KR20070105488A - System for managing seawater information - Google Patents

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KR20070105488A
KR20070105488A KR1020060037674A KR20060037674A KR20070105488A KR 20070105488 A KR20070105488 A KR 20070105488A KR 1020060037674 A KR1020060037674 A KR 1020060037674A KR 20060037674 A KR20060037674 A KR 20060037674A KR 20070105488 A KR20070105488 A KR 20070105488A
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seawater
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sensor
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KR1020060037674A
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강민수
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주식회사 엔이아이디
주식회사 시스네트
(주)진우소프트이노베이션
(주)코리아컴퓨터
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Abstract

A system for managing seawater information is provided to automatically measure and manage the state of seawater by RF(Radio Frequency) communication without making a user directly measure the state of seawater, and quickly measuring a red tide and pollution in real-time. A plurality of sensor nodes(104-114) measure information related to seawater by being dispersively installed to the seawater. A collection node(102) receives measurement information from the sensor nodes. A seawater information management server(100) receives/manages the measurement information of the seawater from the collection node, and provides the measurement information corresponding to a request if a measurement request is received from an operator or a client. Each sensor node sets up a message transfer path by transmitting state information to the neighboring sensor nodes and transfers the measurement information to the collection node through an RF message relay among the sensor nodes. The each node calculates GPS(Global Positioning System) coordinate information by periodically communicating with a GPS satellite. The seawater information is composed of temperature, dissolved oxygen, and speed information of the seawater.

Description

해수 정보 관리 시스템{System for Managing Seawater Information}System for Managing Seawater Information

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 해수 정보 관리 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면.1 is a view showing the overall configuration of a seawater information management system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 노드의 구성을 도시한 블록도.2 is a block diagram showing the configuration of a sensor node according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수집 노드의 구성을 도시한 블록도.3 is a block diagram showing the configuration of a collecting node according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수 정보 관리 서버의 구성을 도시한 블록도.4 is a block diagram showing a configuration of a seawater information management server according to a first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 경로가 설정되는 개념도를 도시한 도면.5 is a diagram illustrating a conceptual diagram in which a path is set according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 노드의 측정 정보를 전송하는 과정을 도시한 순서도.6 is a flowchart illustrating a process of transmitting measurement information of a sensor node according to a first embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 노드의 위치 정보를 해수 정보 관리 서버에 제공하는 과정에 대한 순서도.7 is a flowchart illustrating a process of providing location information of a sensor node to a seawater information management server according to a first embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드의 외부적인 구성을 도시한 개념도.8 is a conceptual diagram illustrating an external configuration of a sensor node according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 노드의 구성을 도시한 블록도.9 is a block diagram showing a configuration of a sensor node according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수 정보 관리 서버의 구성을 도시한 블록도.10 is a block diagram showing the configuration of a seawater information management server according to a second embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 노드를 통해 측정 정보가 전송되는 과정에 대한 순서도.11 is a flowchart illustrating a process of transmitting measurement information through a sensor node according to a second embodiment of the present invention.

본 발명은 해수 정보 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수의 온도, 용존 산소량과 같은 해수 상태 확인을 위해 필요한 정보를 관리하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a seawater information management system, and more particularly to a system for managing information required for checking the seawater status, such as the temperature of the seawater, the amount of dissolved oxygen.

육지 주변의 해안 및 양식장 등에서는 적조 현상 또는 해수 오염의 확인이 필요하다. 해수의 오염 및 적조 현상은 양식장에 심각한 피해를 유발하는바 이러한 피해의 방지를 위해 각종 센서를 이용하여 해수 상태를 관리하는 작업이 이루어져왔다. At coastal and aquatic farms around land, it is necessary to check for red tide or seawater pollution. Seawater pollution and red tide cause serious damage to the farms. To prevent such damages, the use of various sensors has been used to manage the seawater condition.

종래에 있어서, 이러한 해수 관리를 위한 해수 상태 정보의 측정은 주로 사람에 의해 직접 측정되는 것이 일반적이었다. 통상적으로 온도, 용존 산소량과 같은 해수 상태를 측정하고자 하는 곳에 부표를 설치하고 부표에 센서를 결합한 후, 사람이 직접 부표가 있는 곳까지 배를 몰고 가서 센서의 측정값을 확인하였다. 이와 달리, 센서의 유실을 방지하기 위해 센서를 부표에 고정적으로 설치하지 않고 측정 위치에 사람이 직접 센서를 가지고 가서 해수 상태를 측정하기도 하였다. In the past, the measurement of the seawater state information for the seawater management has been generally measured directly by humans. Typically, a buoy was installed in a place where a seawater condition such as temperature and dissolved oxygen was to be measured, and a sensor was attached to the buoy, and a person drove directly to the buoy and checked the measured value of the sensor. On the other hand, in order to prevent the sensor from being lost, instead of fixedly mounting the sensor on the buoy, a person directly took the sensor to the measurement position and measured the seawater condition.

이와 같은 종래의 해수 상태 측정 방법은 사람이 일일이 측정 위치까지 배를 몰고 가야 하므로 측정 작업이 번거로울 뿐만 아니라 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 해수의 상태 정보를 실시간으로 관리할 수 없는 문제점 역시 존재하였다. Such a conventional method of measuring the state of seawater has a problem that not only the measurement work is cumbersome but also expensive because a person must drive a boat to a measuring position. In addition, there was also a problem that can not manage the state information of the seawater in real time.

해수의 상태를 사람이 직접 측정하지 않고 원격지에서 관리하고자 센서들을 유선으로 연결하는 방법이 시도되기도 하였으나, 넓은 지역에 센서가 설치될 경우 이들을 유선으로 연결하는 작업에 상당한 비용이 소요되며, 해수에 의해 케이블이 쉽게 손상되는 등의 문제점으로 인해 현실적으로 활용되기에는 어려운 문제점이 있었다. Although there have been attempts to connect sensors by wire to manage the condition of the sea from a remote location without directly measuring the condition of the sea, when sensors are installed in a large area, it is expensive to connect them by wire. Due to problems such as easily damaged cable, there was a problem that is difficult to be practically used.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 사람이 직접 해수의 상태를 측정하지 않고 무선 통신에 의해 자동적으로 해수의 상태를 측정하고 관리할 수 있는 해수 정보 관리 시스템을 제안하고자 한다.In the present invention, in order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a seawater information management system that can automatically measure and manage the state of seawater by wireless communication without directly measuring the state of seawater. .

본 발명의 다른 목적은 해수의 상태를 실시간으로 확인하여 적조, 오염 등의 상태에 신속하게 대응할 수 있는 해수 정보 관리 시스템을 제안하는 것이다.Another object of the present invention is to propose a seawater information management system capable of quickly responding to conditions such as red tide, pollution by checking the state of seawater in real time.

본 발명의 또 다른 목적은 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 적은 비용으로 해수의 상태를 효율적으로 관리할 수 있는 해수 정보 관리 시스템을 제안하는 것이다. Another object of the present invention is to propose a seawater information management system that can efficiently manage the state of seawater at a low cost by using a ubiquitous sensor network.

본 발명의 또 다른 목적은 해수 상태를 측정하는 센서의 이동이나 도난 등의 문제를 효율적으로 대처할 수 있는 해수 정보 관리 시스템을 제안하는 것이다. It is still another object of the present invention to propose a seawater information management system which can efficiently cope with problems such as movement or theft of a sensor for measuring seawater conditions.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 해수에 분산되어 설치되며 해수와 관련된 정보를 측정하는 다수의 센서 노드들; 상기 센서 노드들로부터 상기 해수와 관련된 측정 정보를 수신하는 수집 노드; 상기 수집 노드로부터 상기 해수와 관련된 측정 정보를 수신하여 저장하며, 운영자 또는 클라이언트로부터 측정 정보 요청을 받을 경우 요청에 상응하는 측정 정보를 제공하는 해수 정보 관리 서버를 포함하되, 상기 다수의 센서 노드들 각각은 상태 정보를 주변의 센서 노드들에 전송하여 메시지 전송 경로를 설정하며, 센서 노드들간의 RF 메시지 릴레이를 통해 측정 정보를 상기 수집 노드에 전송하고, 상기 다수의 센서 노드들 각각은 미리 설정된 시간 간격으로 GPS 위성과의 통신을 통해 GPS 좌표 정보를 산출하는 해수 정보 관리 시스템이 제공된다. In order to achieve the object as described above, according to an aspect of the present invention, a plurality of sensor nodes are distributed and installed in the sea water for measuring information related to the sea water; A collection node for receiving measurement information related to the seawater from the sensor nodes; Receiving and storing the measurement information related to the seawater from the collection node, and receiving a measurement information request from the operator or client includes a seawater information management server for providing the measurement information corresponding to the request, each of the plurality of sensor nodes Transmits state information to surrounding sensor nodes to establish a message transmission path, transmits measurement information to the collection node through an RF message relay between sensor nodes, and each of the plurality of sensor nodes is a preset time interval. A seawater information management system for calculating GPS coordinate information through communication with a GPS satellite is provided.

상기 해수와 관련된 정보는 온도 정보, 용존 산소량 정보 및 해수 속도 정보로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. The information related to the seawater may be any one selected from the group consisting of temperature information, dissolved oxygen amount information, and seawater velocity information, or a combination thereof.

상기 다수의 센서 노드들은 Zigbee 방식으로 메시지를 릴레이하여 상기 수집 노드에 RF 메시지를 전송한다. The plurality of sensor nodes relay a message in a Zigbee manner to transmit an RF message to the collection node.

상기 수집 노드는 상기 센서 노드들로부터 수신한 측정 정보를 포함하는 메시지의 프로토콜을 변환하여 상기 해수 정보 관리 서버에 제고한다. The collection node converts the protocol of the message including the measurement information received from the sensor nodes to the seawater information management server.

상기 해수 정보 관리 서버는 상기 운영자 또는 클라이언트의 요청 정보를 웹페이지를 통해 제공하기 위해 웹페이지를 생성하는 웹페이지 생성부를 포함할 수 있다. The seawater information management server may include a webpage generation unit that generates a webpage to provide request information of the operator or client through a webpage.

상기 해수 정보 관리 서버는 상기 온도 정보 및 상기 용존 산소량 정보를 이용하여 적조 예측 정보를 제공한다. The seawater information management server provides red tide prediction information by using the temperature information and the dissolved oxygen amount information.

상기 센서 노드들 각각은 기준 위치 정보를 저장하고 있으며, 상기 산출된 GPS 좌표와 기준 위치가 미리 설정된 임계치 이상일 경우 경보 메시지를 생성하여 상기 해수 정보 관리 서버에 제공한다. Each of the sensor nodes stores reference position information. When the calculated GPS coordinates and the reference position are greater than or equal to a preset threshold, an alarm message is generated and provided to the seawater information management server.

상기 각각의 센서 노드가 산출한 GPS 좌표 정보는 상기 RF 메시지 릴레이를 통해 상기 해수 정보 관리 서버에 전송되며, 상기 해수 정보 관리 서버는 수신된 각 센서 노드의 좌표 정보를 관리한다.The GPS coordinate information calculated by each sensor node is transmitted to the seawater information management server through the RF message relay, and the seawater information management server manages the coordinate information of each sensor node received.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해수에 분산되어 설치되며 해수와 관련된 정보를 측정하는 다수의 센서 노드들; 상기 센서 노드들로부터 상기 해수와 관련된 측정 정보를 수신하는 수집 노드; 상기 수집 노드로부터 상기 해수와 관련된 측정 정보를 수신하여 저장하며, 운영자 또는 클라이언트로부터 측정 정보 요청을 받을 경우 요청에 상응하는 측정 정보를 제공하는 해수 정보 관리 서버를 포함하되, 상기 다수의 센서 노드들 각각은 상태 정보를 상기 해수 정보 관리 서버에 전송하고, 상기 해수 정보 관리 서버는 상기 센서 노드들의 상태 정보를 이용하여 센서 노드들이 메시지를 전송하는 경로를 설정하며, 상기 센서 노드들은 상기 해수 정보 관리 서버에서 제공하는 경로 정보에 상응하여 센서 노드들간의 RF 메시지 릴레이를 통해 측정 정보를 상기 수집 노드에 전송하고, 상기 다수의 센서 노드들 각각은 미리 설정된 시간 간격으로 GPS 위성과의 통신을 통해 GPS 좌표 정보를 산출하는 해수 정보 관리 시스템이 제공된다. According to another aspect of the present invention, a plurality of sensor nodes are distributed and installed in the sea water for measuring information related to the sea water; A collection node for receiving measurement information related to the seawater from the sensor nodes; Receiving and storing the measurement information related to the seawater from the collection node, and receiving a measurement information request from the operator or client includes a seawater information management server for providing the measurement information corresponding to the request, each of the plurality of sensor nodes Transmits state information to the seawater information management server, the seawater information management server sets a path for transmitting sensor messages using the state information of the sensor nodes, and the sensor nodes are configured in the seawater information management server. Measurement information is transmitted to the collection node through an RF message relay between sensor nodes corresponding to the path information provided, and each of the plurality of sensor nodes transmits GPS coordinate information through communication with a GPS satellite at a predetermined time interval. A calculated seawater information management system is provided.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 해수 정보 관리 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the seawater information management system according to the present invention.

1. 시스템 개요1. System Overview

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 해수 정보 관리 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다. 1 is a view showing the overall configuration of a seawater information management system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 정보 관리 시스템은 해수 정보 관리 서버(100), 수집 노드(102) 및 복수의 센서 노드(104 ~ 112)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a seawater information management system according to an embodiment of the present invention may include a seawater information management server 100, a collection node 102, and a plurality of sensor nodes 104 to 112.

본 발명은 해수의 온도, 용존 산소량(Dissolved Oxygen: DO) 및 해수의 속도와 같은 넓은 지역의 해수에 관련된 정보를 실시간으로 측정할 수 있는 시스템을 제안한다. 전술한 바와 같이, 종래의 경우, 해수 정보는 사람이 직접 배를 몰고 가서 해수의 온도나 용존 산소량을 측정하거나 미리 설정된 위치에 설치된 센서의 측정값을 확인하여야 했다. The present invention proposes a system capable of measuring in real time information related to seawater in a large area such as seawater temperature, dissolved oxygen (DO) and seawater speed. As described above, in the conventional case, the seawater information had to be driven directly by a person to measure the temperature of the seawater or the amount of dissolved oxygen or to confirm the measured value of the sensor installed at a preset position.

본 발명에서는 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network: USN)를 이용하여 사람이 직접 측정하지 않더라도 원격지에서 해수의 상태를 효율적으로 관리할 수 있도록 한다. In the present invention, a ubiquitous sensor network (USN) can be used to efficiently manage the state of seawater from a remote location even if a person does not measure directly.

도 1에서, 복수의 센서 노드들(104 ~ 112)은 해수면에 설치되어 해수와 관련된 정보를 측정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드들(104~112)은 해수의 온도, 용존 산소량, 해류 속도 등을 측정한다. 물론 이러한 정보 이외에도 해수와 관련된 보다 다양한 정보들을 측정할 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. In FIG. 1, the plurality of sensor nodes 104 to 112 are installed at sea level to measure information related to sea water. According to an embodiment of the present invention, the sensor nodes 104 to 112 measure the temperature of the seawater, the amount of dissolved oxygen, the current flow rate, and the like. Of course, in addition to this information, it will be apparent to those skilled in the art that more various information related to seawater can be measured.

예를 들어, 복수의 센서 노드들(104~112)은 해안 주변의 양식장에 설치되어 상술한 온도, 용존 산소량 등을 측정할 수 있다. 측정된 온도 및 용존 산소량과 같은 정보는 해안의 적조 현상 등을 미리 예측하고 해수의 오염 정도 등을 파악하는데 사용될 수 있다. For example, the plurality of sensor nodes 104 to 112 may be installed in aquaculture farms around the coast to measure the above-described temperature, dissolved oxygen, and the like. Information such as measured temperature and dissolved oxygen can be used to predict coastal red tides in advance and to identify seawater contamination.

센서 노드는 특정 위치에 유지되도록 해수의 부표에 결합되어 설치된다. 센서 노드가 설치되는 부표는 통상적으로 항로 지시를 위해 사용되는 부표를 사용할 수 있을 것이다. The sensor node is installed in conjunction with the buoys of the seawater so as to remain in a specific position. The buoy where the sensor node is installed may use the buoy that is typically used for route indication.

도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 센서 노드들(104 ~ 112)은 해당 위치에서의 해수 관련 정보 측정을 위해 분산되어 설치되며, 각각의 센서 노드는 주변의 다른 센서 노드들과 RF 통신을 수행한다. As shown in FIG. 1, the plurality of sensor nodes 104 to 112 are distributed and installed for measuring seawater related information at a corresponding position, and each sensor node performs RF communication with other sensor nodes in the vicinity. do.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 센서 노드들(104 ~ 112)은 Zigbee 방식으로 RF 통신을 수행할 수 있다. Zigbee는 저속 전송 속도를 가지는 홈오토메이션 및 데이터 네트워크 전송 기술 중 하나로 특히 저전력 데이터 전송에 유리한 방식이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the sensor nodes 104 to 112 may perform RF communication in a Zigbee manner. Zigbee is one of the low-speed home automation and data network transmission technologies, which is particularly advantageous for low power data transmission.

물론 복수의 센서 노드들은 Zigbee 이외에도 블루투스, 무선랜 등의 통신 방식을 이용하여 RF 통신을 수행할 수도 있을 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 노드들은 2.5GHz 대역에서 데이터를 전송할 수 있으며, 약 200m의 통신 거리를 가질 수 있다. Of course, the plurality of sensor nodes may perform RF communication using a communication method such as Bluetooth, WLAN, etc. in addition to Zigbee. According to an embodiment of the present invention, the sensor nodes may transmit data in the 2.5 GHz band and may have a communication distance of about 200 m.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 특정 센서 노드에서 측정된 정보는 주변의 다른 센서 노드들과의 통신을 통해 수집 노드(102)로 전송된다. According to a preferred embodiment of the present invention, information measured at a particular sensor node is transmitted to the collecting node 102 via communication with other sensor nodes in the vicinity.

예를 들어, 제1 센서 노드(104)에서 측정된 정보 메시지는 제2 센서 노드(106)로 전송되며, 제2 센서 노드(106)는 제1 센서 노드(104)로부터 수신된 메시지를 제3 센서 노드(114)에 전송한다. 수집 노드(102)와 근접한 제3 센서 노드는 수집 노드(102)로 제2 센서 노드(106)로부터 수신한 제1 센서 노드의 측정 정보를 전송한다. For example, the information message measured at the first sensor node 104 is sent to the second sensor node 106, and the second sensor node 106 sends a message received from the first sensor node 104 to the third. Send to sensor node 114. The third sensor node in proximity to the collection node 102 transmits measurement information of the first sensor node received from the second sensor node 106 to the collection node 102.

상술한 바와 같은 센서 노드들간의 정보 메시지의 릴레이에 의해 특정 센서에서의 측정 정보는 무선으로 수집 노드(102)에 전송된다. Measurement information at a particular sensor is wirelessly transmitted to collection node 102 by relaying information messages between sensor nodes as described above.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 센서 노드들간의 정보 교환을 통해 센서 노드들이 수집 노드까지의 메시지 전송 경로를 결정할 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the sensor nodes can determine the message transmission path to the collecting node through the information exchange between the sensor nodes.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 센서 노드들 각각은 상태 정보를 해수 정보 관리 서버(100)에 전송하며, 해수 정보 관리 서버가 특정 센서 노드로부터 수집 노드까지의 메시지 전송 경로를 설정하여 각 센서 노드에 제공할 수도 있다. 해수 관리 서버가 각 센서 노드들의 메시지 전송 경로를 설정하기 위해 각 센서 노드가 전송하는 상태 정보는 후에 상세히 설명하기로 한다. According to the second embodiment of the present invention, each of the sensor nodes transmits state information to the seawater information management server 100, and the seawater information management server sets a message transmission path from a specific sensor node to a collection node for each sensor. You can also provide it to the node. The state information transmitted by each sensor node in order to establish a message transmission path of each sensor node by the seawater management server will be described in detail later.

종래의 경우, 해수라는 특징 때문에 센서 노드들 각각을 유선으로 연결하는 것이 현실적으로 어려웠으며, 따라서 사람이 직접 부표에 설치된 센서의 측정값을 확인하거나 직접 센서를 가지고 가서 측정을 할 수 밖에 없었다.In the related art, it is difficult to connect each of the sensor nodes by wire due to the characteristics of seawater, and thus, a person has no choice but to check the measured value of the sensor installed in the buoy or take the sensor directly.

그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 센서 노드들이 측정 값을 포함하는 메시지를 주변 센서 노드로 릴레이함으로써 사람이 직접 측정을 하지 않고도 실시간으로 해수의 측정 정보를 확인할 수 있다. However, according to the preferred embodiment of the present invention, the sensor nodes relay the message including the measured value to the surrounding sensor nodes so that the measurement information of the seawater can be checked in real time without the human being directly measuring.

다른 유비쿼터스 센서 네트워크와는 달리, 센서 노드들이 부표에 설치된다고 할지라도 태풍이나 기타의 자연 현상으로 인해 센서 노드의 위치가 이동되거나 센서 노드가 유실될 수도 있으며, 고의적인 도난 사고에 의해 센서 노드가 유실될 수도 있다. Unlike other ubiquitous sensor networks, even if the sensor nodes are installed in a buoy, a typhoon or other natural phenomenon may cause the location of the sensor node to be moved or the sensor node to be lost, and the sensor node may be lost due to a deliberate theft. May be

본 발명은 이러한 센서 노드의 위치 변화 및 센서 노드의 유실에 대처할 수 있도록 각 센서 노드의 위치 정보를 관리한다. 각 센서 노드는 GPS 위성과 통신 가능하고 GPS 좌표를 산출할 수 있는 모듈을 내장하고 있다. 센서 노드 각각은 GPS 위성과의 통신을 통해 미리 설정된 시간 간격으로 GPS 좌표 정보를 산출하며, 산출된 정보를 해수 정보 관리 서버(100)에 전송한다. 따라서, 해수 관리 서버(100)는 각 센서 노드의 위치 정보를 관리할 수 있다. The present invention manages the location information of each sensor node to cope with such a change in the position of the sensor node and the loss of the sensor node. Each sensor node has a built-in module that can communicate with GPS satellites and calculate GPS coordinates. Each sensor node calculates GPS coordinate information at predetermined time intervals through communication with the GPS satellites, and transmits the calculated information to the seawater information management server 100. Therefore, the seawater management server 100 may manage location information of each sensor node.

수집 노드(102)는 센서 노드들(104 ~ 112)로부터 전송되는 측정 정보를 포함하는 메시지를 수신한다. 전술한 바와 같이, 센서 노드들은 메시지 릴레이를 통해 수집 노드에 측정 정보 메시지를 전송하며 수집 노드(102)는 수신된 측정 정보 메시지에 포함된 각 센서 노드의 측정 정보를 해수 관리 서버(100)에 제공한다. Acquisition node 102 receives a message that includes measurement information sent from sensor nodes 104-112. As described above, the sensor nodes transmit the measurement information message to the collecting node through the message relay, and the collecting node 102 provides the seawater management server 100 with the measurement information of each sensor node included in the received measurement information message. do.

수집 노드(102)는 센서 노드들로부터 측정 정보를 저장한 후 미리 설정된 시간 간격으로 측정 정보를 해수 정보 관리 서버(100)에 전송한다. The collection node 102 stores the measurement information from the sensor nodes and transmits the measurement information to the seawater information management server 100 at predetermined time intervals.

또한, 수집 노드(102)는 센서 노드들로부터 GPS 좌표 정보를 수신하며, 수신된 GPS 좌표 정보를 해수 정보 관리 서버(100)에 전송한다. In addition, the collection node 102 receives the GPS coordinate information from the sensor nodes, and transmits the received GPS coordinate information to the seawater information management server 100.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수집 노드(102)와 해수 정보 관리 서버(100)는 LAN(Local Area Network)와 같은 네트워크를 통해 연결되어 있으며, 네트워크를 통해 측정 정보 및 센서 노드의 위치 정보를 해수 정보 관리 서버(100)에 전송한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the collection node 102 and the seawater information management server 100 are connected via a network such as a local area network (LAN), and the measurement information and the position information of the sensor node are connected through the network. It transmits to the seawater information management server 100.

해수 정보 관리 서버(100)는 수집 노드(102)로부터 센서 노드가 제공하는 측정 정보 및 위치 정보를 수신한다. 해수 정보 관리 서버(100)는 수집 노드로부터 전송되는 측정 정보를 저장하며, 해수 관리 서버(100)에 접속한 클라이언트들(미도시) 또는 운영자에게 센서 노드의 측정 정보를 제공한다. The seawater information management server 100 receives measurement information and location information provided by the sensor node from the collection node 102. The seawater information management server 100 stores measurement information transmitted from the collection node, and provides measurement information of the sensor node to clients (not shown) or operators connected to the seawater management server 100.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 클라이언트들(미도시)은 인터넷을 통해 해수 관리 서버(100)에 접속하며, 해수 정보 관리 서버(100)는 측정 정보를 웹페이지의 형태로 제공할 수 있을 것이다. 해수 정보 관리 서버(100)는 접속한 클라이언트 또는 운영자에게 측정 정보를 미리 설정된 데이터 처리 방식으로 변환하며, 변환된 데이터를 웹페이지를 통해 운영자 또는 접속한 클라이언트들에 제공한다. According to an embodiment of the present invention, the clients (not shown) access the seawater management server 100 through the Internet, and the seawater information management server 100 may provide measurement information in the form of a web page. . The seawater information management server 100 converts the measurement information to a client or operator connected to a preset data processing method, and provides the converted data to an operator or clients connected through a web page.

이하에서는 본 발명의 해수 정보 관리 시스템의 제1 실시예 및 제2 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a first embodiment and a second embodiment of the seawater information management system of the present invention will be described in detail.

2. 제1 실시예2. First embodiment

전술한 바와 같이, 제1 실시예는 센서 노드들 각각이 주변 센서 노드들과의 통신을 통해 주변 센서 노드의 상태 정보를 판단하고 경로를 설정하는 실시예이다. As described above, the first embodiment is an embodiment in which each of the sensor nodes determines the state information of the peripheral sensor node and establishes a path through communication with the peripheral sensor nodes.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 노드의 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a sensor node according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 노드는 전원부(200), 메시지 송신부(202), 메시지 수신부(204), GPS 수신부(206), 좌표 산출부(208), 경로 산출부(210), 상태 정보 전송부(214), 센싱부(216) 및 제어부를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the sensor node according to the first embodiment of the present invention includes a power supply unit 200, a message transmitter 202, a message receiver 204, a GPS receiver 206, a coordinate calculator 208, and a route calculation. The unit 210 may include a state information transmitter 214, a sensor 216, and a controller.

전원부(200)는 센서 노드에 전원을 제공하는 기능을 한다. 전원부로는 배터리가 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 태양열 집진기가 배터리의 전원을 충전하는 수단으로 사용될 수 있다. 태양열 집진기 이외에 풍력 발전기를 배터리에 연결하여 배터리를 충전하는 수단으로 사용할 수도 있을 것이다. The power supply unit 200 serves to provide power to the sensor node. A battery may be used as the power supply. According to a preferred embodiment of the present invention, a solar dust collector can be used as a means for charging a battery. In addition to solar collectors, a wind generator can be connected to the battery and used as a means of charging the battery.

메시지 송신부(202)는 측정 정보, 상태 정보, GPS 좌표 정보 중 어느 하나를 포함하는 메시지를 주변 센서 노드에 전송하는 기능을 한다. 전술한 바와 같이, 메시지 송신부는 Zigbee 방식에 의해 전송될 수 있을 것이다. The message transmitter 202 transmits a message including any one of measurement information, status information, and GPS coordinate information to the neighboring sensor nodes. As described above, the message transmitter may be transmitted by the Zigbee method.

메시지 수신부(204)는 다른 센서 노드들로부터 메시지를 수신하는 기능을 한다. 다른 센서 노드들로부터 수신하는 메시지 역시 측정 정보, 상태 정보 및 GPS 좌표 정보를 포함할 수 있을 것이다. The message receiving unit 204 functions to receive a message from other sensor nodes. Messages received from other sensor nodes may also include measurement information, status information and GPS coordinate information.

다른 센서 노드로부터 수신하는 측정 정보 및 GPS 좌표 정보 정보는 다른 센서 노드의 측정 정보 및 GPS 좌표 정보가 최종적으로 수집 노드에 전송되도록 수신 된 정보를 릴레이하기 위해 센서 노드들이 수신하며, 수신된 정보는 정해진 경로에 따라 또 다른 센서 노드 또는 수집 노드에 전송된다. Measurement information and GPS coordinate information received from other sensor nodes are received by the sensor nodes in order to relay the received information so that the measurement information and GPS coordinate information of the other sensor node are finally transmitted to the collecting node. Depending on the route, it is sent to another sensor node or collection node.

상태 정보 전송부(214)는 센서 노드의 상태 정보를 주변의 다른 센서 노드들에 전송하는 기능을 한다. 여기서, 상태 정보는 센서 노드의 전원 잔량 정보 및 위치 정보를 포함할 수 있으며, 위치 정보로 GPS 좌표 정보가 사용될 수 있을 것이다. The state information transmitter 214 transmits the state information of the sensor node to other sensor nodes in the vicinity. Here, the state information may include power remaining amount information and location information of the sensor node, and GPS coordinate information may be used as the location information.

다른 센서 노드들이 전송하는 상태 정보는 경로 산출부(210)에서 메시지의 수신 경로를 산출하는데 사용된다. 경로 산출부(210)는 메시지 수신부(204)를 통해 수신되는 상태 정보를 이용하여 메시지 송신 시 메시지를 송신할 다른 센서 노드를 결정한다.  The state information transmitted by other sensor nodes is used by the path calculator 210 to calculate a reception path of a message. The path calculator 210 determines another sensor node to transmit a message when the message is transmitted using the state information received through the message receiver 204.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 경로가 설정되는 개념도를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a conceptual diagram in which a path is set according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5에서, 제1 센서 노드(500)가 메시지를 송신하는 센서 노드이고, 해수 관리 서버로 메시지를 전달하기 위해 제4 센서 노드(506)를 경유하여야 하는 경우, 제1 센서 노드(500)는 제1 경로 또는 제2 경로를 통해 제4 센서 노드(506)에 메시지를 전송할 수 있다. In FIG. 5, when the first sensor node 500 is a sensor node that transmits a message and needs to pass through the fourth sensor node 506 to deliver the message to the seawater management server, the first sensor node 500 The message may be transmitted to the fourth sensor node 506 through the first path or the second path.

이때, 제1 센서 노드(500)는 제2 센서 노드(502) 및 제3 센서 노드(504)로부터 전원 잔량 정보 및 위치 정보를 포함하는 상태 정보를 수신한다. 제1 센서 노드(500)는 제2 센서 노드(502) 및 제3 센서 노드(504)로부터 수신한 상태 정보를 이용하여 메시지를 전송할 센서 노드를 결정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 메시지를 전송할 센서 노드는 전원 잔량과 위치 정보를 변수로 하는 소정의 알고리즘에 의해 결정될 수 있을 것이다. In this case, the first sensor node 500 receives state information including power remaining amount information and location information from the second sensor node 502 and the third sensor node 504. The first sensor node 500 uses the state information received from the second sensor node 502 and the third sensor node 504 to determine a sensor node to transmit a message. According to an embodiment of the present invention, the sensor node to which the message is to be sent may be determined by a predetermined algorithm using power remaining amount and position information as variables.

본 발명의 센서 노드들은 해수면에 설치되므로 배터리의 교환 및 센서 노드의 유지 보수가 다른 유비쿼터스 센서 네트워크에 비해 어려운 측면이 있는 바, 최대한 장시간 배터리를 사용할 수 있도록 전원이 많이 남아있는 센서 노드에 의해 메시지가 릴레이되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 릴레이하는 센서 노드의 수를 줄이기 위해 메시지를 전송하는 센서 노드로부터 비교적 멀리 떨어진 센서 노드로 메시지를 전송하는 것이 바람직하다. Since the sensor nodes of the present invention are installed on the sea level, there is a difficult aspect in exchange of batteries and maintenance of the sensor nodes compared to other ubiquitous sensor networks. It is desirable to be relayed. In addition, in order to reduce the number of relaying sensor nodes, it is desirable to transmit a message to a sensor node relatively far from the sensor node transmitting the message.

전원 잔량 및 위치 정보를 변수로 하여 메시지를 전송할 노드를 결정하는 알고리즘이 센서 노드의 스펙 및 기타 환경 조건에 따라 다양한 방식으로 설정될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that the algorithm for determining the node to which to send the message, using the power level and location information as variables, can be set in various ways depending on the specifications of the sensor node and other environmental conditions.

GPS 수신부(206)는 GPS 위성들로부터 GPS 신호를 수신하는 기능을 한다. GPS 수신부는 적어도 3개의 위성으로부터 신호를 수신하며, GPS 신호에는 시간 정보가 포함되어 있다. The GPS receiver 206 functions to receive GPS signals from GPS satellites. The GPS receiver receives signals from at least three satellites, and the GPS signal includes time information.

좌표 산출부(208)는 상기 GPS 수신부가 수신한 GPS 신호를 이용하여 사용자 단말기의 좌표를 산출하는 기능을 한다. 좌표 산출부(208)는 각 GPS 신호에서 신호의 지연 시간을 추출하고, 이 지연 시간 정보를 이용하여 위성과 사용자 단말기 사이의 거리를 우선 산출한다. The coordinate calculator 208 calculates coordinates of the user terminal by using the GPS signal received by the GPS receiver. The coordinate calculator 208 extracts the delay time of the signal from each GPS signal, and first calculates the distance between the satellite and the user terminal using the delay time information.

적어도 3개의 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하므로, 사용자 단말기는 세 개의 위성에 대한 사용자 단말기의 거리를 산출할 수 있으며, 좌표 산출부(208)는 3개의 거리 정보를 이용하여 삼각 측량법에 의해 사용자 단말기의 3차원적인 위치정보를 산출한다. DGPS를 이용할 경우, 이미 기준 위치에 대한 정확한 위치 정보를 알 수 있으므로 보다 정확한 좌표 산출이 가능하다. Since the GPS signal is received from at least three GPS satellites, the user terminal may calculate the distance of the user terminal with respect to the three satellites, and the coordinate calculation unit 208 may use the three distance information to triangulate the user terminal. Calculate the three-dimensional position information of. If DGPS is used, accurate location information of the reference position is already known, so more accurate coordinate calculation is possible.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각 센서 노드마다 기준 위치 정보가 저장되며, 좌표 산출부(208)에 의해 산출되는 좌표 정보가 기준 위치와 미리 설정된 임계치 이상으로 차이가 날 경우, 좌표 산출부(208)는 경보 메시지를 생성한다. 이는해수에 의한 센서 노드의 위치 변화 및 센서 노드의 도난 시 실시간으로 대처하기 위함이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the reference position information is stored for each sensor node, and if the coordinate information calculated by the coordinate calculator 208 differs from the reference position by more than a preset threshold, the coordinate calculator ( 208 generates an alert message. This is to cope with the change of the position of the sensor node by the sea water and the sensor node in real time.

센싱부(216)는 센서 노드가 설치된 위치의 해수에 대한 정보를 측정한다. 전술한 바와 같이, 온도 센서, DO 센서, 해류 속도 센서 등을 포함할 수 있을 것이다. 센싱부(216)는 미리 설정된 시간 간격으로 해수의 온도, 용존 산소량 등을 측정하며, 측정된 정보는 미리 설정된 시간 간격으로 메시지 송신부(202)를 통해 해수 관리 서버에 전송된다. The sensing unit 216 measures information on seawater at a location where the sensor node is installed. As described above, the sensor may include a temperature sensor, a DO sensor, a current velocity sensor, and the like. The sensing unit 216 measures the temperature of the seawater, the amount of dissolved oxygen, etc. at predetermined time intervals, and the measured information is transmitted to the seawater management server through the message transmitter 202 at predetermined time intervals.

제어부(218)는 도 2에 도시된 구성 요소들의 전체적인 동작을 제어하는 기능을 한다. 예를 들어, 제어부(218)는 미리 설정된 시간 간격으로 센싱부(216)가 해수 정보를 측정하도록 하는 제어 정보를 센싱부(216)에 제공한다. The control unit 218 functions to control the overall operation of the components shown in FIG. For example, the controller 218 provides the sensing unit 216 with control information for the sensing unit 216 to measure seawater information at predetermined time intervals.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수집 노드의 구성을 도시한 블록도이다. 3 is a block diagram showing the configuration of a collecting node according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수집 노드는 메시지 수신부(300), 데이터 수집부(302), 프로토콜 변환부(304), 메시지 송신부(306) 및 제어 부(308)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the collection node according to the first embodiment of the present invention may include a message receiver 300, a data collector 302, a protocol converter 304, a message transmitter 306, and a controller 308. It may include.

메시지 수신부(300)는 센서 노드들로부터 전송되는 메시지를 수신하는 기능을 한다. 수집 노드는 수집 노드와 가장 근접한 센서 노드들을 통해 다수의 센서 노드들에서 전송하는 메시지를 수신한다. 전술한 바와 같이, 센서 노드에서 전송하는 메시지는 측정 정보 및 GPS 좌표 정보를 포함할 수 있을 것이다. 수집 노드도 센서 노드들과 같이 Zigbee 방식을 통해 메시지를 수신할 수 있으며, 메시지 수신 방식이 이에 한정되는 것은 아니다. The message receiver 300 functions to receive messages transmitted from sensor nodes. The collecting node receives messages sent by the plurality of sensor nodes via the sensor nodes closest to the collecting node. As described above, the message transmitted from the sensor node may include measurement information and GPS coordinate information. Like the sensor nodes, the collecting node may receive a message through the Zigbee method, but the message receiving method is not limited thereto.

데이터 수집부(302)는 상기 메시지 수신부(300)가 수신한 메시지에 포함된 측정 정보 및 위치 정보를 수집하여 저장하는 기능을 한다. 데이터 수집부(302)는 다수의 센서 노드들로부터의 데이터를 각각 독립적인 필드에 저장하는 데이터베이스로서의 기능을 수행한다. The data collector 302 collects and stores measurement information and location information included in the message received by the message receiver 300. The data collector 302 functions as a database that stores data from a plurality of sensor nodes in independent fields.

데이터 수집부(302)에 저장된 정보는 수집 노드와 해수 정보 관리 서버 사이에 설정된 시간 간격으로 해수 정보 관리 서버에 전송된다. 해수 관리 서버 및 수집 노드는 센서 노드들과는 달리 랜과 같은 네트워크를 통해 연결되며, 프로토콜 변환부(304)는 Zigbee 프로토콜 데이터를 수집 노드와 해수 정보 관리 서버 사이에 설정된 통신 방식에 상응하는 프로토콜로 변환하는 작업을 수행한다. 예를 들어, 프로토콜 변환부(304)는 TCP/IP 프로토콜 데이터로 프로토콜을 변환할 수 있다. Information stored in the data collection unit 302 is transmitted to the seawater information management server at a time interval set between the collection node and the seawater information management server. Unlike the sensor nodes, the seawater management server and the collection node are connected through a network such as a LAN, and the protocol conversion unit 304 converts Zigbee protocol data into a protocol corresponding to a communication method established between the collection node and the seawater information management server. Do the work. For example, the protocol converter 304 may convert a protocol into TCP / IP protocol data.

메시지 송신부(306)는 프로토콜 변환부(304)에 의해 변환된 데이터를 해수 정보 관리 서버에 전송한다. The message transmitter 306 transmits the data converted by the protocol converter 304 to the seawater information management server.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수 정보 관리 서버의 구성을 도시한 블록도이다. 4 is a block diagram showing the configuration of a seawater information management server according to a first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수 정보 관리 서버는 수집 데이터 수신부(400), 수집 데이터 저장부(402), 클라이언트 통신부(404), 웹페이지 생성부(406) 및 제어부(408)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the seawater information management server according to the first embodiment of the present invention includes a collection data receiver 400, a collection data storage unit 402, a client communication unit 404, a web page generation unit 406, and a control unit. 408 may include.

수집 데이터 수신부(400)는 수집 노드로부터 각 센서 노드의 측정 정보 및 위치 정보를 수신한다. 예를 들어, 수집 데이터 수신부(400)는 TCP/IP 프로토콜을 통해 측정 정보 및 위치 정보를 수신할 수 있다. The collection data receiver 400 receives measurement information and location information of each sensor node from the collection node. For example, the collected data receiver 400 may receive measurement information and location information through the TCP / IP protocol.

수집 데이터 저장부(402)는 수집 데이터 수신부(400)가 수신한 각 센서 노드의 측정 정보 및 위치 정보를 저장한다. The collection data storage unit 402 stores measurement information and location information of each sensor node received by the collection data receiver 400.

클라이언트 통신부(404)는 해수 관리 서버와 네트워크를 통해 연결되어 있는 클라이언트들로부터 해수와 관련된 요청 정보를 수신하는 기능을 한다. 예를 들어, 원격지의 해양 연구소 또는 기상청의 관리자는 해양 연구소 및 기상청의 클라이언트 단말기를 통해 해수 관리 서버에 해수 관련 정보를 요청할 수 있으며, 클라이언트 통신부(404)는 이러한 요청 정보를 수신한다. The client communication unit 404 functions to receive request information related to seawater from clients connected to the seawater management server through a network. For example, an administrator of a remote marine research center or a meteorological office may request seawater related information from a seawater management server through a marine terminal and a weather station client terminal, and the client communication unit 404 receives such request information.

예를 들어, 해양 연구소의 관리자는 해양 연구소의 클라이언트 단말기를 통해 해수의 온도 정보를 요청하며, 클라이언트 통신부는 해수 온도 요청 정보를 수신하여 제어부(408)에 제공한다. For example, the manager of the marine laboratory requests the seawater temperature information through the client terminal of the marine laboratory, and the client communication unit receives the seawater temperature request information and provides it to the controller 408.

웹페이지 생성부(406)는 클라이언트로부터의 요청 정보에 상응하여 수집 데이터 저장부에 저장된 정보를 추출하고, 추출된 정보를 제공하는 웹페이지를 생성하여 해당 클라이언트에 제공한다. The web page generation unit 406 extracts the information stored in the collection data storage unit in response to the request information from the client, generates a web page providing the extracted information, and provides the generated web page to the corresponding client.

클라이언트가 해수의 온도 정보를 요청한 경우, 웹페이지 생성부(406)는 수집 데이터 저장부(402)의 저장된 측정 정보 중 온도 정보를 추출하여 웹페이지를 생성한다. When the client requests the temperature information of the seawater, the webpage generation unit 406 extracts temperature information from the stored measurement information of the collection data storage unit 402 to generate a webpage.

웹페이지 생성부(406)는 저장된 측정 정보뿐만 아니라 측정 정보를 소정의 알고리즘에 의해 처리한 예측 정보를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 클라이언트가 적조 가능성에 대한 정보를 요청한 경우, 웹페이지 생성부(406)는 온도 정보 및 용존 산소량 정보를 이용하여 소정의 알고리즘에 의해 적조 가능성에 대한 예측 정보를 산출하고 산출된 정보를 웹페이지의 형태로 클라이언트에 제공할 수 있다. The web page generation unit 406 may provide not only stored measurement information but also prediction information by processing the measurement information by a predetermined algorithm. For example, when the client requests the information on the red tide possibility, the webpage generation unit 406 calculates the prediction information on the red tide possibility by a predetermined algorithm by using the temperature information and the dissolved oxygen amount information and uses the calculated information. It can be provided to clients in the form of web pages.

적조 가능성을 예측하는 알고리즘 및 정보를 HTML 형태의 웹페이지로 제공하는 것은 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Providing an algorithm and information for predicting the possibility of red tide as a web page in the form of HTML is a well-known technique, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드의 외부적인 구성을 도시한 개념도로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 센서 노드는 태양열 집진기(800), 배터리(802), 온도 센서(804), DO 센서(806) 및 컨트롤러/Zigbee 모듈(808)을 포함할 수 있다. 8 is a conceptual diagram illustrating an external configuration of a sensor node according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the sensor node includes a solar dust collector 800, a battery 802, and a temperature sensor 804. DO sensor 806 and controller / Zigbee module 808.

온도 센서(804) 및 DO 센서(806)는 주기적으로 온도 및 용존 산소량을 측정하여 컨트롤러/Zigbee 모듈(808)에 제공한다. The temperature sensor 804 and DO sensor 806 periodically measure the temperature and dissolved oxygen amount and provide it to the controller / Zigbee module 808.

GPS 모듈(810)은 GPS 위성과의 통신을 통해 GPS 좌표 정보를 출력하여 컨틀로러/Zigbee 모듈(808)에 제공한다. The GPS module 810 outputs the GPS coordinate information through communication with the GPS satellites and provides the GPS coordinate information to the controller / Zigbee module 808.

태양열 집진기(800)는 태양열 에너지를 모아 배터리(802)를 충전하며, 배터리는 온도 센서(804), DO 센서(806) 및 컨트롤러/Zigbee 모듈(808)에 전원을 제공 한다. The solar dust collector 800 collects solar energy to charge the battery 802, which supplies power to the temperature sensor 804, the DO sensor 806, and the controller / Zigbee module 808.

컨트롤러/Zigbee 모듈(808)은 센서(804, 806) 및 GPS 모듈로부터 전송되는 측정 정보 및 GPS 좌표 정보를 수신하고, 수신된 정보를 주변의 다른 센서 노드에 Zigbee 방식으로 전송한다. 또한 컨트롤러/Zigbee 모듈(808)은 주변의 다른 센서 노드가 전송하는 측정 정보 및 GPS 좌표 정보를 또 다른 센서 노드에 릴레이하는 기능을 수행한다. The controller / Zigbee module 808 receives measurement information and GPS coordinate information transmitted from the sensors 804 and 806 and the GPS module, and transmits the received information to other sensor nodes in a Zigbee manner. In addition, the controller / Zigbee module 808 relays measurement information and GPS coordinate information transmitted from other sensor nodes in the vicinity to another sensor node.

도 8은 센서 노드의 일 실시예에 불과하며, 다른 다양한 형태로 센서 노드가 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 배터리가 풍력 발전기를 통해 충전될 수도 있을 것이다. 8 is only an embodiment of a sensor node, and the sensor node may be configured in various other forms. For example, as described above, the battery may be charged via a wind generator.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 노드의 측정 정보를 전송하는 과정을 도시한 순서도이다. 6 is a flowchart illustrating a process of transmitting measurement information of a sensor node according to a first embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 센서 노드 각각은 온도 센서, DO 센서 등을 이용하여 미리 설정된 시간 간격으로 온도 및 용존 산소량을 측정한다(단계 600). 측정된 온도 및 용존 산소량과 같은 해수 관련 정보는 컨트롤러/Zigbee 모듈에 구비된 메모리에 일시적으로 저장되며, 측정 정보를 데이터 패킷으로 변환하는 과정이 수행된다. Referring to FIG. 6, each of the sensor nodes measures temperature and dissolved oxygen at a predetermined time interval using a temperature sensor, a DO sensor, and the like (step 600). Seawater related information such as measured temperature and dissolved oxygen is temporarily stored in a memory provided in the controller / Zigbee module, and a process of converting the measured information into a data packet is performed.

한편, 센서 노드 각각은 통신 가능한 주변 센서 노드로부터 전원 용량 및 GPS 위치 정보를 포함하는 상태 정보를 수신하며, 수신된 정보를 분석한다(단계 602). On the other hand, each of the sensor nodes receives state information including power capacity and GPS position information from the communicable peripheral sensor node, and analyzes the received information (step 602).

전술한 바와 같이, 센서 노드는 전원 용량 및 GPS 위치 정보를 변수로 하는 소정의 알고리즘에 따라 경로를 산출하고, 산출된 경로에 따라 측정 정보를 전송할 센서 노드를 결정한다(단계 604). As described above, the sensor node calculates a path according to a predetermined algorithm using power capacity and GPS position information as variables, and determines a sensor node to transmit measurement information according to the calculated path (step 604).

측정 정보를 전송할 센서 노드가 결정되면, 상기 측정 정보를 패킷화한 데이터 패킷을 결정된 센서 노드로 전송한다(단계 606). When the sensor node to which the measurement information is to be determined is determined, a data packet packetizing the measurement information is transmitted to the determined sensor node (step 606).

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 노드의 위치 정보를 해수 정보 관리 서버에 제공하는 과정에 대한 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a process of providing location information of a sensor node to a seawater information management server according to a first embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 센서 노드 각각은 미리 설정된 시간 간격으로 GPS 위성과의 통신을 통해 GPS 좌표 정보를 산출한다(단계 700). 산출된 GPS 좌표 정보는 컨트롤러/Zigbee 모듈에 제공된다. Referring to FIG. 7, each of the sensor nodes calculates GPS coordinate information through communication with a GPS satellite at a predetermined time interval (step 700). The calculated GPS coordinate information is provided to the controller / Zigbee module.

센서 노드 각각은 기준 GPS 좌표 정보를 저장하고 있으며, 산출된 GPS 좌표가 기준 좌표 정보와 미리 설정된 임계치 이상으로 차이가 있을 경우(단계 702), 좌표 이탈을 알리는 경보 메시지를 생성한다(단계 704). Each sensor node stores reference GPS coordinate information. When the calculated GPS coordinates differ from the reference coordinate information by more than a preset threshold (step 702), an alarm message for notifying the coordinate deviation is generated (step 704).

경보 메시지는 해수 정보 관리 서버에 전송되며, 전술한 바와 같은 센서 노드들간의 메시지 릴레이에 의해 해수 관리 서버에 전송된다(단계 706). The alert message is sent to the seawater information management server, and is sent to the seawater management server by a message relay between the sensor nodes as described above (step 706).

산출된 GPS 좌표 정보가 정상적인 경우, 센서 노드는 미리 설정된 메시지 전송 경로에 따라 산출된 GPS 좌표 정보를 해수 정보 관리 서버에 전송한다(단계 708). If the calculated GPS coordinate information is normal, the sensor node transmits the GPS coordinate information calculated according to the preset message transmission path to the seawater information management server (step 708).

3. 제2 실시예3. Second Embodiment

전술한 제1 실시예는 센서 노드들이 GPS 좌표 정보 및 전원 잔량 정보를 포함하는 상태 정보를 서로 교환하고 센서 노드들에 의해 메시지 전송 경로가 결정되는 경우였다. The first embodiment described above was a case where sensor nodes exchange state information including GPS coordinate information and power remaining amount information, and a message transmission path is determined by the sensor nodes.

제2 실시예는 센서 노드들이 상태 정보를 해수 정보 관리 서버에 전송하며, 해수 정보 관리 서버가 다수의 센서 노드들에 대한 메시지 전송 경로를 설정하고 각 센서 노드들에게 전송 경로를 제공하는 경우이다. The second embodiment is a case where the sensor nodes transmit status information to the seawater information management server, and the seawater information management server sets up a message transmission path for a plurality of sensor nodes and provides a transmission path to each sensor node.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 노드의 구성을 도시한 블록도이다. 9 is a block diagram showing the configuration of a sensor node according to a second embodiment of the present invention.

도 9의 센서 노드를 도 2에 도시된 제1 실시예의 센서 노드와 비교할 때 경로 산출부(210)가 경로 정보 수신부(910)로 대체되었다. 경로 정보 수신부(910) 이외의 구성 요소의 역할은 도 2와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. When the sensor node of FIG. 9 is compared with the sensor node of the first embodiment shown in FIG. 2, the path calculator 210 is replaced with a path information receiver 910. Since the role of the components other than the path information receiver 910 is the same as that of FIG. 2, a detailed description thereof will be omitted.

제2 실시예에 따른 센서 노드의 상태 정보 전송부(916)는 상태 정보를 해수 정보 관리 서버에 전송한다. 제1 실시예의 경우, 주변의 센서 노드들에 상태 정보를 전송하였으나, 제2 실시예에 의하면, 해수 정보 관리 서버로 전원 잔량 정보 및 GPS 좌표 정보를 포함하는 상태 정보를 전송한다. The state information transmitter 916 of the sensor node according to the second embodiment transmits the state information to the seawater information management server. In the first embodiment, the state information is transmitted to the sensor nodes in the vicinity, but according to the second embodiment, the state information including the power remaining amount information and the GPS coordinate information is transmitted to the seawater information management server.

경로 정보 수신부(910)는 해수 정보 관리 서버로부터 경로 정보를 수신한다. 센서 노드의 메시지 송신부(900)는 경로 정보 수신부에서 수신한 경로 정보에 상응하는 센서 노드로 메시지를 송신한다. The route information receiver 910 receives route information from the seawater information management server. The message transmitter 900 of the sensor node transmits a message to the sensor node corresponding to the path information received by the path information receiver.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수 정보 관리 서버의 구성을 도시한 블록도이다. 10 is a block diagram showing the configuration of a seawater information management server according to a second embodiment of the present invention.

도 10의 해수 정보 관리 서버를 도 4의 제1 실시예에 따른 해수 정보 관리 서버와 비교할 때, 경로 산출부(1004) 및 경로 전송부(1006)를 더 포함하고 있다. When the seawater information management server of FIG. 10 is compared with the seawater information management server according to the first embodiment of FIG. 4, the server further includes a path calculator 1004 and a path transmitter 1006.

경로 산출부(1004)는 센서 노드들로부터 수신되는 센서 노드들 각각의 상태 정보를 이용하여 메시지 전송 경로를 산출하는 기능을 한다. 경로 산출부는 각 센서 노드의 전원 잔량 정보 및 GPS 좌표 정보를 변수로 하는 소정의 알고리즘에 따라 센서 노드의 메시지 전송 경로를 설정한다. The path calculator 1004 calculates a message transmission path using state information of each sensor node received from the sensor nodes. The path calculator sets a message transmission path of the sensor node according to a predetermined algorithm using power remaining amount information and GPS coordinate information of each sensor node as variables.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 경로 산출부(1004)는 배터리 잔량이 많은 센서 노드 중 일부를 중계 노드로 설정하고, 설정된 중계 노드가 주로 메시지를 릴레이하도록 한다. 중계 노드로 설정된 센서 노드들은 메시지 전송 횟수를 줄이기 위해 센서 노드들로부터 수신한 측정 정보들을 저장하였다가 미리 설정된 시간 간격으로 측정 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the path calculator 1004 sets some of the sensor nodes with a large battery level as relay nodes, and allows the set relay nodes to mainly relay messages. In order to reduce the number of message transmissions, sensor nodes configured as relay nodes store measurement information received from sensor nodes and transmit a message including the measurement information at preset time intervals.

경로 전송부(1006)는 경로 산출부(1004)에 의해 산출된 경로 정보를 전송하는 기능을 한다. 경로 전송부는 수집 노드에 산출된 경로 정보를 제공하고, 수집 노드는 근접한 센서 노드들에 경로 정보를 전송하며, 이후 센서 노드들간의 메시지 릴레이에 의해 각 센서 노드로 경로 정보가 전송된다. The path transmitter 1006 functions to transmit path information calculated by the path calculator 1004. The path transmitter provides the calculated route information to the collection node, the collection node transmits the route information to adjacent sensor nodes, and then the route information is transmitted to each sensor node by a message relay between the sensor nodes.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 노드를 통해 측정 정보가 전송되는 과정에 대한 순서도이다. 11 is a flowchart illustrating a process of transmitting measurement information through a sensor node according to a second embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 센서 노드들 각각은 해수 정보 관리 서버로부터 경로 정보를 수신하고 수신된 경로 정보를 통해 메시지가 송신될 중계 노드를 결정한다(단계 1100). Referring to FIG. 11, each of the sensor nodes receives route information from the seawater information management server and determines a relay node to which a message is to be transmitted through the received route information (step 1100).

한편, 센서 노드는 미리 설정된 시간 간격으로 온도 및 용존 산소량과 같은 해수 관련 정보를 측정한다(단계 1102). 측정된 정보는 센서 노드의 컨트롤러 /Zigbee 모듈의 메모리에 일시적으로 저장되며, 다른 센서 노드로의 전송을 위해 측정된 정보를 패킷화한다. Meanwhile, the sensor node measures seawater related information such as temperature and dissolved oxygen amount at predetermined time intervals (step 1102). The measured information is temporarily stored in the memory of the controller / Zigbee module of the sensor node and packetizes the measured information for transmission to other sensor nodes.

센서 노드 각각은 상기 단계 1100에서 결정된 중계 노드로 패킷화된 메시지를 전송한다(단계 1104). Each sensor node sends a packetized message to the relay node determined in step 1100 (step 1104).

중계 노드로 설정된 센서 노드들은 센서 노드들로부터 수신한 측정 정보를 취합하며, 전원 사용을 최소화하기 위해 미리 설정된 시간 간격으로 해수 정보 관리 서버에 측정 정보를 전송한다(단계 1106). Sensor nodes configured as relay nodes collect measurement information received from the sensor nodes, and transmit measurement information to the seawater information management server at predetermined time intervals in order to minimize power usage (step 1106).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 해수 정보 관리 시스템의 바람직한 실시예에 따르면, 사람이 직접 해수의 상태를 측정하지 않고 무선 통신에 의해 자동적으로 해수의 상태를 측정하고 관리할 수 있는 장점이 있다. As described above, according to a preferred embodiment of the seawater information management system according to the present invention, there is an advantage that a person can automatically measure and manage the state of seawater by wireless communication without directly measuring the state of seawater. .

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 해수의 상태를 실시간으로 확인하여 적조, 오염 등의 상태에 신속하게 대응할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, by checking the state of the seawater in real time there is an advantage that can quickly respond to the state of red tide, pollution and the like.

아울러, 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 적은 비용으로 해수의 상태를 효율적으로 관리할 수 있으며, 해수 상태를 측정하는 센서의 이동이나 도난 등의 문제를 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다. In addition, by using a ubiquitous sensor network, it is possible to efficiently manage the state of the seawater at a low cost, and has the advantage of efficiently coping with problems such as the movement or theft of the sensor measuring the seawater state.

Claims (16)

해수에 분산되어 설치되며 해수와 관련된 정보를 측정하는 다수의 센서 노드들;A plurality of sensor nodes which are distributed in seawater and measure information related to seawater; 상기 센서 노드들로부터 상기 해수와 관련된 측정 정보를 수신하는 수집 노드;A collection node for receiving measurement information related to the seawater from the sensor nodes; 상기 수집 노드로부터 상기 해수와 관련된 측정 정보를 수신하여 저장하며, 운영자 또는 클라이언트로부터 측정 정보 요청을 받을 경우 요청에 상응하는 측정 정보를 제공하는 해수 정보 관리 서버를 포함하되,Receiving and storing the measurement information related to the seawater from the collection node, and includes a seawater information management server that provides the measurement information corresponding to the request when the measurement information request from the operator or client, 상기 다수의 센서 노드들 각각은 상태 정보를 주변의 센서 노드들에 전송하여 메시지 전송 경로를 설정하며, 센서 노드들간의 RF 메시지 릴레이를 통해 측정 정보를 상기 수집 노드에 전송하고, 상기 다수의 센서 노드들 각각은 미리 설정된 시간 간격으로 GPS 위성과의 통신을 통해 GPS 좌표 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. Each of the plurality of sensor nodes transmits state information to neighboring sensor nodes to establish a message transmission path, and transmits measurement information to the collection node through an RF message relay between sensor nodes, and the plurality of sensor nodes. Each of the seawater information management system, characterized in that for calculating the GPS coordinate information through communication with the GPS satellite at a predetermined time interval. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 해수와 관련된 정보는 온도 정보, 용존 산소량 정보 및 해수 속도 정보로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. The seawater information management system is characterized in that any one or a combination of temperature information, dissolved oxygen information and seawater speed information selected from the group consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 센서 노드들은 Zigbee 방식으로 메시지를 릴레이하여 상기 수집 노드에 RF 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. And said plurality of sensor nodes transmits an RF message to said collection node by relaying a message in a Zigbee manner. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수집 노드는 상기 센서 노드들로부터 수신한 측정 정보를 포함하는 메시지의 프로토콜을 변환하여 상기 해수 정보 관리 서버에 제공하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. The collection node converts a protocol of a message including measurement information received from the sensor nodes and provides it to the seawater information management server. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 해수 정보 관리 서버는 상기 운영자 또는 클라이언트의 요청 정보를 웹페이지를 통해 제공하기 위해 웹페이지를 생성하는 웹페이지 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. The seawater information management server comprises a webpage generation unit for generating a webpage to provide the request information of the operator or client through a webpage. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 해수 정보 관리 서버는 상기 온도 정보 및 상기 용존 산소량 정보를 이용하여 적조 예측 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. And the seawater information management server provides red tide prediction information using the temperature information and the dissolved oxygen amount information. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서 노드들 각각은 기준 위치 정보를 저장하고 있으며, 상기 산출된 GPS 좌표와 기준 위치가 미리 설정된 임계치 이상일 경우 경보 메시지를 생성하여 상기 해수 정보 관리 서버에 제공하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. Each of the sensor nodes stores reference position information, and generates an alarm message and provides it to the seawater information management server when the calculated GPS coordinates and the reference position are greater than or equal to a preset threshold. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각각의 센서 노드가 산출한 GPS 좌표 정보는 상기 RF 메시지 릴레이를 통해 상기 해수 정보 관리 서버에 전송되며, 상기 해수 정보 관리 서버는 수신된 각 센서 노드의 좌표 정보를 관리하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. GPS coordinate information calculated by each sensor node is transmitted to the seawater information management server through the RF message relay, and the seawater information management server manages the coordinate information of each sensor node received. Management system. 해수에 분산되어 설치되며 해수와 관련된 정보를 측정하는 다수의 센서 노드들;A plurality of sensor nodes which are distributed in seawater and measure information related to seawater; 상기 센서 노드들로부터 상기 해수와 관련된 측정 정보를 수신하는 수집 노드;A collection node for receiving measurement information related to the seawater from the sensor nodes; 상기 수집 노드로부터 상기 해수와 관련된 측정 정보를 수신하여 저장하며, 운영자 또는 클라이언트로부터 측정 정보 요청을 받을 경우 요청에 상응하는 측정 정보를 제공하는 해수 정보 관리 서버를 포함하되,Receiving and storing the measurement information related to the seawater from the collection node, and includes a seawater information management server that provides the measurement information corresponding to the request when the measurement information request from the operator or client, 상기 다수의 센서 노드들 각각은 상태 정보를 상기 해수 정보 관리 서버에 전송하고, 상기 해수 정보 관리 서버는 상기 센서 노드들의 상태 정보를 이용하여 센서 노드들이 메시지를 전송하는 경로를 설정하며,Each of the plurality of sensor nodes transmits state information to the seawater information management server, and the seawater information management server sets a path for transmitting sensor messages using the state information of the sensor nodes. 상기 센서 노드들은 상기 해수 정보 관리 서버에서 제공하는 경로 정보에 상응하여 센서 노드들간의 RF 메시지 릴레이를 통해 측정 정보를 상기 수집 노드에 전송하고, 상기 다수의 센서 노드들 각각은 미리 설정된 시간 간격으로 GPS 위성과의 통신을 통해 GPS 좌표 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. The sensor nodes transmit measurement information to the collection node through an RF message relay between sensor nodes corresponding to the path information provided by the seawater information management server, and each of the plurality of sensor nodes is GPS at a predetermined time interval. Sea water information management system characterized in that to calculate the GPS coordinate information through communication with the satellite. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 해수와 관련된 정보는 온도 정보, 용존 산소량 정보 및 해수 속도 정보로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. The seawater information management system is characterized in that any one or a combination of temperature information, dissolved oxygen information and seawater speed information selected from the group consisting of. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 다수의 센서 노드들은 Zigbee 방식으로 메시지를 릴레이하여 상기 수집 노드에 RF 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. And said plurality of sensor nodes transmits an RF message to said collection node by relaying a message in a Zigbee manner. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 수집 노드는 상기 센서 노드들로부터 수신한 측정 정보를 포함하는 메시지의 프로토콜을 변환하여 상기 해수 정보 관리 서버에 제공하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. The collection node converts a protocol of a message including measurement information received from the sensor nodes and provides it to the seawater information management server. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 해수 정보 관리 서버는 상기 온도 정보 및 상기 용존 산소량 정보를 이 용하여 적조 예측 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. And the seawater information management server provides red tide prediction information using the temperature information and the dissolved oxygen amount information. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 센서 노드들 각각은 기준 위치 정보를 저장하고 있으며, 상기 산출된 GPS 좌표와 기준 위치가 미리 설정된 임계치 이상일 경우 경보 메시지를 생성하여 상기 해수 정보 관리 서버에 제공하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. Each of the sensor nodes stores reference position information, and generates an alarm message and provides it to the seawater information management server when the calculated GPS coordinates and the reference position are greater than or equal to a preset threshold. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 각각의 센서 노드가 산출한 GPS 좌표 정보는 상기 RF 메시지 릴레이를 통해 상기 해수 정보 관리 서버에 전송되며, 상기 해수 정보 관리 서버는 수신된 각 센서 노드의 좌표 정보를 관리하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. GPS coordinate information calculated by each sensor node is transmitted to the seawater information management server through the RF message relay, and the seawater information management server manages the coordinate information of each sensor node received. Management system. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 해수 정보 관리 서버는 상기 경로 설정 시 다수의 센서 노드들 중 일부의 노드를 중계 노드로 설정하며, 상기 중계 노드들은 다수의 센서 노드들로부터 수신한 측정 정보를 취합하여 미리 설정된 시간 간격으로 상기 수집 노드에 전송하는 것을 특징으로 하는 해수 정보 관리 시스템. The seawater information management server sets some nodes of a plurality of sensor nodes as relay nodes when setting the path, and the relay nodes collect measurement information received from a plurality of sensor nodes and collect the data at predetermined time intervals. Seawater information management system characterized in that the transmission to the node.
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