KR100809735B1 - 간이상수도 수질관리를 위한 통합관리시스템 및통합관리방법 - Google Patents

간이상수도 수질관리를 위한 통합관리시스템 및통합관리방법 Download PDF

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KR100809735B1
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황현동
윤진혁
윤종욱
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Abstract

본 발명은 간이상수도 수질관리를 위한 통합관리시스템 및 통합관리방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수개의 간이상수도를 모니터링하는 장치를 수질관리서버가 무선망으로 연동하여 실시간으로 수질을 관리하는 통합관리시스템에 관한 것이다.
상기의 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일실시예에 따른 통합관리시스템은 무선망을 통하여 하나 이상의 간이상수도 모니터링 장치와 수질관리서버가 연결되어 구성되는 간이상수도 통합관리시스템에 있어서, 상기 모니터링 장치는 단위 행정구역에 있는 간이상수도의 저수조별로 설치된 간이상수도 모니터링 장치에 포함된 측정센서를 통해 수질 및 현황을 포함한 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 상기 무선망을 이용하여 수질관리서버로 송출하며, 상기 수질관리서버는 상기 모니터링 장치로부터 송출된 상태정보를 저장하고 관리자가 열람 가능하도록 표시하며, 상태정보에 기초하여 상기 모니터링 장치를 제어하여 유입량 조절, 염소주입량 조절을 수행하여 수질을 관리하는 것을 특징으로 하는 간이상수도 통합관리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 간이상수도 수질관리를 위한 통합관리시스템은 산간벽지나 도서지역에 위치한 간이상수도를 모니터링하여 원격 제어 및 관리가 가능하며, 간이상수도에서 측정된 자료는 실시간으로 수질관리서버에 전송되어 관리자가 각 간이상수도의 현황을 쉽게 파악할 수 있다.
간이상수도, 센서, 모니터링, 수질관리서버

Description

간이상수도 수질관리를 위한 통합관리시스템 및 통합관리방법{Integration management system and method for water purity control of a provisional water-supply system}
도 1은 본 발명에 따른 수질관리 통합관리시스템을 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 통합관리시스템의 구성요소의 하나인 본 발명에 따른 모니터링 장치를 나타낸 도면.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100: 간이상수도 모니터링 장치 110: 측정센서부
111: 초음파 수위센서 112: 잔류염소량 센서
113: 염소잔량 센서 114: pH 센서
115: 탁도 센서 116: 수온 센서
117: 유량 센서 118: 배터리 충전량 센서
120: 펌프 및 밸브 조절부 130: 염소투입량산정 회로부
140: 염소투입장치 150: 태양열 충전장치
160: 모니터링시스템 제어부 170: 키입력부
180: 표시부(LCD) 190: CDMA통신부
200: CDMA무선 인터넷망 300: 수질관리서버
310: 자동/수동운전모드 320: 원격 동작 모드
330: 모니터링 340: 데이터 관리/분석
본 발명은 간이상수도 수질관리를 위한 통합관리시스템 및 통합관리방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수개의 간이상수도를 모니터링하는 장치를 수질관리서버가 무선망으로 연동하여 실시간으로 수질을 관리하는 통합관리시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 먹는 물이라 함은 먹는데 통상 사용하는 자연상태의 물과 자연상태의 물을 먹는데 적합하게 처리한 수돗물, 지하 음용수, 먹는샘물 등이 있으며, 먹는 물의 수질기준은 먹는물수질기준및검사등에 관한 규칙 2조의 규정에 의하여 미생물에 관한 기준, 건강상 유해영향 무기물질에 관한 기준, 건강상 유해영향 유기물질에 관한 기준, 소독제 및 소독부산물질에 관한 기준, 심미적 영향물질에 관한 기준 등이 규정되어 있다. 그리고 생활용수란 지하수법에 의하여 관리되는 것으로 지하수를 가정용 및 가정용에 준하는 목적으로 사용하는 경우를 말하며, 사용목적에 따라 농업용수, 어업용수, 공업용수로도 구분하고 있다.
특히 간이상수도는 지방자치단체가 대통령이 정하는 간이한 수도시설에 의하여 급수인구 100인 이상, 2500인 이내에게 정수를 공급하는 일반수도로서 1일 공급량이 20세제곱미터 이상 500세제곱미터 미만인 시설을 말하며, 이보다 규모가 작은 시설은 소규모 급수시설이라 하며, 이러한 간이상수도는 대규모의 정수장을 설치하기 어렵거나 광역 상수도로부터 공급수 라인의 연결이 불가능한 산간벽지, 도서지역에 설치되어 있다.
현재 국내의 간이상수도는 단위 행정구역별로 수백개에 달하며 관리하는 관리자의 담당범위를 현실적으로 초과하고, 간이상수도 시설이 산간오지에 설치되어 있기 때문에 접근이 용이하지 않아 현실적으로 관리가 어렵고 부적절한 관리가 되고 있는 실정이다. 또한, 간이상수도는 수원이 계곡수, 용천수, 지하수, 하천수 등으로 매우 복잡하고 다양하여 전문적인 관리가 필요하나 간이상수도가 설치된 위치가 산간 오지인 관계로 현장관리자가 비전문가인 마을 주민으로 선정되어져 있어 관리상 많은 문제점이 제기되고 있다.
간이상수도의 경우 취수원에서 취수된 물 속에 존재하는 각종 세균을 살균할 수 있는 염소소독설비가 저수조에 마련되어 있으나 계절별로 수량의 변동이 심하여 장마철의 경우 과다하게 유입되는 원수에 의해 저수조가 범람하는 경우가 자주 발생하고, 그에 따른 저수조 주변에 설치된 전기 기기의 고장이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 대부분의 소독장치가 시간설정에 의해 일정간격으로 일정량의 염소를 투입하도록 되어 있어 계절별 수온 및 수량 변동이 심한 혹서기에는 저수조 내부에서의 세균 번식이 왕성하여 수질 오염도가 높아지지만 이에 대응하여 능동적으로 소독 처리를 수행하지 못하는 문제점이 있다.
그밖에 간이상수도 저수조의 배수관이 노후된 지역이 많은데 이로 인한 누수 량은 배수관이 땅속에 묻혀있어 측정하기가 어려우며, 누수여부의 확인을 위한 자료도 없는 실정이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 산간 오지에 위치한 간이상수도 시설을 수질측정장비로 저수조의 상황을 모니터링하며, 간이상수도시설의 각종 부대시설의 작동현황, 수질분석치 등을 실시간으로 확인하고, 수질을 관리할 수 있는 간이상수도의 통합 관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 간이상수도시설에 문제가 발생하였을시 통제소 및 현장관리자에게 경보를 SMS(short message service)으로 전송하여 즉각적인 조치가 가능하도록 하여 즉각적으로 대처할 수 있을 뿐만 아니라 상수원의 개발시점부터 현재 관리상황까지의 현황파악과 수질상태를 지역별, 원인별, 계절별 분석 및 수질상태의 추이를 추적 분석함으로써 각종 현황의 조회, 검색 및 분석이 용이한 간이상수도의 통합 관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일실시예에 따른 통합관리시스템은 무선망을 통하여 하나 이상의 간이상수도 모니터링 장치와 수질관리서버가 연결되어 구성되는 간이상수도 통합관리시스템에 있어서, 상기 모니터링 장치는 단위 행정구역에 있는 간이상수도의 저수조별로 설치된 간이상수도 모니터링 장치에 포함된 측정센서를 통해 수질 및 현황을 포함한 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 상기 무선망을 이용하여 수질관리서버로 송출하며, 상기 수질관리서버는 상기 모니터링 장치로부터 송출된 상태정보를 저장하고 관리자가 열람 가능하도록 표시하며, 상태정보에 기초하여 상기 모니터링 장치를 제어하여 유입량 조절, 염소주입량 조절을 수행하여 수질을 관리하는 것을 특징으로 하는 간이상수도 통합관리시스템을 제공하는 데 있다.
바람직하게는, 상기 모니터링 장치는 측정센서부, 펌프 및 밸브 조절부, 염소투입량산정 회로부, 염소투입장치, 태양열 충전장치, 모니터링시스템 제어부, 키입력부, 표시부, CDMA통신부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 측정센서부는 저수조내 수질 및 현황과 관련된 상태정보를 취득할 수 있는 센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 센서는 초음파 수위센서, 잔류염소량 센서, 염소잔량 센서, pH 센서, 탁도 센서, 수온 센서, 유량 센서, 배터리 충전량 센서 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 초음파 수위 센서는 저수조내 저수된 물의 수위를 측정하며, 측정값은 모니터링 시스템 제어부에서 출력되며 이를 바탕으로 펌프 및 밸브 조절부에서 유입수량을 조절을 위한 펌프 및 밸브 조절이 이루어지며, 또한 염소 투입량 산정회로부에서 염소투입량 산정을 위해 이용하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 태양열 충전 장치는 측정센서부, 모니터링 시스템 제어부, CDMA통신부, 염소투입장치, 표시부의 전원을 공급하는데 사용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 배터리 충전량 센서는 배터리 충전량을 측정하여 표시부에 출력하거나 또는 수질관리서버의 관리자가 볼 수 있도록 무선통신망을 통하여 전송되어 출력되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 염소투입량산정회로부는 저수조내 잔류염소량 센서와 초음파 수위 센서로부터 잔류염소농도와 수위 측정자료를 받아서 염소투입장치에 있는 펌프의 회전수를 조정하여 실시간으로 염소 투입량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 염소잔량센서는 염소투입장치에 의해 저수조내에 투입할 수 있는 액체 염소량을 측정하여 표시부에 출력하거나 또는 수질관리서버의 관리자가 볼 수 있도록 무선통신망을 통하여 전송되어 출력되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유량센서의 측정값은 모니터링 장치의 표시부에 출력되며, 또한 상기 측정값은 CDMA통신부를 통하여 수질관리서버로 전해져 마을의 물사용량 및 배수관 누수 확인 등의 자료로 이용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 표시부는 모니터링시스템 제어부로부터 전송된 수질과 현황에 관련된 정보를 표시하게 되는데, 상기 정보는 수량, 수온, pH, 탁도, 잔류염소량, 유량, 염소잔량, 배터리 충전상태, 수질관리서버와의 송수신 상태 등 측정센서부에 의해 검출된 정보 및 제어대상 기기의 작동상태와 관련된 정보인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 CDMA통신부는 모니터링시스템 제어부의 통신 명령에 따라 인터넷에 연결된 수질관리서버의 포트에 측정된 데이터를 전송하고, 제어 명령 을 수신하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 모니터링시스템 제어부는 각 센서로부터 입력받은 측정 데이터를 시리얼 포트로 통해 수집하고, 수집된 측정 데이터는 표시부를 통해서 표시하여 관리자가 현재의 상태를 파악할 수 있도록 하고, 또한 상기 모니터링 시스템 제어부는 측정 결과를 정해진 주기에 따라 CDMA 통신부를 통해서 수질관리서버로 측정 데이터를 전송하고, 모니터링 장치 내 기기의 작동에 관련된 명령을 수신하며, 또한 시스템의 고장을 스스로 감지하여 경고신호를 자체적으로 발생하고 수질관리서버에 전송하도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 모니터링시스템 제어부는 초음파 수위센서의 측정값을 이용하여 수질관리서버에서 설정한 수위에 대한 하한과 상한 범위내를 유지하도록 상한치에 도달하면 펌프 및 밸브를 이용하여 원수의 유입을 막고 하한치의 경우에는 상한치에 도달하도록 원수를 유입하게 하며, 또한, 수질관리서버에서 설정한 값 외에 펌프의 작동 및 밸브의 개폐를 조절하여 관리자가 원하는 특정 수위로 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 키입력부는 관리자가 현장에 가서 수동으로 각 기기를 제어하고자 할 때 수동모드로 전환할 수 있도록 하는데 사용되며, 자동모드로 설정된 경우에는 모니터링시스템 제어부에 설정된 프로세스에 따라 수행하고, 수동모드로 설정된 경우에는 모니터링시스템 제어부가 펌프 및 밸브 조절, 염소투입장치 등을 조작할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또다른 일실시예에 따른 통합관리방법은 무선망을 통하여 하나 이상의 간이상수도 모니터링 장치와 수질관리서버가 연결되어 구성되는 간이상수도 통합관리시스템에 있어서 간이상수도의 수질관리를 위한 통합관리방법에 있어서, 단위 행정구역에 있는 간이상수도의 저수조별로 설치된 간이상수도 모니터링 장치에 포함된 측정센서를 통해 수질 및 현황을 포함한 상태 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 상태 정보를 무선망을 이용하여 수질관리서버로 송출하는 단계; 상기 수질관리서버에서 상기 간이상수도의 모니터링 장치로부터 송출된 상태정보를 저장하고 관리자가 열람 가능하도록 표시하는 단계; 및 상태정보에 기초하여 상기 간이상수도 모니터링 장치를 제어하여 유입량 조절, 염소주입량 조절을 수행하여 수질을 관리하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 간이상수도의 수질관리를 위한 통합관리방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또다른 일실시예는 상기 통합관리방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 데 있다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 설명의 편의상, 무선통신을 위해 CDMA 모뎀을 예로 들어 기술하지만 무선통신이 가능한, 가령 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신(IrDA), Wi- Fi(Wireless Fidelity), 홈 RF, 및 UWB(Ultra Wide Band), Wibro 단말기 등을 이용하는 유무선 전기전자장치에 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다 할 것이다.
도1은 본 발명에 따른 간이상수도 통합관리시스템의 개략도이다.
간이상수도 통합관리시스템은 CDMA무선 인터넷망(200)을 통하여 하나 이상의 간이상수도 모니터링 장치(100)와 수질관리서버(300)와 연결되어 있다.
수질관리서버(300)는 자동/수동운전모드(310), 원격 동작 모드(320), 모니터링(330), 데이터 관리/분석(340) 기능을 수행한다. 자동운전모드란 모니터링 장치내 프로세스에 따라 모니터링 장치가 자동으로 수행되는 것을 말하고, 수동운전모드란 모니터링 장치의 관리자가 펌프 및 밸브 조절, 염소투입장치들을 조작할 수 있도록 하는 것이다. 원격 동작 모드는 관리서버 관리자가 모니터링 장치를 제어하는 것을 의미한다. 모니터링 기능은 모니터링 장치들이 센서로부터 감지된 정보를 주기적으로 수질관리서버로 전송하여 주면 관리서버의 화면에 표시하는 것을 의미하고, 문제가 있는 정보가 수신되면 경보를 울려주는 기능이다. 데이터 관리/ 분석 기능은 모니터링 장치로부터 수집된 정보를 저장, 관리, 삭제, 분석을 수행하는 것을 의미한다.
간이상수도 모니터링 장치는 간이상수도 저수조내 수질 및 현황 정보를 수집하여 CDMA무선 인터넷망을 이용하여 전송하며, 이를 위해 각각의 간이상수도 저수조에 설치되게 된다.
모니터링 장치(100)에서 수집한 측정된 센서들의 데이터를 수질관리서버(300)로 보내고 모니터링 장치의 내부 각 기기장치들을 제어하기 위한 명령 패킷을 수질관리서버로부터 받기 위하여 필요한 송수신 패킷의 구조의 일 실시예는 다음과 같다.
[송신 데이터 패킷 필드 구조]
시작 필드 : 2 bytes
측정 ID : 5 bytes
센서1 데이터 필드 : 10 bytes
센서2 데이터 필드 : 10 bytes
센서3 데이터 필드 : 10 bytes
센서4 데이터 필드 : 10 bytes
센서5 데이터 필드 : 10 bytes
끝 필드 : 2 bytes
측정 ID 필드는 5 bytes로 구성되며 그 값은 최대 99,999 단위의 숫자로 표시된다. 각 송신 데이터 패킷의 센서별 데이터 필드의 기본은 10bytes 이내이며 센서의 종류에 따라 필드의 값이 바뀔 수가 있다. 또한, 센서의 추가나 삭제에 의해서 데이터 필드가 조정된다. 상기 송신 데이터 패킷 필드 구조에는 표시하지 않았지만 필요에 따라 전체 송신 데이터 크기 및 센서의 종류에 대한 정보를 포함하는 필드를 더 포함할 수 있다. 필더의 추가나 삭제는 통상의 지식을 가진 자가 필요에 따라 취사선택할 수 있는 사항이다.
[수신 데이터 패킷 필드 구조]
시작 필드 : 2 bytes
측정 ID : 5 bytes
명령1 데이터 필드 : 10 bytes
명령2 데이터 필드 : 10 bytes
명령3 데이터 필드 : 10 bytes
명령4 데이터 필드 : 10 bytes
명령5 데이터 필드 : 10 bytes
끝 필드 : 2 bytes
측정 ID는 5 bytes로 구성되며 그 값은 최대 99,999 단위의 숫자로 표시된다.
각 수신 데이터 패킷의 명령별 데이터 필드의 기본은 10 bytes 이내이며 센서의 종류에 따라 필드의 값이 바뀔 수가 있다. 또한, 센서의 추가나 삭제에 의해서 데이터 필드가 조정된다. 상기 수신 데이터 패킷 필드 구조에는 표시하지 않았지만 필요에 따라 전체 수신 데이터 크기 및 명령의 종류에 대한 정보를 포함하는 필드를 더 포함할 수 있다. 필더의 추가나 삭제는 통상의 지식을 가진 자가 필요에 따라 취사선택할 수 있는 사항이다.
통상적으로 저수조의 유입량은 지하수의 경우 펌프의 제어를 가능하도록 시스템을 구축하며 계곡수의 경우 밸브 조정을 통해 유입량을 조절할 수 있다.
저수조에 수위조절을 목적으로 하는 초음파 측정장치를 설치하여 제한수위시 펌프와 밸브의 작동을 조절하여 항시 일정한 수준의 수위를 조절할 수 있도록 하며, 제한수위의 설정은 관리자가 수질관리서버에서 설정할 수 있다.
또한, 종래의 수질관리시스템에서는 단지 제한수위에서의 펌프 및 밸브의 제어를 할 뿐, 실시간으로 정확한 저수량의 자료는 얻을 수 없지만 본 발명에 따른 통합관리시스템에서는 초음파 측정장치를 이용하여 정확한 수위자료를 확보할 수 있으며 이는 잔류 염소량을 제어하는 자료로 사용된다.
간이상수도 모니터링 장치에서 측정된 자료와 제어 데이터는 무선 송수신모뎀을 이용하여 수질관리서버와 통신하며 관리프로그램을 통해 측정된 자료의 분석 및 도식화와 제어 데이터의 설정을 할 수 있다.
본 발명에 가장 중요한 부분은 저수조내의 잔류염소농도의 제어이다. 잔류염소의 제어는 잔류염소량센서에서 측정된 저수조내 잔류염소농도와 저수량을 피드백(Feedback)으로 받아서 실시간으로 염소주입량을 정확히 계산하여 산정하며 이는 종래의 유량대비 염소주입방법보다 저수조내의 잔류염소의 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 염소주입방법은 약품저장탱크에서 정확한 유량 조절이 가능한 펌프를 이용하여 정량투입하도록 구성되어 있으며 염소의 잔량이 측정되어 수질관리서버에 전송된다.
저수조 배수관에 설치된 유량계는 식수 사용가의 물 사용량을 산출하는 근거로 이용될 유량을 측정하며 배수관에서 누수되는 유량을 측정하여 배수관의 노후도를 관리자에게 알려준다.
도 2는 본 발명에 따른 간이상수도 모니터링 장치(100)의 개략적인 구성도이며, 간이상수도 모니터링 장치(100)는 측정센서부(110), 펌프 및 밸브 조절부(120), 염소투입량산정 회로부(130), 염소투입장치(140), 태양열 충전장치(150), 모니터링시스템 제어부(160), 키입력부(170), 표시부(LCD)(180), CDMA통신부(190)를 구비한다.
측정센서부(110)는 저수조내 수질 및 현황과 관련된 상태정보를 취득할 수 있는 다양한 센서가 적용가능 하다.
일반적으로 측정센서부(110)는 초음파 수위센서(111), 잔류염소량 센서(112), 염소잔량 센서(113), pH 센서(114), 탁도 센서(115), 수온 센서(116), 유량 센서(117), 배터리 충전량 센서(118)를 구비한다.
초음파 수위 센서(111)는 저수조내 저수된 물의 수위를 측정하며, 측정값은 모니터링 시스템 제어부(160)에서 출력되며 이를 바탕으로 펌프 및 밸브 조절부에서 유입수량을 조절을 위한 펌프 및 밸브 조절이 이루어지며, 또한 염소 투입량 산정회로부(130)에서 염소투입량 산정을 위해 이용된다.
저수조내 수질을 측정하기 위해 저수조내의 물은 펌프를 이용하여 관으로 채 수되어 잔류염소량 센서(112), pH 센서(114), 탁도 센서(115), 수온 센서(116)로 전해지며, 상기 각 센서는 저수조 밖에 설치된다.
간이상수도시설이 산간도서지역에 위치하여 전원을 이용하는데 문제점이 많으므로 태양열 충전 장치(150)를 설치하여 측정센서부(110), 모니터링 시스템 제어부(160), CDMA통신부(190), 염소투입장치(140), 표시부(180)의 전원을 공급하며 배터리 충전량 센서(118)에서 배터리 충전량을 측정하여 표시부(180)에 출력하거나 또는 수질관리서버(300)의 관리자가 볼 수 있도록 무선통신망을 통하여 전송되어 출력될 수 있다.
간이상수도시설의 전원이 상용전원 사용이 가능한 경우 태양열 충전 장치(150)와 배터리 충전량 센서(118)는 생략될 수 있다. 또한, 백업용으로 그대로 둘 수도 있다. 이는 통상의 지식을 가진 자가 주변상황에 따라 취사선택할 수 있는 것이다.
염소투입량산정회로부(130)는 저수조내 잔류염소량 센서(112)와 초음파 수위 센서(111)의 측정 결과를 피드백(feedback) 받는 시스템으로 구성되어 있으므로 잔류염소농도와 수위 측정자료를 받아서 염소투입장치(140)에 있는 펌프의 회전수를 조정하여 실시간으로 염소 투입량을 결정한다. 이때, 상기 염소투입장치(140)는 스테핑모터의 회전수에 의해 투입량이 조절되는 것이 바람직하다.
염소잔량센서(113)는 액체 염소 투입 장치에 의해 저수조내에 투입할 수 있는 액체 염소량을 측정하여 표시부(180)에 출력하거나 또는 수질관리서버(300)의 관리자가 볼 수 있도록 무선통신망을 통하여 전송되어 출력될 수 있다.
유량센서의 측정값은 모니터링 장치의 표시부(180)에 출력되며, 또한 상기 측정값은 CDMA통신부(190)를 통하여 수질관리서버(300)로 전해져 마을의 물사용량 및 배수관 누수 확인 등의 자료로 이용되게 된다.
표시부(180)는 모니터링시스템 제어부(160)로부터 전송된 수질과 현황에 관련된 정보를 표시한다. 예를 들면, 모니터링시스템 제어부(160)에 의해 표시부(180)를 통해 제공되는 정보는 수량, 수온, pH, 탁도, 잔류염소량, 유량, 염소잔량, 배터리 충전상태, 수질관리서버(300)와의 송수신 상태 등 측정센서부(110)에 의해 검출된 정보 및 제어대상 기기의 작동상태와 관련된 정보 등 다양한 정보를 제공하도록 구축될 수 있다.
CDMA통신부(190)는 모니터링시스템 제어부(160)의 통신 명령에 따라 인터넷에 연결된 수질관리서버(300)의 포트에 측정된 데이터를 전송하고, 제어 명령을 수신한다.
모니터링시스템 제어부(160)는 시스템의 전원을 사용하며, 각 센서로부터 입력받은 측정 데이터를 시리얼 포트로 통해 수집한다. 수집된 측정 데이터는 LCD 장치 등으로 구성이 가능한 표시부(180)를 통해서 표시하여 관리자가 현재의 상태를 파악할 수 있도록 한다. 모니터링 시스템 제어부(160)는 측정 결과를 정해진 주기에 따라 CDMA 통신부(190)를 통해서 수질관리서버(300)로 측정 데이터를 전송하고, 모니터링 장치 내 기기의 작동에 관련된 명령을 수신한다. 또한 시스템의 고장을 스스로 감지하여 경고신호를 자체적으로 발생하고 수질관리서버(300)에 전송하도록 구축된다.
모니터링시스템 제어부(160)에 의한 각 기기의 제어하는 방법에 대해 예를 들어 설명하면,
초음파 수위센서(111)의 측정값을 이용하여 수질관리서버(300)에서 설정한 수위에 대한 하한과 상한 범위내를 유지하도록 상한치에 도달하면 펌프 및 밸브를 이용하여 원수의 유입을 막고 하한치의 경우에는 상한치에 도달하도록 원수를 유입하게 한다. 또한, 수질관리서버에서 설정한 값 외에 펌프의 작동 및 밸브의 개폐를 조절하여 관리자가 원하는 특정 수위로 조절할 수 있도록 구축될 수 있다.
즉 모니터링시스템 제어부(160)는 우선 수질관리서버의 설정을 따르게 되어 있지만, 필요에 따라 측정센서부(110)의 측정값들인 수온, 탁도, 잔류염소량, pH 등의 정보로 파악된 오염 정도에 따라 모니터링 장치(100)의 관리자가 유입량을 조절할 수 있도록 하며, 유지보수를 위해 원수의 유입을 차단 가능하도록 구성할 수도 있다.
키입력부(170)는 관리자가 현장에 가서 수동으로 각 기기를 제어하고자 할 때 수동모드로 전환할 수 있도록 하는데 사용되며, 자동모드로 설정된 경우에는 모니터링시스템 제어부(160)에 설정된 프로세스에 따라 수행하고, 수동모드로 설정된 경우에는 모니터링시스템 제어부(160)가 펌프 및 밸브 조절, 염소투입장치 등을 조작할 수 있도록 구성한다.
본 발명에 따른 간이상수도 수질관리를 위한 통합관리시스템은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가 능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 간이상수도 수질관리를 위한 통합관리시스템은 산간벽지나 도서지역에 위치한 간이상수도를 모니터링하여 원격 제어 및 관리가 가능하며, 간이상수도에서 측정된 자료는 실시간으로 수질관리서버에 전송되어 관리자가 각 간이상수도의 현황을 쉽게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안한 염소투입장치는 기존의 염소투입장치와 달리 잔류염소의 농도, 저수량과 유입량의 측정치를 feedback 하여 저수조내의 잔류염소농도를 일정하게 유지할 수 있다.

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  5. 무선망을 통하여 하나 이상의 간이상수도 모니터링 장치(100)와 수질관리서버(300)가 연결되어 구성되는 간이상수도 통합관리시스템에 있어서,
    상기 모니터링 장치(100)는 단위 행정구역에 있는 간이상수도의 저수조별로 구비되며 저수조별 수질 및 현황을 포함한 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 상기 무선망을 이용하여 수질관리서버(300)로 송출하며, 저수조내 수질 및 현황과 관련된 상태정보를 취측하고, 초음파 수위센서(111), 잔류염소량 센서(112), 염소잔량 센서(113), pH 센서(114), 탁도 센서(115), 수온 센서(116), 유량 센서(117), 배터리 충전량 센서(118)가 구비되는 측정센서부(110), 상기 측정센서부(110)로부터 측정된 측정데이터를 바탕으로 유입수량을 조절하는 펌프 및 밸브 조절부(120), 유입수량에 따른 염소투입량을 산정하여 스테핑모터의 회전수에 의해 펌프의 회전수를 조정하여 투입량이 조절되는 염소투입장치(140)에 의해 투입되도록 하는 염소투입량산정 회로부(130), 상기 측정센서부(110)와 펌프 및 밸브 조절부(120) 및 염소투입량산정 회로부(130)를 제어하는 모니터링시스템 제어부(160), 상기 모니터링시스템 제어부(160)로부터 전송된 수질과 현황과 관련된 상태정보를 표시하는 표시부(180) 및 상기 모니터링시스템 제어부(160)의 제어신호를 수질관리서버(300)로 송수신하는 CDMA통신부(190)로 구성되고,
    상기 수질관리서버(300)는 상기 모니터링 장치(100)로부터 송출된 상태정보를 저장하고 관리자가 열람 가능하도록 표시하며, 상태정보에 기초하여 상기 모니터링 장치를 제어하여 저수조내로의 유입수량 조절 및 염소주입량 조절을 수행하여 수질을 관리하고, 상기 유량센서(117)의 측정값이 상기 CDMA통신부(190)를 통하여 전달되며,
    상기 수질관리서버(300)로 전달된 상기 유량센서(117)의 측정값이 마을의 물 사용량 및 배수관 누수 확인의 자료로 이용되는 것을 특징으로 하는 간이상수도 통합관리시스템.
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