KR100676548B1 - 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신망을 이용하여 지하수 관정 등의 모터를 원격으로 제어할 수 있으며, 무선전화, PDA, 휴대폰 등으로도 관리가 가능한 취수 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 모터와 연결된 관리제어패널, 상기 관리제어패널에서 나오는 전기신호를 중계하는 릴레이단, 상기 릴레이단에서 나오는 전기신호를 전달하기 위한 접점부, 상기 접점부와 연결되어 있는 PCB 기판, 상기 PCB 기판에서 신호변환된 전기신호를 통신하기 위한 무선단말장치, 상기 무선단말장치에 연결되어 있고 모든 신호를 제어하거나 모니터하는 컨트롤러부로 구성된다. 본 발명은 무선통신망을 이용하여 사무실 또는 통제실에서 취약지역에 설치된 수많은 지하 심정 또는 물탱크의 상태를 모니터하고 원격으로 제어할 수 있으며, 지하 심정의 모터가 오작동하거나 물탱크의 상태에 이상이 발생하거나 기타 고장 등이 발생하였을 경우 신속한 조치를 취할 수 있게 되므로 물을 사용하는 농작물의 피해를 방지할 수 있다.

관리제어패널, 릴레이단, 접점부, PCB 기판, 무선단말장치, 컨트롤러부

Description

무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템 및 제어 방법{Contorolling system for intake using wireless communications and method thereof}

도1은 종래의 취수 제어장치의 구성을 나타내는 개략도이다.

도2는 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.

도3은 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 장치에 적용되는 관리제어패널의 회로도이다.

도4는 본 발명에 따른 릴레이단과 연결되는 접점부와 이에 연결되는 PCB 기판의 개략도이다.

도5는 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템을 다수의 지하 심정 또는 지하수 관정을 무선으로 관리 제어하는 경우의 개략도이다.

도6은 무선신호의 제어상태 등을 모니터로 관리하는 경우의 화면 구성도이다.

도7은 무선신호 데이터를 휴대폰으로 관리하는 경우의 화면 구성도이다.

도8은 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 지하 관정 또는 심정 등의 취수 관리 제어 방법에 관한 흐름도이다.

《도면의 주요부분에 대한 부호의 설명》

10 : 관리제어패널 12, 13 : 케이블

15 : 경고표시등 20 : 지하 심정(관정)

22 : 플로우트 30 : 물탱크

32 : 플로우트 36 : 균형추

38 : 연결단자 100 : 관리제어패널

110 : 메인스위치 120 : 릴레이부

200 : PCB 기판 210 : 접점부

220 : 입/출력포트 240 : 마이크로프로세서

260 : 출력포트 300, 350 : 무선단말장치

400 : 컨트롤러부

본 발명은 무선통신망을 이용한 지하수 등의 취수 관리 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신망을 이용하여 지하수 관정 등의 모터를 원격으로 제어할 수 있으며, 무선전화, PDA, 휴대폰 등으로도 관리가 가능한 취수 제어 시스템 및 그 방법에 관한 발명이다.

일반적으로, 종래의 취수제어장치의 구성을 나타내는 도1에서 보는 바와 같이, 지하수 등의 취수 장비는 원수가 존재하는 지하수 관정(20)에 설치되어 있으며, 상기 장비를 제어하거나 관리하는 제어 시스템이나 관리장치(10)도 상기 장비 에 결합되어 설치되어 있는 것이 보통이다.

일반적으로 소정의 지역에 설치되어 원수를 저장수단으로 집수하기 위한 수위조절장치는 원수를 취수하는 지하 심정(관정)(10), 지하 심정(관정)(10) 내에 설치되어 원수를 펌핑하여 배수하는 펌핑수단인 모터(M)와, 지하 심정(관정)(20) 내의 수위를 감지하는 수위감지수단(22)과, 펌핑수단으로부터 배수된 원수를 배관을 통해 배출된 원수를 저수하는 소정용량의 물탱크(20)와, 물탱크(20)의 내측 또는 일측에 장치되어 수위를 감지하는 수위감지수단(32)과, 수위감지수단(32)으로부터 감지된 신호를 판단하여 제어 신호를 출력하는 관리제어패널(10) 및 상기 관리제어패널(10)로부터 출력된 제어신호를 모터(M)로 전달하는 신호선(12) 등이 포함되어 이루어진다. 미설명부호 중 13은 케이블 배선이고, 36은 물탱크 안에 설치된 수위감지수단인 플로우트의 균형을 잡기 위한 추이고, 38은 케이블 배선 단자를 나타낸다.

이러한 구성을 가지는 종래의 수위조절장치는 지하 심정(관정)(20)으로부터 물탱크(30)까지 배관을 통하여 원수를 배수하게 된다. 배수된 원수는 물탱크(30)에 저수되면서 소정량이 채워지면, 수위감지수단인 플로우트가 원수의 양을 감지하여 단자터미널(38)을 통해서 전기적인 신호로 변환되고, 변환된 전기신호는 관리제어패널에 입력되며, 관리제어패널은 입력된 신호를 판단하여 펌핑수단인 모터의 구동을 제어하게 된다. 즉, 지하 심정(관정)(20)의 펌핑수단(M)이 원수를 취수한 후에 배관을 거쳐 물탱크(30)로 배수를 할 때에 물탱크(30)의 저장용량이 설정용량만큼 채워지게 되면, 관리제어패널(15)에서 모터(M)의 구동을 정지시켜 더 이상 원수를 취수하지 않도록 하는 것이다.

도1과 같은 종래의 관리제어패널(10)에는 지하 심정(관정)(20)에서 원수가 거의 존재하지 않는 저수위거나 물탱크(30)의 저장용량이 차있는 만수위일 경우에는 이를 알려주는 경고등(15)과 이에 따라 모터동작을 정지시키기 위한 조작스위치가 설치되어 있고, 한편 물탱크(30)에 물이 비어 있는 저수위인 경우에는 이를 지시하는 경고등(15)이 점등되고 모터를 동작시키기 위한 조작스위치가 설치되어 있고, 위와 같은 감지수단에서 나온 전기적인 신호에 따라서 모터의 동작을 자동으로 구동시키는 회로도 설치되어 있는 경우가 있다.

그런데, 어떤 이유로 모터의 구동이나 감지수단의 오작동, 기타 고장 등으로 인하여 모터가 정상적으로 동작하지 않거나, 수위 감지가 작동되지 않으므로 물탱크(30)가 만수위인데도 모터가 계속 작동되는 경우가 발생할 수 있는 것이다.

또한, 물탱크(30)의 수위가 저수위로 모터 구동이 요구되는데도 작동이 되지 않는 경우도 발생할 수 있다.

상기와 같은 경우에 모터에 이상전압이 걸리거나 전류가 흐르고 있는 상태이므로 이를 감지하여 모터를 비상정지시킬 수 있도록 모터의 전류감지장치(EOCR)와 전압감지장치(EVR)이 상기 관리제어패널(10)에 설치되어 있다.

그러나, 상기 관리제어패널(10)은 물탱크(30)가 설치된 장소에 취수장비와 함께 설치되어 있으므로 상기와 같은 이상상태를 감시하는 관리자가 상주하는 경우가 거의 없다.

그러므로, 위와 같은 이상 동작 상태에서는 물탱크(30)에서 물이 범람하거나 지하 심정(관정)(20)에서 구동되는 모터(M)의 과열, 파손 등과 같은 문제가 발생하게 된다.

따라서, 이로 인하여 농업용 관개용수가 제대로 공급되지 않을 경우 농작물에 심각한 피해를 입히게 된다.

또한, 관리자를 따로 둔다고 하더라도 수많은 지하 심정(관정)(20)이 설치되어 있는 지역에서는 각각의 지하 심정(관정)(20)에 설치된 관리제어패널(10)을 일일이 모니터하여 관리를 수행하기란 거의 불가능한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 무선통신망을 이용하여 사무실 또는 통제실에서 수많은 지하 심정(관정) 또는 물탱크의 상태를 모니터하고 지하 관정 등의 모터를 원격으로 제어할 수 있으며, 무선전화, PDA, 휴대폰 등으로도 관리가 가능한 취수 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 지하 심정(관정)의 모터가 오작동하거나 물탱크의 상태를 모니터하여 이상이 발생하거나 기타 고장 등이 발생하였을 경우 신속한 조치를 취할 수 있도록 하기 위하여 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 관리 제어 패널 기타 장비 등에 포함되어 있는 회로를 낙뢰 기타 비상시에 보호할 수 있도록 하기 위하여 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템 장치는, 지하 심정의 수위를 지시하는 수위감지수단의 상태에 따라 경보신호를 나타내는 신호발생기, 취수 모터의 작동전압과 작동전류를 각각 모니터하는 전압감지장치와 전류감지장치를 포함하는 관리제어패널; 상기 관리제어패널에서 나오는 전기신호를 중계하거나 스위치시키는 릴레이단; 상기 릴레이단과 연결되며 상기 릴레이단에서 나오는 전기신호를 전달하기 위한 접점부; 상기 접점부에서 나오는 전기신호를 변환하여 출력시키는 PCB 기판; 상기 PCB 기판과 연결되며 상기 PCB 기판에서 출력된 신호를 무선으로 통신하기 위한 무선단말장치; 상기 무선단말장치에서 상기 신호를 전달받거나 관리제어패널쪽으로 제어명령을 전달하며 모든 제어신호나 제어 과정을 모니터하기 위한 컨트롤러부를 포함한다.

상기 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 릴레이단은 취수 모터의 가동 상태 신호를 전달하는 모터가동감지릴레이, 전압감지장치로부터 모터의 구동전압이상신호를 전달하는 전압감지신호릴레이, 전류감지장치로부터 모터의 구동전류이상신호를 전달하는 전류감지신호릴레이, 물탱크의 고수위의 이상신호를 전달하는 물탱크 고수위 이상신호릴레이, 물탱크의 저수위의 이상신호를 전달하는 물탱크 저수위 이상신호릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템. 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에서, 상기 PCB 기판은 상기 접점부와 신호를 입, 출력하기 위한 입/출력 포트, 상기 무선단말장치 로 신호를 출력하기 위한 출력포트, 신호를 A/D 변환하기 위한 마이크로프로세서를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 무선단말장치는 송신측 무선단말장치와 수신단측 무선단말장치로 이루어지고 서로 CDMA 접속으로 SMS 문자 또는 RS 무선 통신을 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 무선단말장치는 2개 이상의 컨트롤러부에 연결된 무선단말장치와 통신하여 상기 PCB에서 출력된 상기 신호를 다수의 컨트롤러부로 전송하는 것이 더 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 컨트롤러부는 무선신호의 제어상태를 화면으로 관리할 수 있는 모니터, PC를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 컨트롤러부는 메인전원상태, 모터가동상태, 물탱크상태, 관리제어패널이상상태를 모니터하며, 비상시에 모터의 동작을 정지시키고, 물사용량을 카운트하는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 컨트롤러부는 관리기관 또는 관리회사에 설치되며, 상기 관리회사에 설치된 컨트롤러부는 지하 심정의 모터에 부여된 관리번호에 따라 통신 가능한 핸드폰, PDA, 기타 무선단말장치가 지정되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 컨트롤러부는 무선신호를 받은 후 이에 따른 제어명령을 관리제어패널쪽으로 소정시간 이내에 전송하지 못할 경우 상기 전달받은 무선신호를 관리요원이 소지한 핸드폰, PDA, 기타 무선단말장치로 다시 전송하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 컨트롤부는 메인전원상태, 모터가동상태, 물탱크상태, 관리제어패널이상 등의 정보를 상기 지정된 번호가 부여된 핸드폰, PDA, 기타 무선단말장치로 무선통신으로 전송하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 컨트롤러부는 상기 무선단말장치로부터 무선신호를 전달받아서 미리 설정된 관리요원의 휴대폰번호로 메인전원상태, 모터가동상태, 물탱크상태, 관리제어패널이상 등의 정보를 관리요원의 휴대폰, PDA, 기타 무선단말장치로 전달하는 것이 더욱 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템에 있어서, 상기 관리제어패널은 급격한 고전압이나 서지(surge)전압으로부터 모터를 보호하기 위하여 전원을 차단하기 위한 조작부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 방법은 컨트롤러부에서 모터가동제어명령을 내리는 단계; 무선단말장치를 거쳐서 무선망으로 PCB 기판에 전송하는 단계; PCB 기판에서 상기 전송 신호를 D/A 변환하고 관리제어패널로 출력하는 단계; 관리제어패널에서 상기 출력된 신호에 의해서 모터가 작동되는 단 계; 상기 모터의 가동 중에 상기 모터의 작동전압이상, 작동전류이상, 지하 심정, 물탱크의 이상이 발생하면 관리제어패널에서 이상신호를 릴레이단에 전달하는 단계; 상기 릴레이단에 전달된 신호가 접점부를 거쳐 PCB 기판에 전달되면, 상기 PCB 기판에서 A/D 변환되어 무선단말장치로 전송되는 단계; 및 상기 무선단말장치는 상기 무선통신된 신호를 컨트롤러부에 전달하고 모터 가동을 제어하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 방법에 있어서, 상기 컨트롤러부는 모터의 정상가동 중이라도 급격한 전류변화나 서지(surge) 전압 등이 있는 경우에는 즉시 모터 가동정지 명령을 내리는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 방법에 있어서, 상기 컨트롤러부는 소정 시간 경과 후에 상기 무선통신된 신호를 휴대폰, PDA, 기타 무선단말장치로 전달하는 단계를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 방법에 있어서, 상기 컨트롤러부는 2개 이상의 관리제어패널에 대하여 제어명령을 동시에 전송하여 다수의 관리제어를 행하는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 도면에 도시된 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템의 구성을 블럭도로 나타내는 도면이고, 도3은 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 장 치에 적용되는 상기 관리제어패널(100)의 회로도를 나타내는 도면이다.

도4는 본 발명에 따른 접점부(210)와 이에 연결되는 PCB 기판의 구성을 나타내는 도면이다.

도2, 도3, 도4를 참조하면, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템의 구성은 모터(M)와 연결된 관리제어패널(100), 상기 관리제어패널(100)에서 나오는 상태신호를 중계하는 릴레이단(120), 상기 릴레이단(120)과 연결되어 상기 상태신호를 전달하고 있는 접점부(210), 상기 접점부(210)와 연결되며 상기 상태신호인 아날로그 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 PCB 기판(200), 상기 PCB 기판(200)에서 신호변환된 전기신호를 통신하기 위한 제1, 제2 무선단말장치(300, 350), 상기 제 2 무선단말장치(350)에 연결되어 있고 모든 신호를 제어하거나 모니터하는 컨트롤러부(400)로 구성된다.

여기서, 상기 관리제어패널(100)은 취수 모터의 작동전압과 작동전류를 각각 모니터하는 전압감지장치(EVR)와 전류감지장치(EOCR)를 포함한다.

상기 PCB 기판(200)은 상기 관리제어패널(100)에서 나오는 전기신호를 중계하거나 스위치시키는 릴레이단(120)과 연결되는 접점부(210)를 거쳐서 상기 릴레이단(120)에서 나오는 전기신호를 변환하여 출력시키게 된다.

또한, 상기 제 1 무선단말장치(300)는 상기 PCB 기판(200)과 연결되며 상기 PCB 기판(200)에서 출력된 신호를 무선으로 통신하기 위한 제 1 무선단말장치(300), 제 2 무선단말장치(350)은 상기 제 1 무선단말장치(300)에서 발신된 신호와 통신하고 상기 컨트롤러부(400)와 연결되고, 상기 컨트롤러부(400)는 상기 제 2 무선단말장치(350)에 상기 신호를 전달받거나 관리제어패널(100)쪽으로 제어명령을 전달하며 모든 제어신호나 제어 과정을 모니터하기 위한 컨트롤러부(400)를 포함하여 구성된다.

상기 관리제어패널(100)은 지하 심정(관정)의 수위를 지시하는 수위감지수단의 상태에 따라 경보신호를 나타내는 신호발생기가 다수 포함하고 있다.

또한, 상기 전압감지장치(EVR)와 전류감지장치(EOCR)는 접점(115)을 거쳐서 상기 신호에 따라 스위치되거나 전기 신호를 중계하는 릴레이단(120)을 포함하고 있다.

상기 릴레이단(120)에 인접하는 부호로 PL1, PL2, PL3, PL4는 각각 모터가동표시등, 모터정지표시등, 전류감지이상표시등, 전압감지이상표시등을 나타내고, M1, M2는 각각 모터가동용 마그네트, 모터운전용 마그네트, T는 타이머를 나타낸다.

또한, F1은 지하 심정용 플로우트를 자동으로 동작하기 위한 릴레이고, F2는 물탱크용 플로우트를 자동으로 동작하기 위한 릴레이이다.

본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템은 상기 도2에서 나타난 모터 가동릴레이(R6)와 전원가동릴레이(R7)의 입력 신호 릴레이부를 포함한다.

즉, 상기 컨트롤부(400)로부터 전원가동(R7) 혹은 비상시 전원이 오프되도록 입력 제어된다.

또한, 상기 관리제어패널(100)은 여러 가지 상태신호를 감지하여 중계하기 위한 릴레이부가 포함되어 있다.

도3에서 도면부호 120으로 표시된 바와 같이 상기 릴레이단은 EOCR(모터전류감지기) 이상 신호를 전달하는 릴레이(R1), EVR(모터전압감지기) 이상 신호를 전달하는 릴레이(R2), 지하 심정의 모터 운전 감지 신호를 전달하는 릴레이(R3), F2H(물탱크 고수위 플로우트)의 이상신호를 전달하는 릴레이(R4), F2L(물탱크 저수위 플로우트)의 이상신호를 전달하는 릴레이(R5)들을 포함하고 있다.

미설명 도면부호 110은 메인전원을 수동으로 차단할 수 있는 메인 전원 스위치를 나타낸다.

여기서, 릴레이단(120)의 동작을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

우선, 컨트롤부(400)의 제어명령에 따라 모터가동신호가 R6 릴레이를 통하여 입력되면 접점부(115)의 M접점을 통하여 무선신호의 제어명령은 전달되고 관리 제어 패널의 모터 가동용 마그네트(M1)에 의하여 지하 심정의 모터가 가동되기 시작하고 뒤이어 운전용 마그네트(M2)에 의하여 지하 심정의 모터는 정상 운전 상태에 들어간다.

그런데, 모터의 운전 도중에 모터에 인가되는 전압이 기준치 이상으로 걸려 모터에 이상이 발생될 수 있는 상황이 되면, 전압감지장치에서 나온 전압이 기준전압범위를 초과하였음을 나타내기 위하여 관리제어패널(100)의 접점(115)은 ON 상태가 되고, 상기 접점에 의하여 릴레이단 중 EVR(모터전압감지기) 이상 신호를 전달하는 릴레이(R2)에 이상 신호를 나타내는 접점상태가 되고, 이는 관리제어패널(100)의 C-C'단에 연결되면서 PCB 기판으로 상기 릴레이단의 상태신호를 전달하여 주기 위한 접점부(210) 중 상기 R2 릴레이에 연결된 접점이 ON되면서 상기 이상 상 태신호는 PCB 기판(200)으로 입력된다.

상기, 전류 이상신호 릴레이(R1), 모터운전 이상 신호 릴레이(R3), 물탱크 수위 이상 신호 릴레이(R4, R5)의 작동도 상기 설명한 방식과 동일하게 된다.

특히, 관리제어패널(100)에 구성된 전기회로가 장마철에 자주 발생하는 낙뢰 등에 의한 서지(surge)전압 등으로 파손될 염려가 있으므로, 이러한 경우 상기 회로를 보호하기 위하여 상기 관리제어패널(100)은 급격한 고전압이나 서지(surge)전압으로부터 모터를 보호하기 위하여 전원을 차단하기 위한 조작부를 더 포함할 수도 있으며, 이에 입력된 제어 신호는 메인전원 제어명령 릴레이(R7)를 거쳐서 접점부(115)의 P 접점을 통하여 전체 관리제어패널(100)의 메인 전원을 차단시킬 수 있다.

상기 접점부(210)는 도3의 관리제어패널(100)에서 단자 C-C'에 연결될 수 있다.

상기 접점부(210)는 도3의 관리제어패널(100)의 릴레이단(120)에 있는 R1∼R7에 각각 대응하여 접점이 형성되어 있다.

즉, 상기 접점부(210)의 각 접점은 EOCR 모터전류 감지이상신호(R1), EVR 모터전압감지이상신호(R2), 지하 심정 모터 운전 이상 신호(R3), 물탱크 고수위 이상 신호(R4), 물탱크 저수위 이상 신호(R5)에 대응하여 상기 관리제어패널(100)에 있는 유접점을 무접점으로 전환하여, 디지털 신호로 변환하기 위하여 PCB 기판(200)으로 입력되는 각각의 릴레이 신호에 대한 접점을 나타낸다.

또한, 도4를 참조하면 PCB 기판(200)의 구성은 상기 접점부(210)와 각각의 신호를 입력받고 출력하기 위한 입/출력포트(220), 상기 접점부(210)에서 나오는 상기 접점부(210)에서 나오는 전기신호를 A/D 변환하거나 상기 컨트롤러부(400)에서 전송된 디지털 제어명령을 제1무선단말장치(300)로부터 입력받아서 상기 제어명령을 D/A 변환하는 마이크로 프로세서(240), 상기 변환된 디지털 상태신호를 무선단말장치(300)로 출력하고 상기 무선단말장치(300)로부터 신호를 입력받기 위한 입/출력포트(260)를 포함한다.

여기서, 상기 무선단말장치(300, 350)는 휴대폰, PDA 또는 다른 무선단말장치와 CDMA 접속으로 SMS(Short Message Service) 문자 또는 RS 통신이 가능하게 할 수 있다.

컨트롤러부(400)는 무선단말장치(350)에 상기 신호를 전달받거나 관리제어패널(100)쪽으로 제어명령을 전달하며 모든 제어신호나 제어 과정을 통제하는 곳이다.

보통, 컨트롤러부(400)는 지하 심정의 모터, 물탱크 상태 등을 모니터하고 필요시 제어명령을 내리는 관리기관 또는 관리회사가 이에 해당한다.

상기와 같은 컨트롤러부(400)는 대체로 모니터와 이를 제어하기 위한 PC로 구성될 수 있다.

도5는 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템을 다수의 지하 심정 또는 지하수 관정에 대하여 무선으로 관리 제어 하는 경우를 나타내는 것이다.

이 경우, 각 관정마다 관리번호가 부여되고 관리번호에 대응하는 관리자의 휴대전화 번호가 지정되어 상기 컨트롤부(400)에서 다시 상기 관리요원으로도 각각 의 상태신호를 데이터로 전달할 수 있게 된다.

예를들어, 관리번호 0001로 지정된 관리제어패널(100)과 연결된 모터(Ma)에 전류, 전압 등 모터 가동 이상이 발생하게 되면, 상기 이상 상태 신호는 무선단말기9를 거쳐서 디지털로 변환된 후 SMS 또는 RS 방식으로 무선단말기1과 무선으로 데이터 통신이 이루어지고, 상기 무선단말기1과 연결된 컨트롤러부(400)인 관리기관1의 모니터1에 상기 이상상태에 대한 데이터가 화면에 나타나게 된다.

이와 동시에, 상기 무선단말기9는 또 다른 무선단말장치 5, 무선단말장치 6을 통하여 각각 컨트롤러부(400)인 관리회사 A, 관리기회사 B에 무선으로 이상 상태에 대한 데이터를 각각 모니터5, 모니터 6으로 디스플레이 하여 준다.

이때, 상기 관리기관1 또는 관리회사 A, B에서 소정 시간 동안 상기 이상 상태 데이터를 받고도 이에 대응된 제어 명령을 내리지 않을 경우에는 관리회사에 소속된 관리요원의 핸드폰1, 핸드폰2, PDA, 기타 무선장치에 상기 이상 상태에 대한 데이터를 상기 관리회사A, B의 PC에서 무선단말장치 6, 7에서 각각 전송하게 된다.

이 경우, 상기 PC에 연결되는 수신용 무선단말장치5와 송신용 단말장치6은 전송속도를 고려하여 구별되어 장치될 수도 있고, 하나로 통합하여 설치되는 경우도 있다.

상기 관리요원의 핸드폰 번호는 각각의 모터 또는 관리제어패널에 부여된 관리번호에 대응하여 미리 관리 대상이 되는 관리번호와 매칭시켜 놓을 수 있다.

도6은 무선신호의 제어상태 등을 화면으로 관리하는 경우의 일예를 나타낸 것이다.

상기 컨트롤러부(400)는 무선신호의 제어상태를 화면으로 관리할 수 있는 모니터, PC를 포함하여 구성될 수 있다.

도6에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러부는 메인전원상태, 모터가동상태, 물탱크상태, 관리제어패널이상유무상태를 모니터하며, 비상시에 모터의 동작을 정지시키고, 물사용량을 카운트하게 된다.

도7은 관리요원의 관리회사A 또는 관리회사 B의 PC에서 관리요원의 휴대폰의 표시창에 전송되는 데이터의 예를 나타낸다.

해당 관리번호에 지정된 관리요원의 휴대폰에는 도7에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤러의 모니터에 나타나 있는 데이터에 대응하여, 시리얼 번호, 메인전원, 모터가동상태, 물탱크 저수위 상태, 물탱크 고수위 상태, 전압감지신호, 전류감지신호의 이상 유무에 대한 내용이 포함될 수 있다.

도7에 도시된 메시지 표시창의 예는 시리얼 번호 3에 해당하는 데이터로 메인전원이 ON, 모터가동 ON, 물탱크 저수위 및 고수위에 이상이 없고, 전압감지이상(EVR), 전류감지이상(EOCR)도 없는 상태이고, 10/12는 월일을 나타내고, 20:05는 시간, 0015는 관리번호를 나타낸다.

도8은 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 지하수 등의 취수 관리 제어 방법에 관한 흐름도이다.

도8을 참조하여, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, 컨트롤러부(400)에서 지하수 관정에서 원수를 취수하기 위하여 모터 (M1) 가동 명령을 내린다(S10).

상기 제어 명령은 컨트롤러부(350)에 연결된 무선단말장치(350)에 전송되고 무선망을 통신하여 지하수 관정에 위치하고 있는 관리 제어 패널(100)측과 연결되는 무선단말장치(300)에 무선통신된다(S20).

상기 제어명령은 PCB 기판(200)에서 D/A 신호변환되고(S30), 출력포트(260)에서 전기신호로 출력되면 접점부 및 입력측 릴레이단(R6, R7)을 거쳐 관리제어패널(100)에 전달되면서 회로를 구동하게 된다(S40).

상기 관리제어패널(100)은 모터의 가동전압, 전류가 미리 설정된 소정 가동 범위에서 동작되도록 모터 구동을 제어 하게 된다.(S50)

만일, 어떤 이유에 의하여 미리 설정된 전류범위에 벗어나는 전류가 모터에 인가되는 것으로 모터 전류감지장치(EOCR)에 의하여 감지(S60)되고 R1 릴레이부가 동작(S90)하면, PCB 기판(200)에 이상 신호가 입력(S100)되고, 상기 입력된 전기신호는 PCB 기판(200)에서 A/D 신호 변환되어 무선단말장치로 전송되며(S110), 상기 전송된 신호는 무선 데이터 통신(S120) 등으로 컨트롤러부(400)에 입력되어 모니터 화면에 나타나면, 이에 대응하여 상기 컨트롤러(400)부는 적절한 제어 명령을 다시 내리게 된다.

또한, 모터의 설정 전압 범위에 따라 모터 전압감지장치(EVR)에 의하여 감지(S70)되고 R2 릴레이부가 동작(S90)하고, 모터 가동 이상신호(R3), 물탱크 고수위 이상신호(R4), 물탱크 저수위 이상신호(R5)를 감지(S80)하면 해당 릴레이부가 동작(S90)되어 PCB 기판에 입력(S100)되는 과정은 상술한 바와 동일하다.

또한, 모터 가동명령 단계(S10)에서, 상기 컨트롤러부(400)는 모터의 정상가동 중이라도 급격한 전류변화나 서지(surge) 전압 등이 있는 경우에는 즉시 모터 가동정지 명령을 내리는 단계를 더 포함하는 것으로 할 수도 있다.

또한, 이상 전기신호가 PCB 기판(200)에서 A/D 신호 변환되어 무선단말장치로 전송되어 문자 통신(S120) 등으로 컨트롤러부(400)에 입력되는 단계에서, 상기 컨트롤러부(400)는 상기 무선 통신된 신호를 지정된 관리 요원이 가지고 있는 휴대폰, PDA, 기타 무선단말장치로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이런 경우는 도5에서와 같이 다수의 관리제어패널이 있고 이를 관리 하는 요원이 정해져 있는 경우 관리기관 또는 관리회사의 모니터에 나타난 이상상태에 대하여 소정시간 동안 어떠한 조치를 취하지 않을 경우에는 관리자의 휴대폰 등으로 동시에 신호를 전달하게 하여 필요한 조치를 신속하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템 및 그 제어방법은 무선통신망을 이용하여 사무실 또는 통제실에서 수많은 지하 심정(관정) 또는 물탱크의 상태를 모니터하고 지하수 관정 등의 모터를 원격으로 제어할 수 있으며, 무선전화, PDA, 휴대폰 등으로도 관리가 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의한 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템 및 방법은 지하 심정(관정)의 모터가 오작동하거나 물탱크의 상태를 모니터하여 이상이 발생하거나 기타 고장 등이 발생하였을 경우 신속한 조치를 취할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면 지하수가 농작물의 관개용수로 사용되는 취약 지역 에 설치된 다수개의 지하수 관정 등을 통제실 또는 사무실에서 일관되게 관리 제어함으로써 눙작물의 피해를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 취수 제어 패널 기타 장비 등에 포함되어 있는 회로를 낙뢰 기타 비상시에 보호할 수 있고 불필요한 가동 요인을 제거함으로써 에너지 절약에도 이바지할 수 있다.

Claims (15)

1. 지하 심정의 수위를 지시하는 수위감지수단의 상태에 따라 경보신호를 나타내는 신호발생기, 취수 모터의 작동전압과 작동전류를 각각 모니터하는 전압감지장치와 전류감지장치를 포함하는 관리제어패널;

   상기 관리제어패널에서 나오는 상태신호를 중계하거나 스위치 시키는 릴레이단;

   상기 릴레이단과 연결되며 상기 릴레이단에서 나오는 전기신호를 전달하기 위한 접점부;

   상기 접점부와 신호를 입, 출력하기 위한 입/출력 포트, 무선단말장치와 신호를 입/출력하기 위한 입/출력포트, 상기 접점부에서 나오는 신호를 A/D 변환하거나 무선단말장치로부터 전송되는 디지털 제어명령 신호를 D/A 변환하는 마이크로프로세서를 포함하여, 상기 접점부에서 나오는 전기신호를 변환하여 출력시키는 PCB 기판;

   상기 PCB 기판과 연결되며 상기 PCB 기판에서 출력된 신호를 무선으로 통신하기 위한 무선단말장치;

   상기 무선단말장치에서 상기 신호를 전달받거나 관리제어패널쪽으로 제어명령을 전달하며 모든 제어신호나 제어 과정을 모니터하기 위한 컨트롤러부를 포함하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 릴레이단은 취수 모터의 가동 상태 신호를 전달하는 모터가동감지릴레이, 전압감지장치로부터 모터의 구동전압이상신호를 전달하는 전압감지신호릴레이, 전류감지장치로부터 모터의 구동전류이상신호를 전달하는 전류감지신호릴레이, 물 탱크의 고수위의 이상신호를 전달하는 물탱크 고수위 이상신호릴레이, 물탱크의 저수위의 이상신호를 전달하는 물탱크 저수위 이상신호릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 무선단말장치는 송신측 무선단말장치와 수신측 무선단말장치로 이루어지고 서로 CDMA 접속으로 SMS 문자 또는 RS 무선 통신을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 무선단말장치는 2개 이상의 컨트롤러부에 연결된 무선단말장치와 통신하여 상기 PCB 기판에서 출력된 상기 신호를 다수의 컨트롤러부로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨트롤러부는 관리기관 또는 관리회사에 설치되며, 상기 관리회사에 설치된 컨트롤러부는 지하 심정의 모터에 부여된 관리번호에 따라 통신 가능한 핸드폰, PDA, 기타 무선단말장치가 지정되어 있는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 컨트롤러부는 무선신호를 받은 후 이에 따른 제어명령을 관리제어패널쪽으로 소정시간 이내에 전송하지 못할 경우, 상기 전달받은 무선신호를 미리 지정된 번호가 부여된 핸드폰, PDA, 기타 무선단말장치로 다시 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 컨트롤부는 메인전원상태, 모터가동상태, 물탱크상태, 관리제어패널이상 등의 정보를 상기 지정된 번호가 부여된 핸드폰, PDA, 기타 무선단말장치로 무선통신으로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨트롤러부는 무선신호의 제어상태를 화면으로 관리할 수 있는 모니터, PC를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 컨트롤러부는 메인전원상태, 모터가동상태, 물탱크상태, 관리제어패널이상상태를 모니터하며, 비상시에 모터의 동작을 정지시키고, 물사용량을 카운트하는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 관리제어패널은 급격한 고전압이나 서지(surge)전압으로부터 모터를 보호하기 위하여 전원을 차단하기 위한 조작부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신망을 이용한 취수 제어 시스템.
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