KR100634761B1 - 무선통신 물탱크 수위조절 시스템 및 방법 - Google Patents

무선통신 물탱크 수위조절 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 물탱크 수위조절 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 제어 규칙을 사용하여 수위를 조절하는 무선통신 물탱크 수위조절 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 무선통신 물탱크 수위조절 시스템을 보다 상세히 설명하면, 송신부가 구비된 물탱크와 상기 물탱크로부터 소정의 거리에 위치한 취수정에 구비되며 수신부와 제어부가 구비된 펌프로 이루어진 무선통신 물탱크 수위조절 시스템에 대하여, 상기 물탱크는, 상기 물탱크의 수위를 측정하는 수위 센서; 상기 수위 센서로부터 측정된 상기 물탱크의 수위 데이터를 펌프의 수신부로 송신하는 송신부; 가 구비되고, 상기 펌프는, 상기 송신부에서 송신하는 수위 데이터를 수신하는 수신부; 펌프 제어를 위하여 필요한 데이터를 저장하는 메모리부; 상기 수신부의 통신 상태의 불량/양호 상태를 판단하고, 상기 통신 상태가 불량할 때는 상기 메모리부에 저장된 데이터를 사용하거나 상기 통신 상태가 양호할 때는 상기 수신부에서 수신된 상기 수위 데이터를 사용하여 상기 펌프를 제어하는 제어부; 상기 제어부에서 상기 통신 상태가 불량하다고 판단한 경우 이를 CDMA 및 RF 신호로써 원거리 및 근거리로 송신하는 무선통신부; 가 구비되는 것을 특징으로 한다. 상기 제어부에서 통신 상태가 불량하다고 판단한 경우 상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 데이터를 이용한 퍼지논리 제어 규칙으로써 펌프를 제어하는 것이 바람직하며, 상기 메모리부에 저장된 데이터는 주변 온도 데 이터 및 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터이고, 이를 측정하기 위하여 온도 센서와 작동 센서가 더 구비됨이 바람직하다. 또한, 통신 상태가 양호하다고 판단한 경우, 상기 물탱크의 수위 데이터과 함께 (송수관의 동파 발생 가능성을 판단할 수 있으며, 상기 온도 센서로 측정되는) 주변 온도 데이터 및 (펌프 이상 유무를 판단할 수 있는) 펌프에 공급되는 전류 데이터를 사용하여 상기 펌프를 제어할 수 있도록, 전류 센서가 더 구비됨이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 무선통신 물탱크 수위조절 방법은, 송신부가 구비된 물탱크와 상기 물탱크로부터 소정의 거리에 위치한 취수정에 구비되며 수신부와 제어부가 구비된 펌프로 이루어진 무선통신 물탱크 수위조절 방법에 대하여, a) 상기 제어부가 통신 상태의 불량 여부를 판단하는 단계; b) 상기 통신 상태가 불량한 경우, 상기 제어부가 상기 통신 상태 불량이 판단된 시점부터 24시간 이전의 펌프 ON/OFF 작동 상태와 주변 온도 데이터를 제어 규칙에 사용하여 펌프의 동작을 제어하는 단계; c) a) 단계에서의 판단 결과로서 상기 통신 상태가 양호한 경우, 상기 제어부가 수위 데이터에 의하여 펌프의 ON/OFF 작동 상태를 제어하는 단계; d) 상기 통신 상태가 불량할 경우 즉 b) 단계를 대비하여 펌프의 ON/OFF 작동 상태를 감지하고 저장하는 단계; e) 상기 통신 상태가 불량할 경우 즉 b) 단계를 대비하여 주변 온도를 감지하고 저장하는 단계; f) 동파 방지를 위한 펌프 동작이 필요한지 여부를 판단하고 실행하는 단계; g) 펌프 기계상의 이상 여부를 판단하는 단계; h) 상기 송신부 및 상기 수신부와는 독립적으로 구비된 무선 통신부에 의해 상기 펌프 기계상의 이상 여부 및 상기 통신 상태의 불량/양호 여부를 통보하는 단계; 로 이 루어지는 것을 특징으로 한다.
이 때, b) 단계에서 있어서의 상기 제어 규칙은 퍼지논리 제어 규칙임이 바람직하며, f) 단계에 있어서, e) 단계에서 감지된 상기 주변 온도를 사용하여 상기 동파 방지를 위한 펌프 동작 필요 여부를 판단하고; g) 단계에 있어서, 상기 펌프의 전류 공급용 전선에 전류 센서가 더 구비되어 상기 펌프 기계로 공급되는 전류의 과부족으로써 펌프 기계상의 이상 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 물이 제대로 공급되지 않은 경우가 발생하였을 때, 어떤 부분이 고장을 일으켰는지 신속하게 파악할 수 있다. 즉, 수시로 관리소에 통신부나 펌프 기계의 고장 여부를 통보하므로, 어느 한 부분이 고장을 일으킨다 하더라도, 어느 부분이 고장을 일으켰는지 바로 알 수 있기 때문에 그 즉시 신속하고 정확하게 대처할 수 있다. 뿐만 아니라, 이전까지의 수위조절 시스템 및 방법이 물탱크의 수위 데이터에만 의존하여 제어하는 방법으로서 수위 데이터가 제대로 송ㆍ수신되지 못하면 펌프 기계 자체의 이상이 없다 할지라도 물 공급이 제대로 이루어지지 못하게 되었던 근본적인 단점을 타개하는 효과를 가진다. 다시 말해, 수위 데이터가 제대로 송ㆍ수신되지 못할 경우, 이를 대비하여 미리 24시간 기록되어 저장된 주변 온도 데이터 및 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터를 이용한 퍼지 논리 제어를 사용하여 펌프를 작동시킴으로써, 송ㆍ수신부를 수리하는 동안에도 물 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
물탱크, 펌프, 주변 온도, 무선 통신, CDMA 통신, RF 통신, 퍼지 논리 제어

Description

무선통신 물탱크 수위조절 시스템 및 방법{The Wireless Communication System and Method to Control the Water Level of a Reservior}
도 1은 본 발명에 의한 시스템 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 시스템 상세 설명도.
도 3은 본 발명에 의한 방법 단계도.
도 4는 펌프의 ON/OFF 작동 상태 ― 시간 그래프.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10: 펌프 11: 제어상자
12: 수신부 13: 전류 센서
14: 온도센서 15: 작동센서
16: 메모리부 17: 제어부
18: 무선통신부
20: 물탱크 21: 통신상자
22: 수위 센서 23: 송신부
30: 취수정 31: 송수관
32: 전류 공급 전선
본 발명은 무선통신 물탱크 수위조절 시스템 및 방법에 관한 것이다. 취수 가능한 지역은 지리적으로 한정되어 있으며, 물탱크는 물의 수요가 많은 지역에 가깝게 설치하는 것이 유리한 바, 취수정과 물탱크는 소정의 거리를 두고 설치되는 것이 일반적이다. 일반적으로 이러한 물 공급 시스템은, 취수정으로부터 취수된 물을 물탱크에 공급하기 위하여, 취수정과 물탱크는 송수관으로 연결되어 있고, 취수정 쪽에 펌프가 설치되는 형태를 취한다. 물탱크에는 수위 센서가 설치되어 있어, 물탱크의 수위가 저수위 기준치보다 낮아지면 취수정 쪽의 펌프가 작동을 시작하여 물을 공급하고, 물탱크의 수위가 고수위 기준치보다 높아지면 취수정 쪽의 펌프가 작동을 멈추는 방식으로 수위를 조절하게 된다. 이 수위 센서가 감지한 물탱크의 수위 데이터를 펌프 작동 제어부로 송신하기 위하여, 유선 통신으로서 이 감지 신호 전달을 위한 배선을 매설하거나 별도의 전선을 연결하도록 되어 있거나, 무선 통신으로서 물탱크에 수위 데이터를 송신하기 위한 송신기가, 펌프에 이 수위 데이터를 수신받기 위한 수신기가 구비되어 있도록 되어 있다.
위와 같은 수위 데이터에 의한 펌프의 제어에 있어서, 유선 통신 즉 전선에 의한 통신은, 그 설치에 있어서 지형, 위치 및 주변 환경의 특성에 많은 영향을 받는다. 다시 말해, 지형이 험준하여 배선 설치 공사가 어려운 지역인 경우나 취수정 과 물탱크 사이의 거리가 매우 멀어 설치를 위한 전선의 필요량이 매우 많은 경우 등과 같이, 실질적으로 유선 통신을 할 수 있는 설비를 하기에 기술적ㆍ경제적 제한이 많다. 이러한 제한 뿐만 아니라, 유선 통신은 물탱크의 송신부나 펌프의 제어부 및 수신부의 작동 상태가 양호할지라도, 이 중간 선로상에서의 단선ㆍ단락에 의한 고장이 잦은 데다가, 어느 부위에서 단선되었는지 찾는 데 시간과 노력이 많이 들어가기 때문에, 이러한 불편함을 해소하기 위하여 갈수록 무선 통신 방식을 취하는 추세이다.
유선 통신 방식보다 무선 통신 방식이 가진 우월한 점은, 세 가지 주요 부분 즉 송신부, 수신부, 펌프 중에서 고장난 부분이 어느 것인지 파악하기만 하면 바로 그 부분을 수리함으로써 신속한 사후 대응를 취할 수 있다는 점이다. 유선 통신의 경우, 단선에 의한 통신 불량으로서의 고장이 판명되면, 상술한 바와 같이 어느 부분에서 단선되었는지 찾고, 그 지역까지 수리 인원이 직접 이동해서 수리해야 하는 등의 단계를 거치므로 상대적으로 시간과 노력이 낭비된다. 그러나 무선 통신의 경우에는, 통신 불량에 의하여 수위 조절이 제대로 되고 있지 않다는 것이 판명되면 즉시 송ㆍ수신부의 상태를 점검하고 수리를 시행할 수 있기 때문에, 유선 통신 방식보다 사후 대응의 신속성 면에 있어서 월등한 우위를 차지한다.
그러나 무선 통신 방식 역시 다음과 같은 근본적인 문제점을 안고 있다. 즉, 수위 조절이 제대로 되지 않는 원인이 펌프의 고장에 있는지, 아니면 통신 불량에 있는지의 여부를 찾기 위하여 조사를 시행해야만 한다. 뿐만 아니라, 그 조사와 수리 과정이 완료될 때까지 관리자가 수동으로 펌프를 작동시켜야만 하는 불편함을 초래한다. 이와 같은 문제점은 근본적으로, 물탱크의 수위를 조절하기 위하여 단지 물탱크의 수위 데이터만을 가지고 펌프를 제어한다는 점에 기인하며, 이러한 문제점에 대한 해결책이 당업자들 사이에서 꾸준히 요구되어 왔다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제어 규칙을 사용하여 수위를 조절하는 무선통신 물탱크 수위조절 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 무선통신 물탱크 수위조절 시스템을 보다 상세히 설명하면, 송신부가 구비된 물탱크와 상기 물탱크로부터 소정의 거리에 위치한 취수정에 구비되며 수신부와 제어부가 구비된 펌프로 이루어진 무선통신 물탱크 수위조절 시스템에 대하여, 상기 물탱크는, 상기 물탱크의 수위를 측정하는 수위 센서; 상기 수위 센서로부터 측정된 상기 물탱크의 수위 데이터를 펌프의 수신부로 송신하는 송신부; 가 구비되고, 상기 펌프는, 상기 송신부에서 송신하는 수위 데이터를 수신하는 수신부; 펌프 제어를 위하여 필요한 데이터를 저장하는 메모리부; 상기 수신부의 통신 상태의 불량/양호 상태를 판단하고, 상기 통신 상태가 불량할 때는 상기 메모리부에 저장된 데이터를 사용하거나 상기 통신 상태가 양호할 때는 상기 수신부에서 수신된 상기 수위 데이터를 사용하여 상기 펌프를 제어하는 제어부; 상기 제어부에서 상기 통신 상태가 불량하다고 판단한 경우 이를 CDMA 및 RF 신호로써 원거리 및 근거리로 송신하는 무선통신부; 가 구비 되는 것을 특징으로 한다. 상기 제어부에서 통신 상태가 불량하다고 판단한 경우 상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 데이터를 이용한 퍼지논리 제어 규칙으로써 펌프를 제어하는 것이 바람직하며, 상기 메모리부에 저장된 데이터는 주변 온도 데이터 및 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터이고, 이를 측정하기 위하여 온도 센서와 작동 센서가 더 구비됨이 바람직하다. 또한, 통신 상태가 양호하다고 판단한 경우, 상기 물탱크의 수위 데이터과 함께 (송수관의 동파 발생 가능성을 판단할 수 있으며, 상기 온도 센서로 측정되는) 주변 온도 데이터 및 (펌프 이상 유무를 판단할 수 있는) 펌프에 공급되는 전류 데이터를 사용하여 상기 펌프를 제어할 수 있도록, 전류 센서가 더 구비됨이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 무선통신 물탱크 수위조절 방법은, 송신부가 구비된 물탱크와 상기 물탱크로부터 소정의 거리에 위치한 취수정에 구비되며 수신부와 제어부가 구비된 펌프로 이루어진 무선통신 물탱크 수위조절 방법에 대하여, a) 상기 제어부가 통신 상태의 불량 여부를 판단하는 단계; b) 상기 통신 상태가 불량한 경우, 상기 제어부가 상기 통신 상태 불량이 판단된 시점부터 24시간 이전의 펌프 ON/OFF 작동 상태와 주변 온도 데이터를 제어 규칙에 사용하여 펌프의 동작을 제어하는 단계; c) a) 단계에서의 판단 결과로서 상기 통신 상태가 양호한 경우, 상기 제어부가 수위 데이터에 의하여 펌프의 ON/OFF 작동 상태를 제어하는 단계; d) 상기 통신 상태가 불량할 경우 즉 b) 단계를 대비하여 펌프의 ON/OFF 작동 상태를 감지하고 저장하는 단계; e) 상기 통신 상태가 불량할 경우 즉 b) 단계를 대비하여 주변 온도를 감지하고 저장하는 단계; f) 동파 방지를 위한 펌프 동작이 필요한지 여부를 판단하고 실행하는 단계; g) 펌프 기계상의 이상 여부를 판단하는 단계; h) 상기 송신부 및 상기 수신부와는 독립적으로 구비된 무선 통신부에 의해 상기 펌프 기계상의 이상 여부 및 상기 통신 상태의 불량/양호 여부를 통보하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 때, b) 단계에서 있어서의 상기 제어 규칙은 퍼지논리 제어 규칙임이 바람직하며, f) 단계에 있어서, e) 단계에서 감지된 상기 주변 온도를 사용하여 상기 동파 방지를 위한 펌프 동작 필요 여부를 판단하고; g) 단계에 있어서, 상기 펌프의 전류 공급용 전선에 전류 센서가 더 구비되어 상기 펌프 기계로 공급되는 전류의 과부족으로써 펌프 기계상의 이상 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 무선통신 수위조절 시스템 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 무선통신 수위조절 시스템을 간략히 도시한 시스템 개략도이며, 도 2는 상기 시스템 개략도를 보다 상세한 기능별로 도시한 시스템 구성도이다. 도 3은 본 발명에 의한 무선통신 수위조절 방법의 단계도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에서 사용되는 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터 그래프의 한 예이다.
도 1로서 본 발명에 의한 수위조절 시스템의 전체적인 구성을 설명한다. 본 발명에 의한 수위조절 시스템은, 크게 펌프(10) 부분과 물탱크(20) 부분으로 나뉘 어지며, 펌프(10) 쪽에 제어상자(11)가, 물탱크(20) 쪽에 통신상자(21)가 구비되어 있다. 펌프(10)는 취수정(30)에서 물을 끌어올려 송수관(31)을 통해 물탱크(20)에 물을 공급하며, 물탱크(20)는 펌프(10)로부터 공급받은 물을 저장해 두었다가 필요시 주변에 물을 공급하게 되어 있다. 통신상자(21)는 물탱크에 저장된 물의 수위 정보를 측정하고 필요할 때 이를 송신하며, 제어상자(11)는 상기 송신된 수위 정보 신호를 수신하고, 여러 가지 제어 규칙을 통해 펌프(10)의 작동을 제어한다.
도 2로서 각 부분의 기능을 상세하게 설명한다. 물탱크(20)에 저장되어 있는 물이 충분하지 못하거나 (즉 저수위 미만이거나) 혹은 물 저장 가능 용량을 넘어서게 되면 (즉 고수위 초과이면) 물탱크(20)의 기능을 제대로 수행할 수 없으므로, 이러한 물탱크(20)의 물 저장 상태를 파악하기 위해 물탱크(20)에는 수위 센서(22)가 부착된다. 수위 센서(22)는 물탱크(20)에 저장된 물의 수위를 측정하며, 수위 센서(22)가 (도 1에 도시된) 고수위와 저수위를 측정했을 때 이 정보를 수위 센서(22)에 연결되어 구비된 송신부(23)가 펌프(10)에 구비된 제어상자(11)의 수신부(12)로 송신하게 된다.
제어상자(11)에 구비된 제어부(17)는 펌프(10)를 제어하는 부분이다. 제어부(17)가 펌프(10)를 제어하는 방법은, 수신부(12)의 통신 상태의 불량/양호에 따라 달라진다.
수신부(12)의 통신 상태가 양호할 경우, 제어부(17)는 수위 데이터, 주변 온도 데이터, 전류 데이터의 세 가지 데이터를 가지고 펌프(10)를 제어한다. 수위 데이터는 상기 물탱크(20)의 수위 센서(22)에 의해 측정되어, 물탱크(20)에 구비되어 있는 송신부(23)에 의해 송신되고, 펌프(10)에 구비되어 있는 수신부(12)에 의해 수신되어, 제어부(17)에 의해 펌프를 제어하는 데 사용된다. 주변 온도 데이터는 온도 센서(14)에 의해 측정되는데, 이 주변 온도 데이터는 수신부의 통신 상태가 불량할 경우에도 사용되기 때문에, 측정되어 제어를 위해 사용됨과 동시에 메모리부(16)에 기록되어 저장된다. 전류 데이터는, 더 구비된 전류 센서(13)에 의해 측정되는데, 상기 전류 데이터는 펌프(10)에 공급되는 전류의 과부족으로써 제어부(17)가 펌프(10)의 기계 이상 여부를 판단하는 근거로 사용된다.
수신부(12)의 통신 상태가 불량할 경우, 제어부는 주변 온도 데이터, 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터의 두 가지 데이터를 가지고 펌프(10)를 제어한다. 주변 온도 데이터는 통신 상태 양호의 경우에서 상술했듯이, 온도 센서(14)에 의해 측정되며, 통신 상태 양호시 24시간 메모리부(16)에 기록ㆍ저장된다. 또한, 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터는 작동 센서(14)에 의해 측정되며, 주변 온도 데이터와 마찬가지로 통신 상태 양호시 24시간 메모리부(16)에 기록ㆍ저장된다. 제어부(17)는, 상술한 바와 같이 메모리부(16)에 기록ㆍ저장된 주변 온도 데이터와 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터를 사용하고, 퍼지 논리 제어 규칙을 이용하여 펌프(10)를 제어한다. 시간에 따른 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터는 도 4에서 보이는 그래프와 같은 식으로 나타난다.
무선통신부(18)는 수신부(12)의 통신 상태가 불량할 경우 혹은 펌프 기계에 이상이 생긴 경우에 작동되며, 수신부(12)와는 별도로 구비되는 통신 장비로서, 고장시 신속한 대처가 가능하도록 RF(근거리, 1-2km 이내) 및 CDMA(원거리, 2km 이 상) 신호로써 주변의 관리소에 통신 상태 불량 혹은 펌프 기계 이상을 보고하는 기능을 가진다.
이제, 도 3으로 도시화된 본 발명에 의한 수위조절 방법에 대해 설명한다. 시스템이 초기화(S10)된 후, 통신 상태가 양호한지의 여부를 판단(S20)하여 통신 상태의 불량/양호에 따라 어떤 제어 규칙을 사용할 것인지 설정하게 된다. 통신 상태가 양호한 경우, 먼저 물탱크의 수위 데이터에 의하여 펌프를 제어(S40)한다. 펌프가 작동하는 동안, 통신 상태 불량시 사용하기 위한 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터를 저장(S50)하고, 또한 주변 온도 데이터를 저장(S60)한다. 상기 단계에서 측정되고 저장되는 주변 온도 데이터는, 또한 동파 방지를 위하여 펌프를 작동시킬지의 여부를 측정하는 근거로써 사용되며, 상술한 바와 같이 주변 온도 데이터에 의해 동파 방지를 위한 펌프 동작을 제어하는 단계(S70)를 갖는다. 펌프 기계에 이상이 생겼을 경우, 펌프에 공급되는 전류는 과 혹은 부족을 기록하게 되므로, 펌프에 공급되는 전류 데이터를 측정하여, 이로써 펌프의 기계 이상 여부를 판단(S80)한다. 마지막으로 펌프의 기계 이상 여부를 RF 및 CDMA 신호로써 관리자에게 통보(S90)한다.
통신 상태가 불량한 경우, 상술한 통신 상태가 양호한 경우에 저장된 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터와 주변 온도 데이터가 사용되고, 하기의 표에 따른 퍼지 논리 제어 규칙에 의하여, 펌프가 작동이 제어(S30)된다. 이후, 통신 상태 불량 여부를 RF 및 CDMA 신호로써 관리자에게 통보(S90)한다.
물의 사용량은 사람들의 생활과 긴밀하게 관련되어 있는 바, 물 사용량의 시 간적 패턴은 그 물탱크에서 공급받는 물을 사용하는 사람들의 생활 패턴과 밀접한 관계에 있음을 쉽게 알 수 있다. 그러므로, 하루의 물 사용량이 물탱크의 용량에 비하여 2배 이상 클 경우라면, 이 물탱크에 물을 공급하는 펌프의 동작 역시 24시간을 주기로 변화하게 될 것임은 자명하다. 물탱크와 펌프 사이에 통신 상태가 불량한 경우, 상술한 단계들로 구성된 방법으로써 펌프를 제어하면, 통신 상태 불량을 감지하고 수리하기 위하여 관련 인원이 파견되며 실제 수리가 진행되는 일련의 과정 동안, 24시간 전 즉 당일과 매우 유사한 조건과 환경 하에서의 작동을 기준으로 하여 펌프의 작동을 제어함으로써, 갑작스러운 큰 변화가 생기지 않는 한 통신부를 수리하고 있는 도중임에도 불구하고 실제 사용자들은 거의 불편이나 변화를 느끼지 못한 채 물을 사용할 수 있게 된다.
여기에서 간과해서는 안 될 점은, 24시간의 주기와 물 사용의 패턴이 정확하게 일치하지는 않는다는 사실이다. 24시간 전의 펌프 동작을 그대로 반복하게 되면, 24시간 전과 현재의 환경 및 상태 변화를 전혀 고려하지 않은 제어가 되기 때문에 예상치 못한 문제점을 야기시킬 수 있다. 24시간 전과 현재의 환경 및 상태 변화를 감지할 수 있게 해 주는 요소로서, 24시간 전과 현재 펌프의 상태 및 주변 온도를 사용한다.
만일 24시간 전을 기준으로 가장 가까운 펌프 OFF 시간이 매우 길었다면, 24시간 전의 수위는 상당히 낮아져 있는 상태일 것이며, 24시간 주기와 수위 데이터가 일치한다는 가정을 하면 현재의 수위도 상당히 낮아져 있는 상태라고 추측할 수 있다. 그러므로 현재 펌프는 매우 긴 시간 동안 작동하도록 명령하는 것이 타당하 다. 그러나 상술한 바와 같이 24시간의 주기와 물 사용량이 정확히 일치하지는 않으므로, 상기 펌프 OFF 시간에서 이전 24시간 동안의 펌프 OFF 평균 시간을 뺀 차이값을 기준으로 삼아 보다 현재 상태에 유기적으로 대응할 수 있도록 한다. 요약하자면, 현재로부터 24시간 이전을 기준으로 가장 가까운 펌프 OFF 시간에서 현재로부터 24시간 이전 동안의 펌프 OFF 시간의 평균을 뺀 차이값을 가지고 현재 펌프 동작을 제어한다.
다음으로 고려할 것은 주변 온도이다. 주변 온도 역시 24시간을 주기로 비슷하게 변화하기는 하지만, 날씨 변화가 갑자기 일어나는 경우도 있는 등 변화의 여지가 많은 요소이다. 그러므로, 현재로부터 24시간 이전의 주변 온도 데이터와 현재의 주변 온도 데이터의 차이값을 가지고 펌프 동작을 제어한다.
이하, ‘(차이가) 매우 큰 양수값이다’를 Positive Big(줄여서 PB), ‘(차이가) 조금 큰 양수값이다’를 Positive Small(줄여서 PS), ‘(차이가) 없다’를 Zero(줄여서 ZE), ‘(차이가) 조금 큰 음수값이다’를 Negative Small(줄여서 NS), ‘(차이가) 매우 큰 음수값이다’를 Negative Big(줄여서 NB)라 칭한다.
그리하여, 펌프의 작동 시간에 하기의 표와 같은 퍼지 논리 제어 규칙을 설정한다. 예를 들어 P가 PS, T가 PB라면 (다시 말해, 24시간 전 펌프 OFF 시간-24시간 동안 펌프 OFF 시간 평균 값은 조금 큰 양수값이며, 24시간 전의 온도보다 현재 온도가 매우 높다면), P의 값으로 미루어 24시간 전 이 시각에는 수위가 저수위에 조금 가까운 상태였던 것을 알 수 있고 따라서 현재 수위도 저수위에 조금 가까운 상태인 것으로 예상되며, T의 값으로 미루어 24시간 전의 온도보다 현재 온도가 높 으므로, 현재 펌프에는 ‘조금 긴 시간 동안 동작하라’는 명령을 내리는 것이 적당하다.
P＼T PB PS ZE NS NB
PB PB PS PS PS NS
PS PS PS ZE ZE NS
ZE PS PS ZE ZE NS
NS PS ZE ZE NS NS
NB ZE NS PS NS NB
T: (현재 온도) - (24시간 전 온도)
P: (이전 펌프 OFF 동작 시간) - (24시간 동안 평균 펌프 OFF 시간)
PB: Positive Big PS: Positive Small
ZE: Zero
NS: Negative Big NB: Negative Small
상술한 바와 같은 방식으로써, 이전 데이터를 이용하여 현재 상태에 능동적으로 대응하는 제어를 할 수 있게 된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 물이 제대로 공급되지 않은 경우가 발생하였을 때, 어떤 부분이 고장을 일으켰는지 신속하게 파악할 수 있다. 즉, 수시로 관리소에 통신부나 펌프 기계의 고장 여부를 통보하므로, 어느 한 부분이 고장을 일으킨다 하더라도, 어느 부분이 고장을 일으켰는지 바로 알 수 있기 때문에 그 즉시 신속하고 정확하게 대처할 수 있다. 뿐만 아니라, 이전까지의 수위조절 시스템 및 방법이 물탱크의 수위 데이터에만 의존하여 제어하는 방법으로서 수위 데이터가 제대로 송ㆍ수신되지 못하면 펌프 기계 자체의 이상이 없다 할지라도 물 공급이 제대로 이루어지지 못하게 되었던 근본적인 단점을 타개하는 효과를 가진다. 다시 말해, 수위 데이터가 제대로 송ㆍ수신되지 못할 경우, 이를 대비하여 미리 24시간 기록되어 저장된 주변 온도 데이터 및 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터를 이용한 퍼지 논리 제어를 사용하여 펌프를 작동시킴으로써, 송ㆍ수신부를 수리하는 동안에도 물 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

Claims (8)

  1. 송신부가 구비된 물탱크와 상기 물탱크로부터 소정의 거리에 위치한 취수정에 구비되며 수신부와 제어부가 구비된 펌프로 이루어진 무선통신 물탱크 수위조절 시스템에 대하여,
    상기 물탱크는, 상기 물탱크의 수위를 측정하는 수위 센서; 상기 수위 센서로부터 측정된 상기 물탱크의 수위 데이터를 펌프의 수신부로 송신하는 송신부; 가 구비되고,
    상기 펌프는, 상기 송신부에서 송신하는 수위 데이터를 수신하는 수신부; 펌프 제어를 위하여 필요한 데이터를 저장하는 메모리부; 상기 수신부의 통신 상태의 불량/양호 상태를 판단하고, 상기 통신 상태가 불량할 때는 상기 메모리부에 저장된 데이터를 사용하거나 상기 통신 상태가 양호할 때는 상기 수신부에서 수신된 상기 수위 데이터를 사용하고 상기 통신 상태가 불량할 때는 하기의 표에 따라 펌프의 ON 동작 시간을 명령하는 퍼지논리 제어 규칙을 사용하여 상기 펌프를 제어하는 제어부; 펌프의 ON/OFF 작동 상태 데이터를 24시간 상기 메모리부에 저장하는 작동 센서; 상기 제어부에서 상기 통신 상태가 불량하다고 판단한 경우 이를 CDMA 및 RF 신호로써 원거리 및 근거리로 송신하는 무선통신부; 가 구비되는 것을 특징으로 하는 무선통신 물탱크 수위조절 시스템.
    P＼T PB PS ZE NS NB PB PB PS PS PS NS PS PS PS ZE ZE NS ZE PS PS ZE ZE NS NS PS ZE ZE NS NS NB ZE NS PS NS NB
    T: (현재 온도) - (24시간 전 온도)
    P: (이전 펌프 OFF 동작 시간) - (24시간 동안 평균 펌프 OFF 시간)
    PB: Positive Big PS: Positive Small
    ZE: Zero
    NS: Negative Big NB: Negative Small
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부에서 통신 상태가 양호하다고 판단한 경우, 상기의 펌프에 공급되는 전류의 양을 측정하는 전류 센서가 더 구비되어, 상기 수신부에서 수신된 상기 물탱크의 수위 데이터; 상기 온도 센서에서 측정된 주변 온도 데이터; 상기의 전류 센서로부터 측정된 전류 데이터; 를 제어 규칙에 사용하는 것을 특징으로 하는 무선통신 물탱크 수위조절 시스템.
  5. 송신부가 구비된 물탱크와 상기 물탱크로부터 소정의 거리에 위치한 취수정에 구비되며 수신부와 제어부가 구비된 펌프로 이루어진 무선통신 물탱크 수위조절 방법에 대하여,
    a) 상기 제어부가 통신 상태의 불량 여부를 판단하는 단계;
    b) 상기 통신 상태가 불량한 경우,
    상기 제어부가 상기 통신 상태 불량이 판단된 시점부터 24시간 이전의 펌프 ON/OFF 작동 상태와 주변 온도 데이터를 사용하며 하기의 표에 따라 펌프의 ON 동작 시간을 명령하는 퍼지논리 제어 규칙을 사용하여 펌프의 동작을 제어하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신 물탱크 수위조절 방법.
    P＼T PB PS ZE NS NB PB PB PS PS PS NS PS PS PS ZE ZE NS ZE PS PS ZE ZE NS NS PS ZE ZE NS NS NB ZE NS PS NS NB
    T: (현재 온도) - (24시간 전 온도)
    P: (이전 펌프 OFF 동작 시간) - (24시간 동안 평균 펌프 OFF 시간)
    PB: Positive Big PS: Positive Small
    ZE: Zero
    NS: Negative Big NB: Negative Small
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    c) a) 단계에서의 판단 결과로서 상기 통신 상태가 양호한 경우, 상기 제어부가 수위 데이터에 의하여 펌프의 ON/OFF 작동 상태를 제어하는 단계;
    d) 상기 통신 상태가 불량할 경우 즉 b) 단계를 대비하여 펌프의 ON/OFF 작동 상태를 감지하고 저장하는 단계;
    e) 상기 통신 상태가 불량할 경우 즉 b) 단계를 대비하여 주변 온도를 감지하고 저장하는 단계;
    f) 동파 방지를 위한 펌프 동작이 필요한지 여부를 e) 단계에서 감지된 상기 주변 온도를 사용하여 판단하고 실행하는 단계;
    g) 펌프 기계상의 이상 여부를 상기 펌프의 전류 공급용 전선에 전류 센서가 더 구비되어 상기 펌프 기계로 공급되는 전류의 과부족으로써 판단하는 단계;
    h) 상기 송신부 및 상기 수신부와는 독립적으로 구비된 무선 통신부에 의해 상기 펌프 기계상의 이상 여부 및 상기 통신 상태의 불량/양호 여부를 통보하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신 물탱크 수위조절 방법.
  8. 삭제
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