KR100798406B1 - A System for Measuring Flow Velocity using Real Time Locating System and a Measuring Float used in the Said System - Google Patents

A System for Measuring Flow Velocity using Real Time Locating System and a Measuring Float used in the Said System Download PDF

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KR100798406B1 KR1020050105148A KR20050105148A KR100798406B1 KR 100798406 B1 KR100798406 B1 KR 100798406B1 KR 1020050105148 A KR1020050105148 A KR 1020050105148A KR 20050105148 A KR20050105148 A KR 20050105148A KR 100798406 B1 KR100798406 B1 KR 100798406B1
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Abstract

본 발명은 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 갈수기 또는 홍수기에 영향을 받지 않고, 측정요원 없이도 자동으로 측정이 가능하며, 측정시의 기후ㆍ광량 및 가시거리ㆍ수위ㆍ유속 등에 관계없이 실시간으로 유속의 측정이 가능한 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자에 관한 것이다.The present invention relates to a flow rate measuring system using a real-time position measuring system and the rich for measurement used therein. More specifically, real-time position measurement is possible without the influence of dry season or flooding, and can be measured automatically without measuring personnel, and it is possible to measure the flow rate in real time regardless of the weather, light quantity, visible distance, water level, and flow rate. The present invention relates to a flow rate measurement system using the system, and a measurement rich used therein.

본 발명의 실시간의 유속을 측정할 수 있는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자는, 하천에 투입되는 부자에 부착되며, 무선랜 통신(WiFi) 또는 저주파 전파식별 통신(RF)을 이용하여 주기적으로 신호를 송신하고, 하드웨어에 부여되는 고유번호에 의하여 개별적으로 변별가능한 다수의 태그; 하천을 따라 배치되어 고정 설치되며, 상기 태그에서 송신되는 신호를 수신하는 다수의 위치수신기; 상기 위치수신기들로부터 수신된 상기 태그들의 신호들을 통합 수집하는 게이트웨이; 상기 게이트웨이로부터 상기 수집된 태그들의 신호들을 전송받고, 상기 게이트웨이에서 전송된 태그들의 신호들과 미리 입력되어 있는 지형도를 바탕으로 연산을 수행하여 하천의 특정 위치 및 특정 시각의 하천 물리량 정보를 실시간으로 산출하는 관리컴퓨터; 상기 관리컴퓨터에 의해 산출된 지리와 시각에 따른 하천 물리량 정보를 저장하는 데이터베이스 서버; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 데이터베이스 서버에 접근하여 저장되어 있 는 상기 지리와 시각에 따른 하천 물리량 정보를 인터넷을 통해 송신하는 웹 서버; 를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 부자에는 하천의 물리량 정보를 더 측정하기 위한 센서가 상기 태그 이외에 더 추가로 탑재되어 있는 것이 바람직하다.Flow rate measurement system using a real-time position measurement system capable of measuring the flow rate of the present invention and the measurement rich used therein, is attached to the rich to be injected into the river, wireless LAN communication (WiFi) or low frequency radio wave identification communication ( A plurality of tags that transmit signals periodically using RF) and are individually distinguishable by unique numbers assigned to hardware; A plurality of position receivers fixedly disposed and arranged along the river, and receiving a signal transmitted from the tag; A gateway for integrating and collecting signals of the tags received from the location receivers; Receives the signals of the collected tags from the gateway and performs calculation based on the signals of the tags transmitted from the gateway and a previously input topographic map to calculate stream physical location information of a specific location and a specific time of the river in real time. Management computer; A database server for storing river physical quantity information according to geography and time calculated by the management computer; And a web server for accessing the database server to transmit stream physical quantity information according to the geography and time stored over the Internet. It is preferable to further include. In addition, it is preferable that the rich person is further equipped with a sensor for further measuring physical quantity information of the river in addition to the tag.

하천, 강, 하류, 유동, 유속, 수위, 센서, 태그, RTLS, RF, RFID, GIS, 부자, 부구, TDOA River, River, Downstream, Flow, Flow Rate, Water Level, Sensor, Tag, RTLS, RF, RFID, GIS, Rich, Float, TDOA

Description

실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자 {A System for Measuring Flow Velocity using Real Time Locating System and a Measuring Float used in the Said System}{A System for Measuring Flow Velocity using Real Time Locating System and a Measuring Float used in the Said System}

도 1은 본 발명에 의한 유속측정 시스템의 시스템 구성도.1 is a system configuration diagram of a flow rate measuring system according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 유속측정 시스템의 설치 운영도.2 is an installation and operation of the flow rate measuring system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 사용되는 TDOA 방법의 설명도.3 is an explanatory diagram of a TDOA method used in the present invention.

도 4는 본 발명에 사용되는 TDOA 방법의 다른 설명도.4 is another explanatory diagram of a TDOA method used in the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 측정용 부자(봉 형태)의 단면도.5 is a cross-sectional view of the measurement rich (rod form) according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 측정용 부자(평면 형태)의 단면도.6 is a cross-sectional view of the measurement rich (planar form) according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

100: 본 발명에 의한 유속측정시스템100: flow rate measuring system according to the present invention

101: 태그 102: 위치수신기101: Tag 102: Position Receiver

103: 게이트웨이 104: 관리컴퓨터103: gateway 104: management computer

105: 데이터베이스 서버 106: 웹 서버105: database server 106: web server

107: 단말기107: terminal

102a, 102b, 102c: 위치수신기 1, 2, 3102a, 102b, 102c: Position receivers 1, 2, 3

200: 측정용 부자 (봉 형태)200: rich for measurement (stick type)

201a: 태그 201b: 센서201a: tag 201b: sensor

202: 방수덮개202: waterproof cover

210: 본체 211: 밀봉캡210: main body 211: sealing cap

212: 모래 213: 내부마개212: sand 213: internal stopper

300: 측정용 부자 (평면 형태)300: rich for measurement (flat form)

301a: 태그 301b: 센서301a: tag 301b: sensor

310: 본체 311: 부유물310: main body 311: float

본 발명은 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 갈수기 또는 홍수기에 영향을 받지 않고, 측정요원 없이도 자동으로 측정이 가능하며, 측정시의 기후ㆍ광량 및 가시거리ㆍ수위ㆍ유속 등에 관계없이 실시간으로 유속의 측정이 가능한 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자에 관한 것 이다.The present invention relates to a flow rate measuring system using a real-time position measuring system and the rich for measurement used therein. More specifically, real-time position measurement is possible without the influence of dry season or flooding, and can be measured automatically without measuring personnel, and it is possible to measure the flow rate in real time regardless of the weather, light quantity, visible distance, water level, and flow rate. The present invention relates to a flow rate measurement system using the system, and to the measurement rich used therein.

종래에는 유속을 측정하기 위해서 상당히 많은 부분을 측정요원들에게 의존하여 왔다는 것은 주지의 사실이다. 종래의 유속 측정 방법은 크게 세 가지를 들 수 있는데, 그 세 가지는 유속계를 사용하는 방법ㆍ부자를 이용하는 방법ㆍ전자파 표면유속계를 이용하는 방법이다. 유속계를 사용하는 방법은 갈수기 및 유속이 느리거나 수심이 얕은 지역에서, 부자를 이용하는 방법은 홍수기 및 유속이 빠르거나 수심이 깊은 지역에서 각각 효과적으로 사용되고 있으며 전자파 표면 유속계는 상기 두 방법과 비교하여 보다 정확한 유속 및 유량 정보를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 물과 직접 접촉하지 않고도 유속을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 구체적으로 각 방법들에 대해 설명하자면, 유속계를 이용하는 방법에서는 여러 가지 영향을 고려하여 적절한 측정지점을 선정하고 측정요원들이 선정된 측정지점에 유속계를 투입하여 유속을 측정하며, 부자를 이용하는 방법에서는 하나 또는 둘 이상의 관측선을 선정하고 측정요원들 간에 통신 체계를 이룬 후, 투입된 부자가 각 관측선을 지나는 시각을 측정요원들의 목측 및 초시계로 측정하여 이를 바탕으로 유속을 측정한다. 또한 전자파 표면유속계는 하천의 횡단 방향으로 설치되며, 일정한 주파의 전파를 물 표면에 발사하여 반사되는 전파를 수신하여 도플러 주파수를 얻어냄으로써 유속을 측정한다.It is well known that in the past, a large portion of the measurement has been relied on by the measurement personnel. Conventional flow rate measurement methods can be classified into three types, three of which are a method of using a flow meter, a method of using rich parts, and a method of using an electromagnetic wave surface flow meter. The use of a tachometer is effective in dry seasons and areas with low or low water velocities, and the use of the rich is used in floods, high speed and deep water areas, and electromagnetic surface tachometers are more accurate than the two methods. In addition to obtaining flow rate and flow rate information, there is an advantage in that the flow rate can be measured without direct contact with water. Specifically, each method will be described.In the method of using the tachometer, the appropriate measuring point is selected in consideration of various effects, and the measuring personnel input the tachometer to the selected measuring point to measure the flow rate. Alternatively, after selecting two or more observation lines and establishing a communication system between the measurement personnel, the flow rate of the rich man who passed through each observation line was measured using the observers' visual and stopwatches. In addition, the electromagnetic wave surface velocity meter is installed in the transverse direction of the river, and measures the flow rate by receiving a reflected wave by launching a radio wave of a constant frequency on the water surface.

상술한 각 방법들의 설명에서 알 수 있듯이, 유속계나 부자를 이용하는 방법에서는 훈련된 측정요원들이 절대적으로 다수 필요하다는 사실을 알 수 있으며, 뿐만 아니라 홍수기와 같이 유속이 빠른 시기나 수심이 깊은 지역에서의 유속을 측정 할 때와 같은 경우 측정요원들에게 안전사고가 발생할 위험이 매우 커진다. 또한, 유속계를 사용한 유속의 측정은 단지 유속계가 위치하는 단일 지점에서의 유속밖에는 측정할 수 없기 때문에 하천 전체의 평균 유속을 구하기 위해서는 다수의 지점에서 측정하고 이 데이터로부터 평균 유속을 산출해야 하며, 부자를 이용한 유속의 측정은 부자의 관측이 측정요원들의 목측으로 이루어지고 시각의 측정 역시 측정요원들이 초시계를 작동하는 것으로 이루어진다는 점을 감안하여 볼 때, 상기 두 방법은 다수의 인력을 동원해야 함에도 불구하고 부정확한 데이터를 얻게 될 가능성을 배제할 수 없다. 전자파 표면유속계를 사용하는 경우에는 보다 정확한 데이터를 얻을 수는 있으나, 하천이 일정 속도 이상의 유속(현재 통상 0.5m/s)을 가지고 있는 경우에만 측정이 가능하며 측정 과정에서 중복적인 작업이 많이 이루어진다는 단점을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 상기의 방법들 모두는 시시각각 변화하는 하천의 유속을 실시간으로 측정하는 것이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.As can be seen from the description of each of the above methods, the use of a tachometer or a rich mandate shows that there are absolutely a large number of trained measuring personnel. For example, when measuring flow rates, the risk of safety accidents to measurement personnel increases. In addition, since the measurement of the flow rate using the tachometer can only be measured at the single point at which the tachometer is located, in order to find the average flow velocity of the entire stream, it is necessary to measure at several points and calculate the average flow rate from this data. The flow rate measurement using the two methods requires a large number of manpower, considering that the observation of the rich is made by the observer's neck and the measurement of the time is made by the measurement personnel operating the stopwatch. And the possibility of getting inaccurate data cannot be ruled out. When using an electromagnetic surface flowmeter, more accurate data can be obtained.However, it is possible to measure only when the river has a flow velocity higher than a certain speed (currently 0.5m / s). It has a disadvantage. In addition, all of the above methods have a problem in that it is impossible to measure the flow velocity of a river that changes every time.

그 뿐만 아니라, 본질적으로 상기의 방법들로 유속을 측정하게 되면 단지 하천의 유속ㆍ유량 정보밖에는 구할 수가 없어, 수온ㆍ수압ㆍ탁도ㆍ특정 물질(예를 들어 산소ㆍ오염 물질 등)의 농도 등을 구하기 위해서는 새로이 측정 작업을 시행해야만 하기 때문에, 중복 작업이 일어날 뿐만 아니라 작업에 따르는 위험 요소 등도 고스란히 반복되는 불편함이 가중되었다.In addition, when the flow rate is measured by the above methods, only the flow rate and flow rate information of the stream can be obtained. Therefore, the concentration of water temperature, water pressure, turbidity, and certain substances (for example, oxygen and pollutants) can be determined. In order to obtain a new measurement task, a duplicate task is not only duplicated, but also the risks of the task are repeated.

이러한 불편함의 많은 부분은 장비 및 측정 방법 자체의 한계에 기인하고 있으며, 따라서 상기와 같은 불편을 해소하기 위해서는 유속 측정 장비 및 시스템의 개선이 매우 요구되고 있는 실정이다.Many of these inconveniences are due to the limitations of the equipment and the measurement method itself, and therefore, in order to solve such inconveniences, improvements in flow rate measuring equipment and systems are highly required.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 갈수기 또는 홍수기나 수심의 깊이, 유속의 빠르기 등에 관계없이, 적은 인원 내지는 자동으로 안전하게, 실시간의 유속 및 그 이외의 하천 정보를 측정할 수 있는 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to secure a real-time, small number of people automatically or automatically, regardless of the dry season or flooding period, depth of depth, speed of the flow rate, etc. The present invention provides a flow rate measuring system capable of measuring flow rate and other river information, and a measurement rich part used therein.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시간의 유속을 측정할 수 있는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자는, 하천에 투입되는 부자에 부착되며, 무선랜 통신(WiFi) 또는 저주파 전파식별 통신(RF)을 이용하여 주기적으로 신호를 송신하고, 하드웨어에 부여되는 고유번호에 의하여 개별적으로 변별가능한 다수의 태그; 하천을 따라 배치되어 고정 설치되며, 상기 태그에서 송신되는 신호를 수신하는 다수의 위치수신기; 상기 위치수신기들로부터 수신된 상기 태그들의 신호들을 통합 수집하는 게이트웨이; 상기 게이트웨이로부터 상기 수집된 태그들의 신호들을 전송받고, 상기 게이트웨이에서 전송된 태그들의 신호들과 미리 입력되어 있는 지형도를 바탕으로 연산을 수행하여 하천의 특정 위치 및 특정 시각의 하천 물리량 정보를 실시간으로 산출하는 관리컴퓨터; 상기 관리컴퓨터에 의해 산출된 지리와 시각에 따른 하천 물리량 정보를 저장하는 데이터베이스 서버; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 데이터베이스 서버에 접근하여 저장되어 있는 상기 지리와 시각에 따른 하천 물리량 정보를 인터넷을 통해 송신하는 웹 서버; 를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 부자에는 하천의 물리량 정보를 더 측정하기 위한 센서가 상기 태그 이외에 더 추가로 탑재되어 있는 것이 바람직하다.Flow rate measurement system using a real-time position measurement system that can measure the real-time flow rate of the present invention for achieving the above object, and the measurement rich used therein, is attached to the rich to be injected into the river, wireless LAN communication A plurality of tags that transmit signals periodically using Wi-Fi or low frequency radio frequency identification (RF), and which are individually distinguishable by unique numbers assigned to hardware; A plurality of position receivers fixedly disposed and arranged along the river, and receiving a signal transmitted from the tag; A gateway for integrating and collecting signals of the tags received from the location receivers; Receives the signals of the collected tags from the gateway and performs calculation based on the signals of the tags transmitted from the gateway and a previously input topographic map to calculate stream physical location information of a specific location and a specific time of the river in real time. Management computer; A database server for storing river physical quantity information according to geography and time calculated by the management computer; And a web server for accessing the database server to transmit stream physical quantity information according to the geography and time stored over the Internet. It is preferable to further include. In addition, it is preferable that the rich person is further equipped with a sensor for further measuring physical quantity information of the river in addition to the tag.

상기 하천 물리량 정보는 유속을 포함하며, 수위, 수온, 수압, 수량, 탁도, 특정 물질의 농도 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함하도록 한다. 상기 위치수신기는, 고주파 대역에서는 상기 태그가 무선랜 통신(WiFi)을 통하여 송신한 신호를 수신하고, 저주파 대역에서는 저주파 전파식별 리더기(RFID Reader) 기능을 겸하여 작동함으로써 상기 태그가 송신하는 신호를 수신하며, 상기 관리컴퓨터가 수행하는 연산은, TDOA(Time Difference of Area) 방식을 사용하여 상기 태그의 시간에 따른 위치 정보를 구하고, 상기 구해진 태그의 시간에 따른 위치 정보를 바탕으로 유속 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 관리컴퓨터가 상기 게이트웨이가 수집한 상기 태그들의 신호를 수신받기 위한 수단으로 유선 통신ㆍ무선랜(WiFi) 통신 또는 CDMA 통신 중 어느 한 가지를 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.상기 위치수신기에 전원을 공급하기 위한 수단으로는 PoE(Power of Ethernet)를 사용할 수도 있으며, 혹은 전기 선로ㆍ태양 전지ㆍ건전지 또는 충전기 중 어느 한 가지를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 한다.The stream physical quantity information includes a flow rate and further includes at least one of water level, water temperature, water pressure, quantity, turbidity, and concentration of a specific substance. The location receiver receives a signal transmitted by the tag through a wireless LAN communication (WiFi) in a high frequency band and serves as a low frequency RFID reader function in a low frequency band to receive a signal transmitted by the tag. The operation performed by the management computer may be performed by obtaining a location information according to time of the tag using a time difference of area (TDOA) method and calculating flow velocity information based on the obtained location information according to time of the tag. It is characterized by. In addition, it is preferable that the management computer selectively use any one of wired communication, wireless LAN (WiFi) communication or CDMA communication as a means for receiving the signals of the tags collected by the gateway. As a means for supplying power, PoE (Power of Ethernet) may be used, or an electric line, a solar cell, a battery, or a charger may be selectively used.

또한, 본 발명에 의한 측정용 부자는 무선랜 통신(WiFi) 또는 저주파 전파식별 통신(RF)을 이용하여 주기적으로 신호를 전송하고, 하드웨어에 부여되는 고유번호에 의하여 개별적으로 변별가능한 태그가 탑재되며, 물에 뜨는 부구가 장착되고 장방형인 것을 특징으로 하며, 하천의 물리량 정보를 더 측정하기 위한 센서가 상 기 태그 이외에 더 추가로 탑재되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 신호가 전송되는 주기를 제어하는 프로그램 및 전송할 신호의 내용을 저장하는 메모리가 더 구비되어 있는 것이 바람직하며, 상기 신호가 전송되는 주기는 사용자의 목적에 따라 다르게 프로그래밍될 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the measurement rich according to the present invention periodically transmits a signal using a wireless LAN communication (WiFi) or low frequency radio frequency identification (RF), and the tag is individually distinguishable by a unique number assigned to the hardware In addition, the floating float is characterized in that the rectangle, and the sensor for measuring the physical quantity information of the river is more preferably mounted in addition to the tag. In addition, it is preferable to further include a program for controlling the period for transmitting the signal and a memory for storing the contents of the signal to be transmitted, the period in which the signal is transmitted may be differently programmed according to the user's purpose do.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템 및 이에 사용되는 측정용 부자를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the flow rate measuring system using the real-time position measuring system according to the present invention having the configuration as described above and the measurement rich used for this will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템의 구성을 개략적으로 도시화한 것이다. 부자에 부착된 태그(101)는 하천에 투입되어 하천을 따라 흘러가면서 주변에 신호를 보내는데, 자신의 위치를 알리기 위해서 도 1에 표시된 바와 같이 (원거리 송신을 위한) 고주파 대역에서는 무선랜 통신(WiFi) 신호를, (근거리 송신을 위한) 저주파 대역에서는 저주파 전파식별 통신(RF) 신호를 송신한다. 이 때 태그(101)는 자신의 위치 뿐 아니라 부자에 더 부착되어 있는 센서(도 1에는 미도시)에서 측정한 그 위치에서의 수위ㆍ수온ㆍ수압ㆍ수량ㆍ탁도ㆍ특정 물질(예를 들어 산소ㆍ오염물질 등)의 농도 등과 같은 하천의 물리량에 관한 정보가 담긴 신호를 함께 송신할 수 있다.Figure 1 schematically shows the configuration of the flow rate measurement system using a real-time position measurement system according to the present invention. The tag 101 attached to the rich is put into the stream and flows along the stream, and sends a signal to the surroundings. As shown in FIG. 1 to inform its location, wireless communication (WiFi) is performed in the high frequency band (for long distance transmission). Signal) and a low frequency radio frequency identification communication (RF) signal in the low frequency band (for near field transmission). At this time, the tag 101 is not only its own position, but also the water level, water temperature, water pressure, quantity, turbidity, and a specific substance (for example, oxygen) measured at the position measured by a sensor (not shown in FIG. 1) which is further attached to the rich man. • A signal containing information on the physical quantity of the river, such as the concentration of pollutants, etc., can be transmitted together.

위치수신기(102)에서는 이 태그에서 송신되어 온 신호를 수신한다. 위치수신 기(102)에는 무선랜 통신(WiFi) 신호를 수신할 수 있는 수신기가 구비되어 있으며, 또한 저주파 전파식별 리더기(RFID Reader) 기능도 구비되어 있어 소정 범위 내의 저주파 전파식별 태그(RFID Tag)를 활성화(activate)시켜 신호를 수신할 수 있도록 되어 있다. (즉, 고주파 대역에서는 무선랜 통신(WiFi) 신호를, 저주파 대역에서는 저주파 전파식별 통신(RF) 신호를 수신할 수 있도록 되어 있다.) 각 위치수신기(102)에서 수신한 태그(101)들의 신호들은 게이트웨이(103)으로 통합되어 수집되는데, 이 때 위치수신기(102)와 게이트웨이(103) 사이에는 유선랜(LAN)ㆍ무선랜(WiFi)ㆍCDMA 등 근거리 및 원거리 모두를 위한 통신 수단이 구비됨으로써 정보의 누락이 없도록 하는 것이 바람직하다. 상기 게이트웨이(103)로 취합된 신호들은 관리컴퓨터(104)로 보내져서 분석되고, 또한 소정의 연산을 거쳐 상기 태그(101)의 위치 정보가 산출된다. 관리컴퓨터(104)에 의하여 산출된 태그(101)의 위치 정보는 태그(101)의 속도 정보, 곧 하천의 유속 정보를 산출할 수 있게 해 주며, 또한 동시에 태그(101)로부터 수신된 하천의 물리량 정보들도 상기 산출된 위치 정보와 취합 기록된다. 상기와 같은 과정을 거쳐 관리컴퓨터(104)에 의해 각 지리와 시각에 따라 유속 및 하천의 물리량 정보들이 산출되며, 또한 관리컴퓨터(104) 상에서 실시간으로 표시될 수 있게 된다.The position receiver 102 receives a signal transmitted from this tag. The location receiver 102 is provided with a receiver capable of receiving a wireless LAN communication (WiFi) signal, and also has a low frequency RFID reader function so that a low frequency RFID tag within a predetermined range is provided. Activate to activate the signal. (I.e., it is possible to receive a wireless LAN communication (WiFi) signal in the high frequency band, and a low frequency radio frequency identification communication (RF) signal in the low frequency band.) Signals of the tags 101 received by each position receiver 102 They are collected by being integrated into the gateway 103. At this time, information is provided between the location receiver 102 and the gateway 103 by communication means for both short-range and long-distance such as a wired LAN, a wireless LAN, and CDMA. It is desirable that there is no omission of. The signals collected by the gateway 103 are sent to the management computer 104 for analysis, and the position information of the tag 101 is calculated through a predetermined operation. The location information of the tag 101 calculated by the management computer 104 makes it possible to calculate the speed information of the tag 101, that is, the flow velocity information of the stream, and at the same time the physical quantity of the stream received from the tag 101. Information is also collected and recorded with the calculated position information. Through the above process, the physical quantity information of the flow rate and the river is calculated according to each geography and time by the management computer 104, and can be displayed on the management computer 104 in real time.

상기의 태그(101)의 위치 정보에 따라 산출 및 기록된 각 지리와 시각별 유속 및 하천의 물리량 정보들은 관리컴퓨터(104)에 표시될 뿐 아니라 이에 연결된 데이터베이스 서버(105)에 저장된다. 여기에, 웹 서버(106)가 더 구비되어 있음으로써 상기 데이터베이스 서버(105)에 저장되어 있는 정보를 인터넷을 통해 다른 컴 퓨터ㆍ노트북ㆍ휴대폰 등의 단말기(107)로 접근하여 읽을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The geographic and time-specific flow velocity and stream physical quantity information calculated and recorded according to the location information of the tag 101 are displayed on the management computer 104 as well as stored in the database server 105 connected thereto. Further, the web server 106 is further provided so that the information stored in the database server 105 can be read and accessed by the terminal 107 such as another computer, laptop or mobile phone through the Internet. desirable.

종래에는 저주파 전파식별 통신(RF)만을 이용하였던 바, 인식가능 범위가 5~10m 정도밖에 되지 않을 뿐만 아니라, 상기 범위 내에 태그가 포함되었는지의 여부밖에는 판단할 수 없어 태그의 정확한 위치 정보를 측정할 수 없었으며, 또한 위치 추적을 위해서는 GPS나 INS와 같은 위치 정보 하드웨어가 별도로 필요하며 지형이나 하천의 상태(파고의 진폭이 크거나 유속이 빠를 경우 등)에 따라 정보가 누락되는 등 위치 추적에 많은 어려움이 따랐으나, 본 방법이 제시하는 방법에 의하면 상기와 같은 문제점이 모두 해결될 뿐만 아니라, 상기 설명한 바와 같은 고가의 GPS나 INS 장비가 필요치 않기 때문에 시스템을 구성하는 데 드는 비용도 절약할 수 있어 경제적인 효과 또한 얻을 수 있는 장점이 있다.Conventionally, only the low frequency radio frequency communication (RF) is used, and the recognition range is only about 5 to 10 m, and only the tag can be determined whether or not the tag is included in the range. In addition, location tracking requires separate positioning hardware such as GPS or INS, and many kinds of location tracking methods are missing depending on the terrain or river conditions (such as high wave amplitude or high velocity). Difficulties followed, but the method proposed by this method not only solves all of the above problems, but also saves the cost of configuring the system because expensive GPS or INS equipment as described above is not required. Economic benefits also have advantages.

도 2는 본 발명에 의한 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템의 실제 설치 및 운영 상태를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 부자에 부착된 다수의 태그(101)들을 하천에 투하하여 상기 태그(101)들이 하천의 흐름에 따라 흘러내려가도록 하며, 다수의 위치수신기(102)들이 상기 태그(101)들에서 송신되는 신호를 수신할 수 있도록 하천 주변에 미리 설치된다. 위치수신기(102)들은 위치수신기(102) 자신의 성능ㆍ태그(101)의 신호 발신 성능 및 지형과 유속 등의 주변 환경에 따른 외부 요인에 따라 설치되는 간격ㆍ위치 및 전원 공급 방법이 선택적으로 결정되는 것이 바람직한데, 특히 물의 침범으로 인하여 기기의 고장이 일어나지 않고 안정적으로 운영될 수 있도록 방수를 철저히 하도록 한다. 위치수신기(102)가 게이트웨이(103)와 가까운 경우에는 무선랜 통신(WiFi)을 이용하는 것이 가장 시스템을 구축하기 손쉬운 방법이지만, 거리가 무선랜 통신(WiFi)을 이용할 수 있는 범위(현재 대략 200m)를 넘어서는 경우에는 자료의 손실이 없도록 CDMA 통신 등의 성능을 구비하도록 함이 바람직하다. 또한, 전원을 공급함에 있어 고정 설치되어 있는 경우에는 전원 공사나 태양 전지 등을 이용하게 하여도 무방하나, 상기와 같은 전원 공급을 위한 장비 설치에는 공사 비용이 많이 들어가게 되는 점을 고려하여 경제성을 높이기 위해서, 공사가 힘든 지역 또는 임시 측정 지역인 경우와 같은 때에는 충전기나 건전지를 사용하도록 하는 것이 바람직하다. 아울러, 고정 설치되어 있는 경우와 같이 위치수신기(102)에 전원이 유선으로 공급되는 경우에 있어서, 위치수신기(102)에 정보 및 전력을 동시에 공급할 수 있는 PoE(Power of Ethernet) 기술을 도입한 전원 공급 방법을 이용하여도 무방하다.Figure 2 shows the actual installation and operation of the flow rate measurement system using a real-time position measurement system according to the present invention. As shown, a plurality of tags 101 attached to the rich drop into the stream so that the tags 101 flow down as the stream flows, and the plurality of position receivers 102 are connected to the tags 101. It is pre-installed around the river to receive the signal transmitted from. The location receivers 102 selectively determine the interval, location, and power supply method installed according to the location receiver 102's own performance, signal transmission performance of the tag 101, and external factors according to the surrounding environment such as terrain and flow velocity. In particular, it is recommended to thoroughly waterproof the equipment so that it can be operated stably without malfunctioning due to water intrusion. If the location receiver 102 is close to the gateway 103, using the wireless LAN communication (WiFi) is the easiest way to build a system, but the distance is within the range that can use the wireless LAN communication (WiFi) (currently approximately 200m) In case of exceeding the above, it is desirable to have a performance such as CDMA communication so that there is no loss of data. In addition, in the case of fixed installation of power supply, power construction or solar cell may be used. However, considering the fact that the installation cost for power supply is high, the construction cost is increased. For this reason, it is desirable to use a charger or a battery when the construction is difficult or in a temporary measurement area. In addition, in the case where power is supplied to the location receiver 102 by wire, as in the case where it is fixedly installed, a power source employing a PoE (Power of Ethernet) technology that can simultaneously supply information and power to the location receiver 102. The supply method may be used.

현대에 위치측정 방법으로 사용되고 있는 것은 대표적으로 TDOA 방식과 RSSI(Radio Signal Strength Indicator/Received Signal Strength Indication) 방식이 있는데, RSSI 방식은 바로 단말기로 들어오는 모든 수신 신호의 세기(양)만을 측정하는 것이므로 간단하게 구현이 가능하기는 하지만 다수의 신호에 대하여 반사/간섭 효과 및 쉐도우 효과 등이 일어나는 영향에 의하여 거리 측정에 에러를 유발할 수 있으며, 특히 비선형적인 증식 환경 하에서는 신뢰도가 떨어지는 것이 사실이기 때문에, 본 발명에서는 보다 위치 신뢰도가 우수한 TDOA 방식을 도입하였다.The TDOA method and the Radio Signal Strength Indicator / Received Signal Strength Indication (RSSI) method are typically used as a location measuring method in modern times. The RSSI method is a simple method because it measures only the strength (quantity) of all received signals coming into the terminal. Although it can be easily implemented, errors may occur in the distance measurement due to reflection / interference effects and shadow effects on a plurality of signals, and in particular, since reliability is inferior in a nonlinear propagation environment, the present invention Introduced TDOA method with better position reliability.

도 3 및 도 4는 바로 상술한 바와 같은 본 발명에서 이용하는 위치측정 방법의 기본 원리인 TDOA(Time Difference of Area) 방법을 설명하기 위하여 도시한 것이다.3 and 4 illustrate a time difference of area (TDOA) method, which is a basic principle of the position measuring method used in the present invention as described above.

도 3은 태그(101)의 위치에 따른 시간차를 구하는 과정을 도시한 것이다. 도 3의 (A)에서 보이는 바와 같이, 세 개의 위치수신기(102a, 102b, 102c: 이하, 통합 표현시에는 102*로 표기한다)에서 태그(101)의 신호를 수신함으로써 태그(101)의 위치를 측정하게 되는데, 태그(101)에서 송신된 발신신호ㆍ지연된 태그신호ㆍ각각의 위치수신기에서의 수신신호(수신신호1, 수신신호2, 수신신호3)들이 도 3의 (B)에서와 같이 나타난다. TDOA 방식에서는 TOA(Time Of Area) 방식과는 달리, 신호가 수신된 절대 시각을 추정하는 것이 목적이 아니고, 각 위치수신기(102*)에서 수신된 신호들 간의 시간의 차이를 추정하는 것이 목적이기 때문에, 최초에 태그(101)에서 신호가 송신된 시각이나 지연된 시간 등을 정확히 따지지 않아도 된다. 그러므로, 임의로 설정한 기준 시각 T0로부터 각 위치수신기1(102a)ㆍ위치수신기2(102b)ㆍ위치수신기3(102c)에서 특정 펄스가 수신될 때까지의 시간차 T1ㆍT2ㆍT3를 측정하며, 게이트웨이 혹은 관리컴퓨터에서 취합되는 바로 이 시간차 정보들에 의하여 위치 추정이 이루어지게 된다. 이와 같은 기본 원리로써 시간차를 구하되, 실제 현장에서는 일반적으로 다음과 같은 상호상관(Correlation) 방법을 사용한다. 태그(101)로부터 송신되는 신호나 잡음 등은 모두 시간에 따른 전파의 세기로써, 시간을 독립변수로 갖는 함수들로 볼 수 있다. 그러므로 다음과 같은 식을 생각할 수 있다.3 illustrates a process of obtaining a time difference according to the position of the tag 101. As shown in Fig. 3A, the position of the tag 101 is received by receiving the signal of the tag 101 from the three position receivers 102a, 102b and 102c (hereinafter referred to as 102 * in the integrated expression). The outgoing signal transmitted from the tag 101, the delayed tag signal, and the received signal (received signal 1, received signal 2, received signal 3) at each position receiver are measured as shown in FIG. appear. Unlike the time of area (TOA) method, the TDOA method is not intended to estimate an absolute time at which a signal is received, but is to estimate a time difference between signals received at each position receiver 102 *. For this reason, it is not necessary to accurately determine the time at which the signal was first transmitted from the tag 101, the delayed time, or the like. Therefore, the time difference T 1, T 2, T 3 from the arbitrarily set reference time T 0 until a specific pulse is received at each position receiver 1 102a, position receiver 2 102b, and position receiver 3 102c. The location estimation is performed based on the time difference information collected at the gateway or management computer. To calculate the time difference based on this basic principle, in practice, the following correlation method is generally used. Signals and noises transmitted from the tag 101 are the strengths of radio waves over time, and can be viewed as functions having time as an independent variable. Therefore, we can think of the following equation.

Figure 112005063444280-pat00001
Figure 112005063444280-pat00001

상기의 식에서 i, j는 각각의 위치수신기를 구별하기 위해 부여되는 첨자이며, x(t)는 위치수신기에서 수신된 신호, s(t)는 태그로부터 송신된 신호, n(t)는 잡음(노이즈), Δt는 태그로부터 송신된 시간으로부터 위치수신기에서 수신한 시간까지 지연된 시간 간격을 의미한다. 이 두 신호를 충분히 긴 시간에 대하여 하기와 같은 식을 사용하여 상호상관(Correlation) 시키고, 상호상관 값(R xixj )이 최대가 될 때의 τ값을 구하면 이것이 바로 원하는 TDOA, 즉 시간차 값이 된다.In the above formula, i and j are subscripts assigned to distinguish each location receiver, x (t) is a signal received from the location receiver, s (t) is a signal transmitted from the tag, and n (t) is noise ( Noise), Δt means the time interval delayed from the time transmitted from the tag to the time received by the position receiver. Correlation these two signals for a sufficiently long time using the following equation, and find the value of τ when the cross-correlation value ( R xixj ) becomes the maximum. This is the desired TDOA, that is, the time difference value. .

Figure 112005063444280-pat00002
Figure 112005063444280-pat00002

상기와 같은 TDOA 방법은 여러 문헌에 의하여 연구 및 발표된 바 있고 일반적으로 널리 사용되고 있는 원리로서, TDOA 방법을 사용한 여러 가지 위치측정 알고리즘들 및 여러 학자들에 의하여 제시된 해법들이 다수 존재하고 있으며, 본 명세서에서는 이에 관하여 상기와 같은 개략적인 설명을 하는 것에 그치기로 한다. 다만, TDOA 방식에 있어서도 기존의 여러 가지 알고리즘들, 스미스와 아벨(Smith & Abel)이 제안한 해법 등이 있으나 실제 환경에 도입해 온 경험적 결과에 의하여 찬과 호(Chan & Ho)가 제안한 방법이 지상의 기지국을 이용하는 위치 결정에 있어서 최적의 성능을 보여 주는 것으로 알려지고 있으므로, 본 발명에서도 상술한 찬과 호(Chan & Ho)가 제시한 방법에 의한 TDOA 방법을 사용하는 것이 바람직하다.The TDOA method as described above has been studied and published by various literatures, and is a widely used principle. There are a number of positioning algorithms using the TDOA method and a number of solutions proposed by various scholars. In this regard, only the above brief description will be given. However, in the TDOA method, there are various existing algorithms and solutions proposed by Smith & Abel, but the method proposed by Chan & Ho is based on the empirical results introduced into the real environment. Since it is known to show the optimum performance in the position determination using the base station, it is preferable to use the TDOA method according to the method proposed by Chan & Ho described above in the present invention.

도 4는 상기와 같은 방법에 의하여 구한 시간차를 이용해서 실제 태그(101)의 위치를 구하는 알고리즘 원리를 도시하고 있다. 태그(101)에서 신호가 송신되면 각각의 위치수신기(102*)에서 이 태그(101)의 신호가 수신되기는 하되, 태그(101)가 송신한 시각에 동시에 수신되는 것이 아니라 태그(101)와 위치수신기(102*)가 떨어진 거리에 따라 시간이 지연되어 신호가 수신된다. 두 개의 위치수신기(102*)에 대하여, 태그(101)의 신호를 수신한 시각이 차이나는 값은 바로 태그(101)와 각각의 위치수신기(102*)들 사이의 거리의 차에 비례하게 되며, 따라서 태그(101)는 이론적으로 두 위치수신기(102*)를 초점으로 하는 쌍곡선 상 어딘가에 존재한다는 것을 알 수 있다. 상기와 같은 방식으로 두 개의 위치수신기(102*)에 대하여 쌍곡선의 궤적을 구할 수 있으며, 마찬가지로 다른 두 개의 위치수신기(102*)를 선정하여 다른 쌍곡선의 궤적도 구할 수 있다. 도 4에서는 위치수신기1(102a) 및 위치수신기2(102b)를 초점으로 하는 쌍곡선 A와, 위치수신기2(102b) 및 위치수신기3(102c)을 초점으로 하는 쌍곡선 B를 구하여 도시하였다. 태그(101)는 상기 쌍곡선 A 및 쌍곡선 B가 표시하고 있는 궤적 위에 반드시 존재해야 하기 때문에, 모든 조건을 만족시키는 위치는 도 4에 도시된 바와 같이 쌍곡선 A와 쌍곡선 B가 만나는 교점 위치가 되며, 이와 같은 방법으로 태그(101)의 위치에 관한 특정해(Unique Solution)를 구할 수 있게 된다.4 shows an algorithm principle of finding the position of the actual tag 101 by using the time difference obtained by the above method. When the signal is transmitted from the tag 101, the signal of the tag 101 is received at each position receiver 102 *, but is not simultaneously received at the time when the tag 101 is transmitted. The signal is received with a time delay depending on the distance the receiver 102 * is away. With respect to the two position receivers 102 *, the difference in the time at which the signal of the tag 101 is received is directly proportional to the difference in the distance between the tag 101 and the respective position receivers 102 *. Thus, it can be seen that the tag 101 is theoretically somewhere on a hyperbola with the two position receivers 102 * in focus. In this manner, the trajectories of the hyperbolic curves can be obtained for the two position receivers 102 *. Similarly, the trajectories of the other hyperbolic curves can be obtained by selecting two other position receivers 102 *. In Fig. 4, a hyperbolic A focusing on the position receiver 1 102a and the position receiver 2 102b, and a hyperbola B focusing on the position receiver 2 102b and the position receiver 3 102c are shown. Since the tag 101 must exist on the trajectory indicated by the hyperbolic A and the hyperbolic B, the position satisfying all the conditions is the intersection position where the hyperbolic A and the hyperbolic B meet as shown in FIG. In the same manner, a unique solution regarding the position of the tag 101 can be obtained.

도 5와 6은 본 발명에서 제시하는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템에 사용되는 측정용 부자(200, 300)의 구성을 나타낸 개략도이며, 각각 도 5는 봉 형태 부자의 단면도이며, 도 6은 평면 형태 부자의 사시도이다.5 and 6 are schematic views showing the configuration of the measurement rich (200, 300) used in the flow rate measurement system using a real-time position measurement system proposed in the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view of the rod-shaped rich, Figure 6 Is a perspective view of a rich man in flat form.

도 5를 통해 봉 형태 부자(200)의 구성에 대하여 설명한다. 먼저, 긴 파이프 모양의 본체(210)의 상ㆍ하단부는 밀봉캡(211)에 의하여 밀봉되는데, 본체(210)의 내부에는 모래(212)와 같은 무거운 물질이 수용되며 내부마개(213)에 의하여 상기 모래(212)가 고정됨으로써, 본체(210)의 상부에 빈 공간이 남아 전체적인 본 측정용 부자(200)의 무게중심이 하단부에 집중될 수 있도록 한다. 상기와 같이 무게중심이 하단부에 집중됨으로써, 측정용 부자(200)가 하천에 투입되어 부유할 때 수면에 대하여 수직 방향으로 선 채로의 위치를 유지할 수 있게 된다. 빈 공간이 존재하는 쪽의 밀봉캡(211) 상부에는 태그(201a)와 센서(201b)가 부착되어, 센서(201b)에 의하여 하천의 물리량 정보(수위, 수온, 수압, 수량, 탁도, 특정 물질의 농도 등)가 측정되며, 태그(201a)에 의해 상기 물리량 정보를 포함한 신호가 송신되게 된다. 상기 태그(201a)는 방수덮개(202)에 의해 보호됨으로써 외부로부터의 충격이나 침수에 의한 오작동을 일으키지 않을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The configuration of the rod-shaped rich body 200 will be described with reference to FIG. 5. First, the upper and lower ends of the long pipe-shaped main body 210 are sealed by a sealing cap 211. A heavy material such as sand 212 is accommodated in the main body 210 and the inner plug 213 is used. As the sand 212 is fixed, an empty space remains on the upper portion of the main body 210 so that the center of gravity of the entire measurement rich man 200 can be concentrated on the lower end portion. As described above, the center of gravity is concentrated on the lower end portion, so that the measurement rich 200 is kept in a vertical position with respect to the surface of the water when it is introduced into the river and floats. The tag 201a and the sensor 201b are attached to an upper portion of the sealing cap 211 on the side where the empty space exists, and the physical quantity information of the river (water level, water temperature, water pressure, quantity, turbidity, and a specific substance) by the sensor 201b. Concentration, etc.), and a signal including the physical quantity information is transmitted by the tag 201a. The tag 201a is preferably protected by the waterproof cover 202 so that the tag 201a may not be malfunctioned due to an external shock or immersion.

도 6에 도시된 평면 형태 부자(300)는, 상기 설명한 봉 형태 부자(200)과 거의 같은 구성으로 되어 있으나, 봉 형태 부자(200)에서 상단 밀봉캡(211) 위치에 부유물(311)이 더 구비되어 있는 점이 다르다. 상기 부유물(311)은 스티로폼과 같이 물에 잘 뜰 수 있는 소재로 되고 넓은 평면 형태로 형성되어 있음으로써, 봉 형태 부자(200)에서 본체(210) 내부의 하단에 수용되어 무게중심을 하단에 집중할 수 있도록 한 모래(212)와 마찬가지의 기능(물론 평면 형태 부자(300)에도 내부 마개ㆍ모래ㆍ밀봉캡이 모두 구비되어 있음에 주의), 즉 물 속에서 부자 본체(310)의 체 위가 일정하게 유지되도록 해 주는 기능을 한다. 물론 상기 부유물(311)은 상술한 바와 같은 목적을 만족시키기 위한 평면 형태이기만 하다면 도 6에 도시된 것처럼 꼭 사각형 형상이 아니라 원ㆍ타원 등 어떤 형상이어도 무방하다. 도 6는 본 발명에 의한 측정용 부자의 개념적인 사시도이기 때문에 태그(301a)와 센서(301b)를 나란히 배치시키도록 도시하였으나, 태그(301a)에는 봉 형태 부자(200)의 설명에서와 같이 방수덮개와 같은 구성을 더 구비하는 것이 바람직하며, 센서(301b)는 하천의 상태를 보다 잘 측정할 수 있도록 부유물(311) 하단이나 본체(310) 상의 소정의 위치 등에 부착되어도 무방하다.The flat rich man 300 shown in FIG. 6 has substantially the same configuration as the rod rich man 200 described above, but the float 311 is further positioned at the upper sealing cap 211 in the rod rich man 200. The difference is provided. The float 311 is made of a material that can float on water, such as styrofoam, and is formed in a wide flat shape, and is accommodated at the bottom of the body 210 in the rod-shaped rich body 200 to concentrate the center of gravity at the bottom. Functions similar to the sand 212 (notice that the planar rich man 300 is provided with all the inner cap, sand, and sealing cap), that is, the position of the rich body 310 in water is constant Function to keep it intact. Of course, the float 311 may be any shape such as a circle or an ellipse, not necessarily a quadrangular shape as shown in FIG. 6, as long as it is a flat shape for satisfying the above-described purpose. 6 is a conceptual perspective view of the rich for measurement according to the present invention, but the tag 301a and the sensor 301b are arranged side by side, but the tag 301a is waterproof as described in the description of the rod-shaped rich 200. It is preferable to further provide a structure such as a cover, and the sensor 301b may be attached to a lower portion of the float 311 or a predetermined position on the main body 310 so as to better measure the state of the river.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 그 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.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 갈수기/홍수기 등의 시기ㆍ수심의 깊이ㆍ유속의 빠르기ㆍ측정 지역의 지형이나 수심 등에 관계없이 유속을 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 유속의 정보를 측정함과 동시에 그 이외의 하천 정보(수위, 수온, 수압, 수량, 탁도, 특정 물질의 농도 등)들도 한꺼번에 측정할 수 있으며, 그 뿐만 아니라 상기 정보들을 정확하게 실시간으로 측정하는 것이 가능하다. 아울 러, 본 발명에 의하면 측정을 위하여 많은 인력과 부대시설이 필요하지 않으므로 경제적이고, 측정이 자동으로 이루어지기 때문에 측정요원들의 안전을 보장할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect that the flow velocity can be measured irrespective of the timing such as the dry season / flood season, the depth of the depth, the speed of the velocity, the topography or the depth of the measurement region, and the like. In addition, it is possible to measure the flow rate information and at the same time, other river information (water level, water temperature, water pressure, quantity, turbidity, concentration of specific substances, etc.) at the same time, as well as measuring the information accurately and in real time. It is possible to do In addition, according to the present invention is not economical because a lot of manpower and additional facilities are required for the measurement, it is economical, there is an effect that can ensure the safety of the measurement personnel because the measurement is made automatically.

Claims (13)

유속을 포함하며 수위, 수온, 수압, 수량, 탁도, 특정 물질의 농도 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함하는 하천 물리량 정보를 측정하기 위한 센서가 탑재되고 하천에 투입되는 부자에 부착되며, 무선랜 통신(WiFi) 또는 저주파 전파식별 통신(RF)을 이용하여 주기적으로 신호를 송신하고, 하드웨어에 부여되는 고유번호에 의하여 개별적으로 변별가능한 다수의 태그;It is equipped with a sensor for measuring river physical quantity information including a flow rate, and further including at least one or more of water level, water temperature, water pressure, quantity, turbidity, and concentration of a specific substance, and is attached to the rich man put into the river, and wireless LAN communication. A plurality of tags that transmit signals periodically using Wi-Fi or low frequency radio frequency identification (RF), and which are individually distinguishable by unique numbers assigned to hardware; 하천을 따라 배치되어 고정 설치되며, 상기 태그에서 송신되는 신호를 수신하는 다수의 위치수신기;A plurality of position receivers fixedly disposed and arranged along the river, and receiving a signal transmitted from the tag; 상기 위치수신기들로부터 수신된 상기 태그들의 신호들을 통합 수집하는 게이트웨이;A gateway for integrating and collecting signals of the tags received from the location receivers; 상기 게이트웨이로부터 상기 수집된 태그들의 신호들을 전송받고, 상기 게이트웨이에서 전송된 태그들의 신호들과 미리 입력되어 있는 지형도를 바탕으로 연산을 수행하여 하천의 특정 위치 및 특정 시각의 하천 물리량 정보를 실시간으로 산출하는 관리컴퓨터;Receives the signals of the collected tags from the gateway and performs calculation based on the signals of the tags transmitted from the gateway and a previously input topographic map to calculate stream physical location information of a specific location and a specific time of the river in real time. Management computer; 상기 관리컴퓨터에 의해 산출된 지리와 시각에 따른 하천 물리량 정보를 저장하는 데이터베이스 서버;A database server for storing river physical quantity information according to geography and time calculated by the management computer; 상기 데이터베이스 서버에 접근하여 저장되어 있는 상기 지리와 시각에 따른 하천 물리량 정보를 인터넷을 통해 송신하는 웹 서버;A web server accessing the database server and transmitting stream physical quantity information according to the geography and time stored through the Internet; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템.Flow rate measurement system using a real-time position measurement system, characterized in that made. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위치수신기는, 고주파 대역에서는 상기 태그가 무선랜 통신(WiFi)을 통하여 송신한 신호를 수신하고, 저주파 대역에서는 저주파 전파식별 리더기(RFID Reader) 기능을 겸하여 작동함으로써 상기 태그가 송신하는 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템.The location receiver receives a signal transmitted by the tag through a wireless LAN communication (WiFi) in a high frequency band and serves as a low frequency RFID reader function in a low frequency band to receive a signal transmitted by the tag. Flow rate measurement system using a real-time position measurement system, characterized in that. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 관리컴퓨터가 수행하는 연산은, TDOA(Time Difference of Area) 방식을 사용하여 상기 태그의 시간에 따른 위치 정보를 구하고, 상기 구해진 태그의 시간에 따른 위치 정보를 바탕으로 유속 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템.The operation performed by the management computer may include obtaining location information according to time of the tag by using a time difference of area (TDOA) method, and calculating flow velocity information based on the obtained location information according to time of the tag. Velocity measurement system using real-time position measurement system. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 관리컴퓨터가 상기 게이트웨이가 수집한 상기 태그들의 신호를 수신받기 위한 수단으로 유선 통신ㆍ무선랜(WiFi) 통신 또는 CDMA 통신 중 어느 한 가지를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템.The management computer selectively uses any one of wired communication, wireless LAN (WiFi) communication, or CDMA communication as a means for receiving the signals of the tags collected by the gateway. Flow measurement system. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 위치수신기에 전원을 공급하기 위한 수단으로 PoE(Power of Ethernet)를 사용하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템.And a PoE (Power of Ethernet) as a means for supplying power to the position receiver. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 위치수신기에 전원을 공급하기 위한 수단으로 전기 선로ㆍ태양 전지ㆍ건전지 또는 충전기 중 어느 한 가지를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치측정 시스템을 이용한 유속측정 시스템.And at least one of an electric line, a solar cell, a battery, and a charger as a means for supplying power to the position receiver. 무선랜 통신(WiFi) 또는 저주파 전파식별 통신(RF)을 이용하여 주기적으로 신호를 전송하고, 하드웨어에 부여되는 고유번호에 의하여 개별적으로 변별가능한 태그 및 하천 물리량 정보를 측정하기 위한 센서가 탑재되며, 물에 뜨는 부구가 장착되는 것을 특징으로 하는 측정용 부자.A sensor is used to periodically transmit a signal by using a wireless LAN communication (WiFi) or a low frequency radio wave identification communication (RF), and to measure a tag and river physical quantity information that can be individually discriminated by a unique number assigned to hardware. The rich for measurement, characterized in that the float floats in water. 삭제delete 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 신호가 전송되는 주기를 제어하는 프로그램 및 전송할 신호의 내용을 저장하는 메모리가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 측정용 부자.And a program for controlling the period at which the signal is transmitted and a memory for storing contents of the signal to be transmitted. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 신호가 전송되는 주기는 사용자의 목적에 따라 다르게 프로그래밍될 수 있는 것을 특징으로 하는 측정용 부자.The period in which the signal is transmitted may be differently programmed according to the purpose of the user.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101506645B1 (en) * 2013-05-20 2015-03-27 케이아이씨시스템즈 (주) Float fish cage of square form for informing emergency
KR101506646B1 (en) * 2013-05-20 2015-03-27 케이아이씨시스템즈 (주) Float fish cage of circle form for informing emergency
EP2909441A4 (en) * 2012-10-16 2016-08-17 Sinvent As Tracer particle for monitoring processes in at least one fluid phase and methods and uses thereof
KR102233671B1 (en) 2020-11-26 2021-03-30 한국건설기술연구원 Real-time monitoring apparatus and method for water level, velocity and structure safety of river

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100788833B1 (en) * 2006-07-26 2007-12-27 한국수자원공사 The river facilities management system that is based on usn(ubiquitous sensor network)
CN105332689B (en) 2014-06-13 2018-10-12 通用电气公司 drilling fluid parameter monitoring system and method
KR102116074B1 (en) * 2018-04-18 2020-05-27 목포해양대학교 산학협력단 Smart Buoy for Provides Location Coordinates and Detects the Loss of Fishing Gear and Gateway for Fishing Vessels for Control System

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004649A (en) * 1999-04-23 2001-01-12 Shinwa Technique Consultant Corp Measuring system for motion of fluid body by gps
KR20010100055A (en) * 2001-08-08 2001-11-14 정윤정 GPS flow metering method for forecasting pollutant transport in a river
KR20020050863A (en) * 2000-12-22 2002-06-28 신현준 Ocean current measurement apparatus with global positioning system
KR20020053518A (en) * 2000-12-27 2002-07-05 지규인 Flow velocity measurement system using gps carrier

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6720866B1 (en) * 1999-03-30 2004-04-13 Microchip Technology Incorporated Radio frequency identification tag device with sensor input
US6535835B1 (en) * 2000-01-31 2003-03-18 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Angle independent ultrasound volume flow measurement
KR100778306B1 (en) * 2004-09-15 2007-11-22 (주)씨앤드에스 마이크로 웨이브 RFID system for low powered reader-tag communication and method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004649A (en) * 1999-04-23 2001-01-12 Shinwa Technique Consultant Corp Measuring system for motion of fluid body by gps
KR20020050863A (en) * 2000-12-22 2002-06-28 신현준 Ocean current measurement apparatus with global positioning system
KR20020053518A (en) * 2000-12-27 2002-07-05 지규인 Flow velocity measurement system using gps carrier
KR20010100055A (en) * 2001-08-08 2001-11-14 정윤정 GPS flow metering method for forecasting pollutant transport in a river

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2909441A4 (en) * 2012-10-16 2016-08-17 Sinvent As Tracer particle for monitoring processes in at least one fluid phase and methods and uses thereof
KR101506645B1 (en) * 2013-05-20 2015-03-27 케이아이씨시스템즈 (주) Float fish cage of square form for informing emergency
KR101506646B1 (en) * 2013-05-20 2015-03-27 케이아이씨시스템즈 (주) Float fish cage of circle form for informing emergency
KR102233671B1 (en) 2020-11-26 2021-03-30 한국건설기술연구원 Real-time monitoring apparatus and method for water level, velocity and structure safety of river

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