본 연구는 메시지 큐잉 텔레메트리 전송(Message Queuing Telemetry Transport, MQTT) 기반 통신 프레임워크를 설계하여 스마트 축사 환경에서 환경 데이터를 안정적이고 저지연 응답(소프트 실시간 기능)으로 수집하고 이상을 탐지하고자 하였다. 제안한 프레임워크의 성능은 실제 센서 데이터를 사용하여 검증하였다. 이 프레임워크는 환경 센서 노드, Mosquitto MQTT 브로커, 그리고 GRU 기반 이상 탐지 모델로 구성되며, 데이터 전송은 WiFi 기반 네트워크를 통해 수행된다. 서비스 품질(Quality of Service, QoS) 수준을 비교한 결과, QoS 1 구성에서 가장 안정적인 성능을 보였고, 평균 지연은 약 150 ms, 데이터 수집률은 ≥ 99%, 패킷 손실률은 ≤ 0.5%로 나타났다. 센서 노드 확장 실험에서는 10–15개 노드까지 응답성(≤ 200 ms)이 유지되었으나, 20개 이상 노드에서는 지연이 238.7 ms로 증가하였다. GRU 모델은 저지연 분석에 적합함을 입증하였으며, 정확도 97.5%, F1-score 0.972, 1샘플 추론 지연 18.5 ms를 달성하였다. 통합 실험에서는 평균 종단 간(end-to-end) 지연 185.4 ms, 데이터 보유율 98.9%, 처리 처리량(processing throughput) 5.39 samples/s, 시스템 가동률(uptime) 99.6%를 기록하였다. 이러한 결과는 QoS 1 기반의 경량 MQTT 통신과 GRU 모델을 결합함으로써 축사 환경 모니터링에서 안정적인 시스템 응답과 저지연 동작(소프트 실시간 기능)을 보장하며, 평균 종단 간 지연이 185.4 ms임을 시사한다.

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