sensor nodes were configured to transmit and receive temperature, humidity, and carbon dioxide data. Experiments focused on communication performance at different QoS levels and load changes with increasing sensor node counts. Analysis revealed that transmission reliability improved with higher QoS levels. Stable communication was maintained at QoS 1 or higher, achieving 0% packet loss rate and an integrity metric of 0.998 or higher. When the number of nodes increased, the average delay time rose to 121.4–174.5 ms, but no bottlenecking was observed. These results demonstrate that MQTT communication enables stable and efficient data exchange even in constrained wireless network environments like livestock barns. This study can serve as foundational data for future standardization of smart barn communications and the establishment of performance evaluation criteria.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 관련연구

Ⅲ. 본론

Ⅳ. 연구결과

Ⅴ. 결론

키워드

스마트축사 데이터 통신 검증 MQTT Smart Barn Data Communication Verification QoS