KR100725272B1 - 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

바다목장 음향 급이장치의 제어시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상 가두리에서 치어를 중간 육성어까지 성장시키는 과정에서 특정 주파수의 신호를 방성한 후, 인공사료를 살포하는 조건반사 학습을 일정기간 대상 어족에 반복적으로 학습시켜 자연 환경으로 순차적 적응과정에서 방류된 중간 육성어의 생존율을 높이는 바다목장 음향 급이장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 바다에 부상되어 있는 다수의 부이장치에 설치된 각각의 음향 급이장치를 육상에서 무선신호에 의해 통제할 수 있도록 육상통제국을 설치하고, 이 육상통제국과 음향 급이장치 간에 양방향 통신이 이루어지게 하여 육상에서 해상에 있는 음향 급이장치를 원격 제어함으로써 효율적인 관리는 물론, 관리 인력 및 비용을 최소화할 수 있도록 하는 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 해상의 부이장치에 설치된 태양전지로부터 구동전원으로 공급하는 전원장치와, 수중으로 어류가 반응하는 음향을 송출시키는 수중스피커와, 상기 수중스피커를 구동하는 음향발생부와, 정량의 인공사료를 공급하는 사료공급장치와, 상기 음향발생부 및 사료공급장치를 제어하는 MPU로 이루어진 콘트롤부가 구비된 음향 급이장치에 있어서, 상기 콘트롤부는 MPU의 일측단에 연결되어 수중 영상정보를 제공하는 수중카메라와, 상기 MPU의 일측단에 연결되어 송수신되는 데이터를 변조 및 복조하는 신호변복조부와, 상기 신호변복조부의 타측단에 연결되어 안테나를 통해 무선신호를 송출 및 수신하는 무선송수신부를 포함하여 이루어지고, 상기 음 향 급이장치로부터 송출되는 무선신호를 수신하거나 음향 급이장치로 무선 제어신호를 송출하는 안테나와, 상기 안테나를 통해 송수신되는 데이터를 변조 및 복조하는 신호변복조부와, 상기 신호변복조부의 일측단에 연결되어 상기 음향 급이장치에 각종 제어 데이터를 출력하는 컴퓨터로 이루어진 육상통제국이 구비되는 것에 특징이 있다.
바다목장, 음향, 자동급이, 치어, 중간육성어, 반복학습

Description

바다목장 음향 급이장치의 제어시스템 및 그 제어방법{Control system and method of sound feeding apparatus for ocean farm}
도 1은 일반적인 바다목장의 개념도.
도 2a는 부이장치에 설치된 통상의 음향 급이장치 정면도.
도 2b는 부이장치에 설치된 통상의 음향 급이장치 평면도.
도 3은 부이장치에 설치된 통상의 음향 급이장치 블록도.
도 4a는 부이장치에 설치된 통상의 사료공급장치 구성도.
도 4b는 도 3a에 도시된 통상의 사료공급장치에 있어 정량공급부의 동작 상태도.
도 5는 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템 개념도.
도 6은 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 블록도.
도 7은 통상의 부이장치에 설치된 본 발명의 음향 급이장치를 육상에서 제어하는 육상통제국의 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템에 있어 수중카메라의 영상신호에 의한 육상통제국에서의 제어 데이터 설정과정을 나타낸 흐름도.
도 9는 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템에 있어 콘트롤부의 제어흐름도.
도 10은 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템에 있어 육상통제국의 제어흐름도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 부이장치 20 : 음향 급이장치 21 : 하우징
30 : 태양전지 40 : 콘트롤부 41 : 전원장치
42 : 음향발생부 43 : 정현파발생기 44 : 구형파발생기
45 : 증폭기 46 : MPU 47 : 드라이브
48 : 디스플레이부 49 : 수동조작부 49a : 신호변복조부
50 : 사료공급장치 51 : 사료저장탱크 52 : 호퍼
53 : 정량공급부 54 : 회전체 55 : 근접센서
56 : 마그네트 57 : 축 58 : 요홈부
59 : 사료공급모터 60 : 수중스피커 70 : 수중카메라
71 : 무선송수신부 72 : 신호변복조부 73 : 안테나
80 : 육상통제국 81 : 안테나 82 : 무선송수신부
83 : 신호변복조부 84 : 컴퓨터
본 발명은 해상 가두리에서 치어를 중간 육성어까지 성장시키는 과정에서 특정 주파수의 신호를 방성한 후, 인공사료를 살포하는 조건반사 학습을 일정기간 대 상 어족에 반복적으로 학습시켜 자연 환경으로 순차적 적응과정에서 방류된 중간 육성어의 생존율을 높이는 바다목장 음향 급이장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 바다에 부상되어 있는 다수의 부이장치에 설치된 각각의 음향 급이장치를 육상에서 무선신호에 의해 통제할 수 있도록 육상통제국을 설치하고, 이 육상통제국과 음향 급이장치 간에 양방향 통신이 이루어지게 하여 육상에서 해상에 있는 음향 급이장치를 원격 제어함으로써 효율적인 관리는 물론, 관리 인력 및 비용을 최소화할 수 있도록 하는 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근 우리나라 연·근해 어업은 주변 국가들의 배타적 경제수역(EEZ)설정과 연안 어족 자원의 고갈 등으로 인하여 황폐화되고 있으며, 이러한 어업자원 환경 때문에 한국해양연구원에서는 1998년부터 해양수산부의 지원하에 치어를 일정기간 해상가두리에서 중간 육성어까지 성장시켜 인공어초가 설치된 해역에 방류하는 바다목장화 사업을 시범적으로 운영하고 있다.
현재 시범적으로 실시하는 바다 목장화 사업은 회유성이 적은 연안에 서식하는 조피볼락, 참돔 등의 크기 7~10mm의 치어를 5~6월경부터 해상 가두리에 넣어 인공사료로서 중간 육성어까지 성장시켜 10~11월경 인공어초가 설치된 바다목장화 설정해역에 방류한다.
이와 같이 해상 가두리에 축양하는 대상 어종은 하루에 6~7회의 인공사료를 인력에 의해 공급하여야 하므로 많은 인력과 예산이 소요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 해상 가두리에서 인공사료로 성장한 중간 육성어를 바다에 방류한 후에는 인공사료로부터 자연 먹이로 성장하게 되고, 이 과정에서 자연상태로의 서식환경 변화로 인하여 곧바로 방류된 어류는 당해역에 자연성 먹이 섭취가 쉽지 않으므로 생존율이 저하되고 있는 문제점이 있다.
따라서 중간 육성어를 바다에 방류한 후, 인위적으로 인공사료를 투여하여 먹이를 제공하기에는 불가능할 뿐만 아니라, 막대한 인력과 예산이 투입되어야 하므로 바다목장화 사업을 효율적으로 달성할 수 없게 됨으로써 중간 육성어를 바다에 방류한 후 자연 환경으로 순차적 적응과정에서 생존율을 높일 수 있는 시스템의 도입이 요구되고 있는 실정이다.
도 1은 일반적인 바다목장의 개념도로서, 가두리에서 회유성이 적은 연안에 서식하는 조피볼락, 참돔 등의 크기 7~10mm의 치어를 5~6월경부터 인공사료로서 중간 육성어까지 성장시킨 후 10~11월경 인공어초가 설치된 바다목장화 설정해역에 방류한다.
상기 방류된 중간 육성어는 체류초와 유도초를 거쳐 인공어초군 또는 천연초에서 먹이를 찾는 변화과정을 격게 되지만, 방류된 후 직접 바다에서 먹이를 찾는 변화 과정에서 당 해역에 자연성 먹이 섭취가 쉽지 않으므로 체류초가 설치된 해상에 방류된 중간 육성어가 반응을 보이는 음향을 송출하여 체류초 부근에 모이게 한 다음, 사료를 투입하는 음향 급이장치를 설치함에 따라 먹이를 찾는 변화과정을 인위적으로 지원하여 생존율을 높여 어획량을 증대하는 것이 바다목장의 목적이다.
이와 같이 방류된 중간 육성어가 천연 먹이를 찾는 변화과정에 적응할 때까지 인공사료를 제공하기 위해서는 음향 급이장치가 필요할 뿐만 아니라, 치어에서 중간 육성어로 성장하는 과정에서 음향과 동시에 먹이가 투입됨을 반복적인 학습을 통해 이루어져야 가능하게 된다.
따라서 전술한 바와 같이 특정 주파수의 음향신호를 수중에서 방성한 후, 인공사료를 살포하는 조건반사 학습을 일정기간 대상 어족에 반복적으로 학습시켜 자연 환경으로 순차적 적응과정에서 방류된 중간 육성어의 생존율을 높이는 바다목장의 음향 급이장치가 제안된 바 있다.
도 2a는 부이장치에 설치된 통상의 음향 급이장치 정면도이며, 도 2b는 부이장치에 설치된 통상의 음향 급이장치 평면도로서, 상기 부이장치(10)는 외곽 통로로 사용되고 끝단부에 난간체(14)가 설치된 사각형상의 틀체(11)가 구비되고, 이 틀체(11)의 중앙부에는 내부 통로로 사용되는 지지체(12)가 설치되며, 상기 틀체(11)와 지지체(12) 사이에는 어류를 관측하고 사료가 투입될 수 있는 공간부(13)가 형성되고, 상기 지지체(12)의 교차점에는 음향송출 및 사료를 공급히는 음향 급이장치(20)가 고정 설치되며, 상기 공간부(13)를 통한 수중에는 어류가 반응하는 음향을 송출하기 위한 수중스피커(60)가 설치된다.
상기 음향 급이장치(20)는 외부 케이스 기능을 갖는 하우징(21)이 구비되고, 이 하우징(21)의 외측 상부에는 음향 급이장치(20)에 구동전원을 공급 및 축적하기 위한 태양전지(30)가 설치되며, 상기 하우징(21)의 내부 일측에는 일정량의 사료를 사료확산부(59a~59d)를 통해 부이장치(10)의 공간부(13)로 배출하는 사료공급장치(50)가 설치되고, 하우징(21) 내부에는 수중스피커(60)와 사료공급장치(50)를 제어하는 콘트롤부(40)가 설치된다.
도 3은 부이장치(10)에 설치된 통상의 음향 급이장치(20) 블록도로서, 상기 태양전지(30)로부터 출력되는 전력을 안정화시키는 레귤레이터(41a)와, 이 레귤레이터(41a)에 의해 안정된 전원을 충전시켜 저장하는 배터리(41b)와, 상기 배터리(41b)에 저장된 전원을 이용하여 일정한 정전압으로 만들고 콘트롤부(40)의 모든 장치에 구동전원으로 공급하는 정전압회로(41c)로 이루어진 전원장치(41)가 구비된다.
상기 전원장치(41)의 출력단에는 수중스피커(60), 사료공급장치(50) 및 콘트롤부(40)의 제반장치를 제어하는 마이크로 프로세서 유닛(이하 'MPU'라함)(46)이 연결되며, 상기 MPU(46)의 일측 출력단에는 제어신호에 의해 주파수를 발생시켜 수중스피커(60)를 통해 음향을 송출하는 음향발생부(42)가 접속된다.
상기 음향발생부(42)는 MPU(46)의 제어신호에 의해 일정한 주파수 대역의 정현파를 출력하는 정현파발생기(43)와, 상기 정현파발생기(43)로부터 출력되는 정현파를 구형파로 변환하여 출력하는 구형파발생기(44)와, 상기 구형파발생기(44)로부터 출력되는 구형파를 일정한 레벨로 증폭시켜 출력하는 증폭기(45)로 구성된다.
상기 MPU(46)의 다른 출력단에는 드라이브(47)를 통해 사료공급장치(50)를 구성하는 사료공급모터(49)와, 음향 급이장치(20)의 세팅상태, 인위적으로 설정된 음향 송출시간, 사료공급시간, 사료공급량을 시각적으로 확인할 수 있도록 숫자, 문자, 램프로 표시하는 디스플레이부(48)가 각각 접속된다.
상기 MPU(46)의 또 다른 출력단에는 음향 송출시간, 사료공급시간, 사료공급량을 인위적으로 설정하여 세팅하는 수동조작부(49)가 연결되며, MPU(46)의 또 다 른 출력단에는 사료공급장치(50)내에 설치되어 사료의 배출량을 센싱하는 근접스위치(55)가 연결되어 있다.
도 4a는 부이장치에 설치된 통상의 사료공급장치 구성도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 통상의 사료공급장치에 있어 정량공급부의 동작 상태도로서, 상기 사료공급장치(50)는 크게 사료가 저정되는 사료저장탱크(51)가 구비되고, 이 사료저장탱크(51) 하측에는 일정량의 사료를 배출하는 정량공급부(53)가 설치되며, 상기 사료저장탱크(51)와 정량공급부(53) 사이에는 사료저장탱크(51)에 저장된 사료를 정량공급부(53)로 공급하는 호퍼(52)가 설치된다.
상기 정량공급부(53)는 도 4b에서와 같이 회전체(54)의 상하부에 형성된 요홈부(58)에 호퍼(52)를 통한 사료가 투입되며, 미도시된 사료공급모터(59)에 의해 축(57)을 중심으로 회전체(54)가 회전하면서 배출구를 통해 배출되며, 상기 회전체(54)의 회전시 축(57)에 설치된 마그네트(56)와 고정체에 설치된 근접센서(55)에 의해 회전체(54)의 회전수를 MPU(46)에서 센싱하여 배출되는 사료의 양을 측정하도록 되어 있다.
가령 예를 들어 요홈부(58)에 투입되는 사료가 10g이라고 가정하면 근접센서(55)와 마그네트(56)의 근접신호가 3회이면 30g이 배출되는 것이며, 이와 같이 정량으로 투입되는 사료는 도 2b에서와 같이 부이장치(10)에 설치된 사료확산부(59a~59d)를 통해 공간부(13)에 배출하게 된다.
이러한 사료공급장치(50)는 통상적으로 알려진 공지의 기술로서 자세한 구성 및 동작설명은 생략한다.
상기와 같이 구성되는 종래 바다목장 음향 급이장치(20)의 전원장치(41)는 태양전지(30)로부터 출력되는 전력을 레귤레이터(41a)에서 안정화 시킨후 배터리(41b)에 저장하게 되며, 이 배터리(41b)에 저장된 전원으로 음향 급이장치(20)에 필요한 구동전원을 공급하게 된다.
이러한 상태에서 운영자가 부이장치(10)로 배로 직접 이동하여 음향 급이장치(20)의 수동조작부(49)의 미도시된 각종 버튼을 조작하여 음향송출시간, 사료공급시간, 사료공급량을 인위적으로 설정한다.
상기 MPU(46)에서는 지속적으로 시간을 계수하다가 어류를 사료공급지인 부이장치(10) 부근으로 모으기 위한 음향송출시간이 완료되어 음향을 송출하기 위해 음향발생부(42)에 제어신호를 인가하게 되면 정현파발생기(43)에서 사인파의 정현파를 출력하게 되고, 이 정현파는 구형파발생기(44)를 경유함으로써 일정 주파수의 구형파형태로 출력하며, 이 구형파는 증폭기(45)에 의해 일정레벨로 증폭되어 수중스피커(60)를 통해 수중으로 음향을 송출하게 된다.
상기 MPU(46)는 음향발생부(42)와 수중스피커(60)를 통해 음향을 송출한 다음, 수동조작부(49)에 의해 설정된 사료공급시간이 되면 사료공급모터(49)를 구동하여 정해진 사료를 정량 투입하게 되고, 이러한 과정은 전술한 바와 같이 수동조작부(49)에서 세팅된 음향송출시간, 사료공급시간, 사료공급량으로 인해 반복 수행하게 되는 것이다.
여기서 미설명부호 48은 디스플레이부로서 음향송출시간, 사료공급시간, 사료공급량, 전원충전상태 등 시스템의 동작조건 및 상태를 표시하도록 되어 있다.
상기와 같은 종래의 음향 급이장치는 운영자가 관리를 원활하게 하기 위해서는 수시로 배를 타고 부이장치(10)까지 이동하여야 하는 번거러움이 따를 뿐만 아니라, 일정한 영역내에 음향 급이장치(20)가 설치된 다수의 부이장치(10)가 있다고 가정할 때, 효율적인 관리가 어려움은 물론, 많은 인력과 막대한 비용이 소요되는 등 많은 문제점이 있는 것이다.
또한, 종래의 음향 급이장치는 어류의 개체수에 비례하여 인공사료를 공급하여야 하나, 이러한 개체수를 측정하기 위해서는 어군탐지기를 이용해 관리자가 수시로 체크하고, 이에 비례하여 사료공급량을 그때 마다 조절하여야 함으로써 효율적인 관리가 이루어지지 않는 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 해상 가두리에서 치어를 중간 육성어까지 성장시키는 과정에서 특정 주파수의 신호를 방성한 후, 인공사료를 살포하는 조건반사 학습을 일정기간 대상 어족에 반복적으로 학습시켜 자연 환경으로 순차적 적응과정에서 방류된 중간 육성어의 생존율을 높이는 바다목장 음향 급이장치에 있어, 어류의 개체수를 확인할 수 있는 수중카메라와, 각종 정보를 무선으로 송수신할 수 있는 장치를 부가하고, 육상에는 상기 음향 급이장치와 양방향 무선통신을 수행하는 육상통제국을 설치함으로써 수중카메라에 의한 영상정보로 어류 개체수의 산정 및 인공사료의 공급량을 조절하여 바다에 부상되어 있는 다수의 부이장치에 설치된 각각의 음향 급이장치를 육상통제국에서 무선신호에 의해 원격제어 할 수 있게 함으로 인해 효율적인 관리가 이루어지도록 함은 물론, 관리 인력 및 비용을 최소화할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 해상의 부이장치에 설치된 태양전지로부터 구동전원으로 공급하는 전원장치와, 수중으로 어류가 반응하는 음향을 송출시키는 수중스피커와, 상기 수중스피커를 구동하는 음향발생부와, 정량의 인공사료를 공급하는 사료공급장치와, 상기 음향발생부 및 사료공급장치를 제어하는 MPU로 이루어진 콘트롤부가 구비된 음향 급이장치에 있어서, 상기 콘트롤부는 MPU의 일측단에 연결되어 수중 영상정보를 제공하는 수중카메라와, 상기 MPU의 일측단에 연결되어 송수신되는 데이터를 변조 및 복조하는 신호변복조부와, 상기 신호변복조부의 타측단에 연결되어 안테나를 통해 무선신호를 송출 및 수신하는 무선송수신부를 포함하여 이루어지고, 상기 음향 급이장치로부터 송출되는 무선신호를 수신하거나 음향 급이장치로 무선 제어신호를 송출하는 안테나와, 상기 안테나를 통해 송수신되는 데이터를 변조 및 복조하는 신호변복조부와, 상기 신호변복조부의 일측단에 연결되어 상기 음향 급이장치에 각종 제어 데이터를 출력하는 컴퓨터로 이루어진 육상통제국이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 해상의 부이장치에 설치된 음향 급이장치와 육상에 설치된 육상통제국 간에 양방향 통신이 이루어지게 하여 육상통제국에서 음향 급이장치를 무선제어 하도록 하는 바다목장 음향 급이장치의 제어방법에 있어서, 상기 육상통제국은 시스템 초기화 상태에서 시간을 계수하고, 계수된 시간이 설정된 사료공급 시간인지를 판단하는 사료공급시간 판단과정과, 상기 사료공급시간 판단과정에서 사료공급시간으로 판단되면 음향 급이장치로 음향송출신호를 출력한 후 음향 급이장치로 부터 음향송출완료신호가 수신되는지의 여부를 판단하는 음향송출신호 출력과정과, 상기 음향송출신호 출력과정 후, 음향 급이장치로부터 음향송출완료 신호가 수신되면 사료공급 및 사료량의 제어신호를 출력하고, 음향 급이장치로부터 사료공급완료 신호의 수신 여부에 따라 다음 사료공급시간을 계수하는 사료공급신호 출력과정으로 이루어지고, 상기 음향 급이장치는 시스템 초기화 상태에서 육상통제국으로부터 제어신호가 수신되는지의 여부를 분석하는 신호분석과정과, 상기 신호분석과정에서 육상통제국으로부터 음향송출신호가 수신되면 음향을 송출하고, 일정시간 음향송출이 완료되면 음향송출 중단과 동시에 육상통제국으로 음향송출완료 신호를 출력하는 음향송출과정과, 상기 음향송출과정이 완료되면 육상통제국으로부터 사료공급신호의 수신여부에 따라 사료를 공급하고, 일정량의 사료가 배출되면 사료공급의 중단과 동시에 육상통제국으로 사료공급완료 신호를 출력하는 사료공급과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바다목장의 음향 자동급이장치를 첨부된 도 5 내지 도 10에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 시스템 개념도로서, 육상에는 바다에 부상되어 있는 음향 급이장치(20)와 양방향 무선통신이 이루어지는 육상통제국(80)이 설치되어 있다.
즉, 상기 음향 급이장치(20)에서는 수중 영상정보를 무선으로 육상통제국(80)으로 전송하고, 육상통제국(80)에서는 수신되는 영상정보를 통해 어류의 개체 수를 파악하여 음향 송출시간, 사료공급시간, 사료공급량 등을 산정한 후, 그에 따른 제어신호를 무선으로 전송하게 하게 되며, 상기 음향 급이장치(20)는 이를 무선신호를 수신하여 음향송출 및 사료공급을 수행하도록 함으로써 육상에 설치된 육상통제국(80)에서 바다에 부상되어 있는 다수의 음향 급이장치(20)를 일괄적으로 원격제어 할 수 있도록 한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 블록도로서, 크게는 지정된 시간에 자동으로 어류의 유집을 위한 신호음을 방사하고, 적정량의 인공사료를 해상에 공급하는 음향 급이장치(20)와, 육상에 위치하며 상기 음향 급이장치(20) 간에 무선으로 통신하고, 급이시간 및 어류의 개체 수에 비례한 사료의 공급량 등을 무인으로 제어하는 육상통제국(80)으로 구분된다.
상기 음향 급이장치(20)를 제어하는 콘트롤부(40)는 시스템에 전원을 공급하는 태양전지(30)로부터 출력되는 전력을 안정화시키는 레귤레이터(41a)와, 이 레귤레이터(41a)에 의해 안정된 전원을 충전시켜 저장하는 배터리(41b)와, 상기 배터리(41b)에 저장된 전원을 이용하여 일정한 정전압으로 만들고 콘트롤부(40)의 모든 장치에 구동전원으로 공급하는 정전압회로(41c)로 이루어진 전원장치(41)가 구비된다.
상기 전원장치(41)의 출력단에는 수중스피커(60), 사료공급장치(50) 및 콘트롤부(40)의 제반장치를 제어하는 MPU(46)가 연결되며, 상기 MPU(46)의 일측 출력단에는 제어신호에 의해 주파수를 발생시켜 수중스피커(60)를 통해 음향을 송출하는 음향발생부(42)가 접속된다.
상기 음향발생부(42)는 MPU(46)의 제어신호에 의해 일정한 주파수 대역의 정현파를 출력하는 정현파발생기(43)와, 상기 정현파발생기(43)로부터 출력되는 정현파를 구형파로 변환하여 출력하는 구형파발생기(44)와, 상기 구형파발생기(44)로부터 출력되는 구형파를 일정한 레벨로 증폭시켜 출력하는 증폭기(45)로 구성된다.
상기 MPU(46)의 다른 출력단에는 드라이브(47)를 통해 사료공급장치(50)를 구성하는 사료공급모터(49)와, 음향 급이장치(20)의 세팅상태, 인위적으로 설정된 음향 송출시간, 사료공급시간, 사료공급량을 시각적으로 확인할 수 있도록 숫자, 문자, 램프로 표시하는 디스플레이부(48)가 각각 접속된다.
상기 MPU(46)의 또 다른 출력단에는 음향 송출시간, 사료공급시간, 사료공급량을 인위적으로 설정하여 세팅하는 수동조작부(49)가 연결되며, MPU(46)의 또 다른 출력단에는 사료공급장치(50) 내에 설치되어 사료의 배출량을 센싱하는 근접스위치(55)가 연결되어 있다.
상기 MPU(46)의 일측단에는 어류의 개체수를 확인할 수 있도록 부이장치(10)가 설치된 수중의 영상정보를 전송하는 수중카메라(70)가 연결되고, 상기 MPU(46)의 타측단에는 수중카메라(70)의 영상정보 및 기타 각종 동작 정보를 주파수로 변조함과 동시에 수신된 주파수를 원래의 신호로 복조하는 신호변복조부(72)가 접속되며, 이 신호변복조부(72)의 출력단에는 안테나(73)를 통해 데이터를 무선으로 송출 및 수신하는 무선송수신부(71)가 연결된다.
도 7은 통상의 부이장치(10)에 설치된 본 발명의 음향 급이장치(20)를 육상에서 제어하는 육상통제국(80)의 구성도로서, 음향 급이장치(20)로부터 송출되는 무선신호를 수신하거나, 또는 음향 급이장치(20)로 무선 제어신호를 송출하는 안테나(81)와, 이 안테나(81)를 통해 송수신되는 데이터를 변조 및 복조하는 신호변복조부(83)가 구비되고, 상기 신호변복조부(83)의 일측단에는 음향 급이장치(20)에 각종 제어 데이터를 출력하는 컴퓨터(84)가 연결되어 구성된다.
도 8은 수중카메라의 영상신호에 의한 육상통제국에서의 제어 데이터 설정과정을 나타낸 흐름도이고, 도 9는 음향 급이장치(20)의 제어흐름도이며, 도 10은 육상통제국(80)의 제어흐름도이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템의 동작과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 음향 급이장치(20)의 전원장치(41)는 태양전지(30)로부터 출력되는 전력을 레귤레이터(41a)에서 안정화 시킨후 배터리(41b)에 저장하게 되며, 이 배터리(41b)에 저장된 전원으로 음향 급이장치(20)에 필요한 구동전원을 공급하게 된다.
상기 전원장치(41)로부터 콘트롤부(40)가 동작할 수 있는 전원이 공급되면 MPU(46)에서 수중카메라(70)를 동작시키게 되고, 상기 수중카메라(70)는 수중의 영상 데이터를 디지털신호로 MPU(46)에 전송하게 된다.
이때, 상기 MPU(46)는 수중카메라(70)로부터 수신되는 디지털신호인 수중 영상데이터를 신호변복조부(72)를 통해 무선으로 송출할 수 있는 주파수로 변환한 후, 무선송수신부(71)를 통해 송출하게 되며, 이 송출된 수중 영상신호는 안테나(81)에 의해 장거리 송신이 가능하게 된다.
상기 수중카메라(70)의 동작시간은 콘트롤부(40)의 전원 절감을 위해 일정한 주기로 동작시킬 수 있으며, 특히 육상통제국(80)으로부터 송출되는 동작명령에 의해서 구동하는 것이 바람직하다.
상기 음향 급이장치(20)로부터 송출되는 수중 영상신호는 육지에 설치된 안테나(81)를 통해 육상통제국(80)의 무선송수신부(82)에서 수신한 후, 신호변복조부(83)로 전송함에 따라 원래의 디지털신호로 복조한 후, 컴퓨터(84)로 전송하게 되며, 관리자는 이러한 데이터를 관측하여 도 8에서와 같이 어류의 개체수를 파악함으로써 음향 송출시간, 사료공급시간, 사료공급량을 인위적으로 설정하게 되고, 이러한 설정값은 수중 영상신호를 지속적으로 관측하여 수시로 변경하게 된다.
상기의 과정을 통해 육상통제국(80)에서 음향 송출시간, 사료공급시간, 사료공급량이 설정된 상태에서 육상통제국(80)의 동작과정을 도 9에 의해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 9에서와 같이 육상통제국(80)의 컴퓨터(84)에서는 시스템이 초기화(단계 101) 된 상태에서 시간을 지속적으로 계수(단계 102)하게 되며, 이 계수된 시간이 설정된 음향 급이장치(20)의 사료공급 시간인지를 판단(단계 103)하는 사료공급시간 판단과정(L1)을 수행하게 된다.
상기 사료공급시간 판단과정(L1)에서 현재시간이 사료공급시간으로 판단되면 컴퓨터(84)로부터 음향 급이장치(20)의 음향발생부(42)를 구동시키기 위해 제어신호를 출력(단계 104)하게 되며, 이 신호는 신호변복조부(83)에 의해 주파수로 변환된 후, 무선송수신부(82)를 통해 공간으로 송출하게 되고, 이 송출된 신호는 안테나(81)를 경유함으로써 먼 거리로 전송하게 되며, 이 후 음향 급이장치(20)로부터 음향송출을 완료했다는 신호가 수신되는지의 여부를 판단(단계 105)하는 음향송출신호 출력과정(L2)을 수행하게 된다.
즉, 음향 급이장치(20)로부터 수신되는 음향송출완료 신호는 안테나(81)를 통해 무선송수신부(82)로 수신되어 신호변복조부(83)로 전송되고, 이 신호변복조부(83)에서 원래의 디지털신호로 복조되어 컴퓨터(84)로 전송되는 것이다.
상기 육상통제국(80)에서는 음향송출신호 출력과정(L2)을 실행한 후, 음향 급이장치(20)로부터 음향송출완료 신호가 수신됨이 판단되면 사료공급장치(50)를 구동하는 제어신호와 사료공급량에 해당하는 데이터를 출력(단계 106)한 후, 음향 급이장치(20)로부터 사료공급완료 신호가 수신되는지의 여부를 판단(단계 107)하고, 사료공급완료 신호가 수신될 경우 다음 사료공급시간을 계수하는 대기상태(단계 108)에 있게 되는 사료공급신호 출력과정(L3)을 수행하는 하게 되는 것이다.
다음은 육상통제국(80)으로부터 송출되는 제어신호에 의한 음향 급이장치(20)의 동작과정을 도 10에 의해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 음향 급이장치(20)인 콘트롤부(40)의 MPU(46)는 시스템 초기화(단계 201) 상태에서 육상통제국(80)으로부터 제어신호가 수신되는지의 여부를 분석(단계 202)하는 신호분석과정(L4)을 수행하게 된다.
이때, 육상통제국(80)으로부터 송출되는 제어신호는 안테나(73)를 통해 무선송수신부(71)로 수신되어 신호변복조부(72)로 전송되고, 이 신호변복조부(83)에서 원래의 디지털신호로 복조되어 MPU(46)로 전송되는 것이다.
상기 신호분석과정(L4)에서 육상통제국(80)으로부터 음향송출신호가 수신됨 이 판단(단계 203)될 경우 음향발생부(42)를 구동(단계 204)하게 된다.
즉, MPU(46)에서 음향을 송출하기 위해 음향발생부(42)에 제어신호를 인가하게 되면 정현파발생기(43)에서 사인파의 정현파를 출력하게 되고, 이 정현파는 구형파발생기(44)를 경유함으로써 일정 주파수의 구형파형태로 출력하며, 이 구형파는 증폭기(45)에 의해 일정레벨로 증폭되어 수중스피커(60)를 통해 수중으로 음향을 송출하게 되는 것이다.
상기 MPU(46)에서는 일정시간 동안 수중스피커(60)를 통한 음향송출이 완료되었음이 판단(단계 205)되면 음향발생부(42)의 구동정지(단계 206)시킴과 동시에 육상통제국(80)으로 음향송출완료 신호를 출력(단계 207)하는 음향송출과정(L5)을 수행하게 된다.
상기 음향송출과정(L5)을 완료한 후, MPU(46)는 육상통제국(80)으로부터 사료공급신호가 수신되는지의 여부를 판단(단계 208)하게 되며, 육상통제국(80)으로부터 사료공급신호가 수신될 경우 사료공급장치(50)의 사료공급모터(49)를 구동(단계 209)하여 정량의 사료를 해상으로 투입하게 된다.
이때, 상기 MPU(46)는 사료공급장치(50)에 설치된 근접스위치(55)의 출력신호를 분석하여 투입되는 사료의 정량을 측정하게 되며, 일정량의 사료가 배출이 완료되었음이 판단(단계 210)될 경우 사료공급모터(49)를 정지(단계 211)시킴과 동시에 육상통제국(80)에 사료공급완료 신호를 출력(단계 212)하고, 다음 제어신호를 수신하기 위한 대기상태(213)에 도달하는 사료공급과정(L6)을 수행하게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템은 바다위에 부상되어 있는 부이장치(10)에 설치된 음향 급이장치(20)를 육상에 설치된 육상통제국(80)과 양방향통신이 이루어지도록 하여 육상에서 해상에 있는 음향 급이장치(20)를 원격 제어할 수 있는 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 가두리에서 치어를 중간 육성어까지 성장시키는 과정에서 특정 주파수의 신호를 방성한 후, 인공사료를 살포하는 조건반사 학습을 일정기간 대상 어족에 반복적으로 학습시켜 자연 환경으로 순차적 적응과정에서 방류된 중간 육성어의 생존율을 높이는 바다목장 음향 급이장치에 있어, 어류의 개체수를 확인할 수 있는 수중카메라와, 각종 정보를 무선으로 송수신할 수 있는 장치를 부가하고, 육상에는 상기 음향 급이장치와 양방향 무선통신을 수행하는 육상통제국을 설치함으로써 수중카메라에 의한 영상정보로 어류 개체수의 산정 및 인공사료의 공급량을 조절하여 바다에 부상되어 있는 다수의 부이장치에 설치된 각각의 음향 급이장치를 육상통제국에서 무선신호에 의해 원격제어 할 수 있게 함으로 인해 효율적인 관리가 이루어지도록 함은 물론, 관리 인력 및 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 해상의 부이장치(10)에 설치된 태양전지(30)로부터 구동전원으로 공급하는 전원장치(41)와, 수중으로 어류가 반응하는 음향을 송출시키는 수중스피커(60)와, 상기 수중스피커(60)를 구동하는 음향발생부(42)와, 정량의 인공사료를 공급하는 사료공급장치(50)와, 상기 음향발생부(42) 및 사료공급장치(50)를 제어하는 MPU(46)로 이루어진 콘트롤부(40)가 구비된 음향 급이장치(20)에 있어서,
    상기 콘트롤부(40)는 MPU(46)의 일측단에 연결되어 수중 영상정보를 제공하는 수중카메라(70)와, 상기 MPU(46)의 일측단에 연결되어 송수신되는 데이터를 변조 및 복조하는 신호변복조부(72)와, 상기 신호변복조부(72)의 타측단에 연결되어 안테나(73)를 통해 무선신호를 송출 및 수신하는 무선송수신부(71)를 포함하여 이루어지고,
    상기 음향 급이장치(20)로부터 송출되는 무선신호를 수신하거나 음향 급이장치(20)로 무선 제어신호를 송출하는 안테나(81)와, 상기 안테나(81)를 통해 송수신되는 데이터를 변조 및 복조하는 신호변복조부(83)와, 상기 신호변복조부(83)의 일측단에 연결되어 상기 음향 급이장치(20)에 각종 제어 데이터를 출력하는 컴퓨터(84)로 이루어진 육상통제국(80)이 구비되는 것을 특징으로 하는 바다목장 음향 급이장치의 제어시스템.
  2. 해상의 부이장치에 설치된 음향 급이장치와 육상에 설치된 육상통제국 간에 양방향 통신이 이루어지게 하여 육상통제국에서 음향 급이장치를 무선제어 하도록 하는 바다목장 음향 급이장치의 제어방법에 있어서,
    상기 육상통제국은 시스템 초기화 상태에서 시간을 계수하고, 계수된 시간이 설정된 사료공급 시간인지를 판단하는 사료공급시간 판단과정(L1)과,
    상기 사료공급시간 판단과정(L1)에서 사료공급시간으로 판단되면 음향 급이장치로 음향송출신호를 출력한 후 음향 급이장치로부터 음향송출완료신호가 수신되는지의 여부를 판단하는 음향송출신호 출력과정(L2)과,
    상기 음향송출신호 출력과정(L2) 후, 음향 급이장치로부터 음향송출완료 신호가 수신되면 사료공급 및 사료량의 제어신호를 출력하고, 음향 급이장치로부터 사료공급완료 신호의 수신 여부에 따라 다음 사료공급시간을 계수하는 사료공급신호 출력과정(L3)으로 이루어지고,
    상기 음향 급이장치는 시스템 초기화 상태에서 육상통제국으로부터 제어신호가 수신되는지의 여부를 분석하는 신호분석과정(L4)과,
    상기 신호분석과정(L4)에서 육상통제국으로부터 음향송출신호가 수신되면 음향을 송출하고, 일정시간 음향송출이 완료되면 음향송출 중단과 동시에 육상통제국으로 음향송출완료 신호를 출력하는 음향송출과정(L5)과,
    상기 음향송출과정(L5)이 완료되면 육상통제국으로부터 사료공급신호의 수신여부에 따라 사료를 공급하고, 일정량의 사료가 배출되면 사료공급의 중단과 동시에 육상통제국으로 사료공급완료 신호를 출력하는 사료공급과정(L6)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바다목장 음향 급이장치의 제어방법.
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