스마트팜의 하루 평균 온도 자료를 이용한 온도 제어 안정성 분석

확률과 통계 프로젝트형 수행평가(2115_박한주).hwp

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https://www.data.go.kr/data/15097679/fileData.do

 

 

스마트팜의 하루 평균 온도 자료를 이용한 온도 제어 안정성 분석

 

1. 주제를 선택한 이유

스마트팜 기술에 대한 내용을 학교 수업과 뉴스에서 자주 접하면서, 겨울철에도 작물이 안정적으로 자랄 수 있는 이유가 궁금해졌다. 특히 스마트팜 내부의 온도가 실제로 얼마나 일정하게 유지되는지가 의문이 생겨 이를 통계적으로 확인해보고 싶었다. 이러한 관심은 제가 평소 흥미를 가지고 있는 스마트농업과 데이터 기술 분야와도 맞닿아 있어, 환경 제어가 제대로 이뤄지고 있는지 객관적으로 분석해보고 싶은 동기가 되었다. 또한 과학 시간에 배운 생육 환경 요인과 확률과 통계 시간에 배운 모평균 추정 개념을 실제 데이터에 적용해본다면 두 과목의 지식을 융합하여 의미 있는 탐구를 할 수 있을 것 같아 이 주제를 선택하게 되었다.

 

2. 조사내용과 대상 선정

조사내용 : 스마트팜(경기도 화성시 포도 재배)의 2020년 12월 동안 하루 평균 온도 분석

조사대상 : 2020-12-01~2020-12-30 기간의 실제 센서 온도데이터

조사방법 : 스마트팜 온도데이터는 10분 간격으로 수백 회 측정되므로, 이를 일자별로 묶어 하루 평균 온도를 계산하였다. 그 중 30일을 표본으로 사용하고, 이 표본을 통해 모평균을 추정하였다.

출처 : 데이터 상세 | 공공데이터포털공공데이터포털(data.go.kr) – 경기도 화성시 포도 스마트팜 낙엽기 온도 데이터

 

 

3. 자료분석 (표 작성,엑셀 및 계산기 사용 가능)

번호	자료	번호	자료	번호	자료
1	1.79	11	5.6	21	-0.69
2	3.62	12	2.65	22	2.62
3	1.96	13	0.2	23	4.26
4	-0.36	14	-4.48	24	3.76
5	2.15	15	-4.8	25	-0.13
6	4.58	16	-5.05	26	2.59
7	4.69	17	-3.97	27	5.3
8	0.03	18	-0.07	28	6
9	0.86	19	-2.83	29	0.58
10	5.99	20	-2.85	30	-7.11

 

표본평균 0.8963 ℃   표본표준편차: 3.6230℃

 

4. 통계적 추정을 이용한 모평균 추정

- 조사 대상 학생들에 대한 자료 분석을 이용하여 다음의 모평균을 신뢰도 95%의 신뢰구간으로 추정한다.

 

5. 결론과 느낀점

이번 통계 조사를 통해 공공데이터를 직접 분석하면서 스마트팜의 온도 제어가 단순한 기술이 아니라 실제 데이터를 기반으로 한 과학적 과정이라는 것을 실감할 수 있었다. 하루 평균 온도 30개의 표본을 이용해 모평균을 신뢰구간으로 추정해 본 결과, 겨울철에도 스마트팜 내부 온도가 일정 범위 안에서 유지된다는 사실을 확인하였다. 특히 온도 데이터가 10분 간격으로 측정되는 방대한 자료였기 때문에 이를 날짜별로 묶어 하루 평균으로 재구성하는 과정에서 데이터 처리의 중요성을 직접 느꼈다.

또한 표본평균과 표본표준편차를 계산하고 신뢰구간을 구하는 과정에서 단순한 계산이 아니라 ‘실제 현상을 통계적으로 해석하는 시각’을 기를 수 있었다. 이번 탐구를 계기로 수학적 개념이 현실 문제 해결에 어떻게 활용될 수 있는지 더 깊이 이해하게 되었고, 스마트팜과 같은 데이터 기반 기술이 미래 농업에서 중요한 역할을 한다는 점도 알게 되었다. 앞으로도 공공데이터를 활용한 분석 활동을 더 확장해 보고 싶다는 동기 부여가 되었다.