KR100906654B1 - 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질자동관측시스템 및 탁도관측방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상대적으로 수질관리가 미비한 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수의 수질정보를 온라인으로 수집/분석하고, 분석된 정보를 농림부, 농업기반공사 등과 같은 물관리주체와 농민과 같은 사용자에게 실시간으로 전달하고 이를 DB화하여 농업용 저수지와 담수호의 수질관리가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템 및 탁도관측방법에 관한 것으로, 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템에 있어서, 상기 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수에 침지되는 복수의 센서들을 포함하여 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수의 수질상태 및 현재 위치를 실시간으로 측정하고, 상기 측정된 현재 위치정보와 수질 측정 신호를 전송하는 수질 자동측정장치; 및 상기 수질자동 원격 측정장치로부터 전송되는 수질 측정 신호를 수신받아 분석한 후 구축된 DB에 저장시키고, 데이터 통신망을 통해 온라인 접속을 이룬 불특정 다수의 사용자가 상기 DB에 저장된 분석결과를 제공받아 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수의 수질 상태 관리 정보 및 상기 수질 자동측정장치의 위치를 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 수질 관리 서버; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

소규모, 저수지, 간척담수호, 농업용수, 수질, 자동관측, 원격

Description

소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템 및 탁도관측방법{.}

본 발명은 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템 및 탁도관측방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 상대적으로 수질관리가 미비한 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수의 수질정보를 온라인으로 수집/분석하고, 분석된 정보를 농림부, 농업기반공사 등과 같은 물관리주체와 농민과 같은 사용자에게 실시간으로 전달하고 이를 DB화하여 농업용 저수지와 담수호의 수질관리가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템 및 탁도관측방법에 관한 것이다.

급속한 도시화와 산업화 등으로 짧은 시간 동안 일시에 배출되는 오염물질 부하량이 자연이 제공할 수 있는 자정능력을 크게 상회하게 되었다. 이와 같은 현상은 도시지역뿐만 아니라, 이제는 농어촌에서도 생활양식의 변화, 축산농가의 증 대, 영농방식의 변화 등으로 유역의 말단부에 위치한 간척 담수호는 물론이고, 유역상류에 위치한 농업용 저수지까지도 수질오염이 가속화 되어가고 있어 이에 대한 대책이 시급한 실정이다.

우리나라 농업 용수원 수질 측정망 자료에 따르면 모니터링 대상 저수지 492개소(2001년 현재) 중 3급수 이하의 수질을 나타내는 저수지가 전체의 약 72%에 달하고 있고, 등급외의 저수지도 약 20% 달하고 있는 것으로 조사되어 그 심각성을 보여주고 있다. 또한, 우리나라에 건설된 7개의 간척지호중 거의 70%가 등급 외의 수질을 보이고 있어, 대책수립이 절실한 상황이지만 그 동안 농업용수원의 수질관리에 대한 재원의 조달은 상수원수로 이용되는 저수지나 하천, 댐 등과 비교하여 극히 미미하였다. 또한, 그 동안 저수지 및 유역의 관리주체가 모호하여, 실제 저수지가 감당할 수 없을 정도의 오염물질이 유입될 수 있는 개발행위(농공단지, 군부대, 병원, 관광단지, 축산단지 등)를 억제하지 못하고, 적절한 처리대책을 수립하지 못하여 공익적인 저수지의 기능을 완전히 상실한 저수지도 흔히 볼 수 있다.

저수지나 호소는 중력에 의해 자연적으로 흐르는 하천과는 달리 오염물질이 대량 또는 장기간 유입되었을 경우 호내에 오염물질이 축적 보존되는 특징을 가지므로(대부분의 경우), 한번 기능을 상실한 저수지를 복원하는데에는 막대한 시간과 재원이 소요된다. 이와 같은 예는 시화호의 사례에서 극명하게 나타나고 있는 사실이다.

최근에 와서 농업용 저수지 및 간척지호에 대한 수질정보 종합시스템의 개발 및 수질오염 모니터링을 위한 측정망의 확충 등과 같은 관리체계의 개선에 대한 노력이 활발히 진행되고 있다.

그러나 농업용수 수질관리 등에 관한 조치는 아직도 "대책수립"과 "개선방안" 수준을 벗어나지 못하고 있으며, 실제로 농업용 저수지에서 더욱 중요한 유입 오염물에 의한 호내 반응과 같은 과학적인 문제해결 접근노력은 매우 소극적이었던 것이 사실이다.

국내 원격 수질 자동관측시스템의 운영현황에 대해 살펴보면, 현재 우리나라는 전국적인 수질오염상태를 파악하여 수질관리 기초자료 및 수질보전 정책자료로 활용하고자 주요 하천 및 호소를 대상으로 수동식 수질측정망을 설치하여 수질오염도를 상시 측정하고 있다.

수동수질측정 지점은 2003년 말 현재 1,837개 조사지점에 대하여 이수목적에 따라 하천수, 호소수, 상수원수, 농업용수, 공단배수 및 도시관류로 분류하여 환경청 등 26개 기관에서 조사를 하고 있으며 측정횟수는 호소수의 경우 월 1회, 4개강 주요 21개 지점은 월 4회 조사를 실시하고 있다.

또한 벤젠 등 휘발성 물질의 감시를 위해 전국 38개 지점에 대해 매일 상시측정을 하고 있다. 측정결과는 26개 측정기관에서 전국 On-line 망을 이용하여 환 경부에 보고되고 있다. 반면, 수질자동관측시스템은 1974년 노량진과 뚝섬 수원지에 최초로 설치되었으며 그 후 전국의 주요 상수원에 보급되었다. 대부분이 상수원의 취수구 또는 취수장에 설치되어 정수장으로 유입되는 원수의 수질을 감시하는데 사용되고 있으나, 농업용수의 관리에 적용된 사례는 매우 미미한 실정이다.

측정항목의 경우 pH, 수온, 용존산소, 탁도, 전기전도도의 5개의 기본항목과 목적에 따라 COD, 카드뮴, 구리, 납 등 21개 항목을 자동측정하고 있으나, 이것마저 설치율은 26% 정도로 매우 미약한 실정이다. 수질자동관측시스템은 한때 측정장치의 운영관리 및 측정자료의 신뢰성에 문제가 재기되어 설치를 등한시하는 경향이 있었으나 돌발적인 수질오염사고로 인해 자동측정에 대한 필요성을 새롭게 인식하게 되었다.

환경부에서는 하천, 호수 등의 수질오염감시를 자동연속측정체제로 전환하여 상수원수 등의 수질실태를 신속, 정확하게 파악하여 수질오염사고에 즉각 대처하기 위해 1992년 9월 팔당호에 소재한 한강수질검사소에 이화학적 수질자동측정장치와 생물모니터링장치를 시범 설치하여 가동하였으며, 그 운영결과에 따라 국립환경연구원에서는 주요 상수원과 공단배수로를 대상으로 1995년 낙동강수계 2개소에서 1999년까지 4대강수계에 20개소의 수질자동측정소를 설치·운영하였다. 또한 4대강 물관리종합대책에서 수질감시 기능을 강화하고자 확대설치를 계획함에 따라 설치 타당성 검토를 실시하여 2001년부터 총 36개소를 확대 설치 중에 있으며, 현재는 총 26개소가 운영 중에 있다.

상술한 바와 같이 국내에서 이루어지고 있는 수질자동측정망은 4대강을 중심으로 한 하천을 중심으로 설치·운영 중이며, 대부분의 농업용 저수지 및 간척담수호의 경우 자동측정이 아닌 수동측정자료에 의존하고 있다. 수동측정방식이 갖고 있는 인력지원의 시간적, 비용적 한계로 인해 대부분의 경우 저수지 1개소 당 1년에 산출되는 자료는 12 ~ 24회에 불과하며, 이러한 한정적, 불연속적인 수질정보를 통한 저수지수질 변화에 대한 수질경향 파악은 거의 불가능한 실정이다. 또한, 현재 추진 중인 수질자동모니터링시스템의 경우 안정적인 Data 취득을 위해 채수설비, Sensor 보호를 위한 여과장치, 현장측정소의 설치 및 이를 위한 부지비용 등 막대한 초기 투자비용을 필요로 한다.

농업용 저수지의 경우 상수원이나 대규모 하천과 비교할 때 그 관리의 중요성 측면에서 상대적으로 비중이 낮은 것이 사실이다. 하지만, 해마다 장마철이 끝나고 수온이 상승하는 8월 ~ 9월 우리나라에서 빈번하게 발생하고 있는 녹조 문제는 비단 대규모 댐에서만 일어나는 현상이 아니다. 현실적으로 관리가 등한시 되고 있는 농업용저수지와 간척담수호의 수질오염가속화로 인해 이미 관리등급 이하로 전락 또는 전락하고 있는 호소에 대한 대책수립이 절실한 상황이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상대적으로 수질관리가 미비한 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수의 수질정보를 온라인으로 수집/분석하고, 분석된 정보를 농림부, 농업기반공사 등과 같은 물관리주체와 농민과 같은 사용자에게 실시간으로 전달하고, 이를 DB화하여 농업용 저수지와 담수호의 수질관리가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템 및 탁도관측방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 최소의 비용으로 최대의 효과를 얻을 수 있는 컴팩트(Compact)한 시스템(System)의 개발을 통해 초기 투자비용을 줄이고 농업용수의 관리에 있어 가장 필요하고 기초적인 항목을 선택하여, 그 데이터를 실시간으로 연속해서 산출할 수 있는 원격수질자동관측시스템을 구축함으로써 실질적인 관리를 수행할 수 있도록 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템 및 탁도관측방법을 제공하는데 있다.

즉, 본 발명은 소규모 농업용저수지 및 간척담수호를 대상으로 농업용수에 대한 실시간 연속측정이 가능하고, 기존의 대규모 수질자동모니터링시스템이 아닌 농업용수 관리에 필요한 필수항목 및 가장 최소비용으로 설치, 교체 및 이동이 용이한 구조를 갖도록 하며, 농업용수의 실사용자(물관리주체 및 농민)에게 유·무선을 통해 실시간으로 수질정보를 제공하고, 활용방안을 도출할 수 있도록 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예는, 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템에 있어서, 상기 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수에 침지되는 복수의 센서들을 포함하여 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수의 수질상태 및 현재 위치를 실시간으로 측정하고, 상기 측정된 현재 위치정보와 수질 측정 신호를 전송하는 수질 자동측정장치; 및 상기 수질자동 원격 측정장치로부터 전송되는 수질 측정 신호를 수신받아 분석한 후 구축된 DB에 저장시키고, 데이터 통신망을 통해 온라인 접속을 이룬 불특정 다수의 사용자가 상기 DB에 저장된 분석결과를 제공받아 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수의 수질 상태 관리 정보 및 상기 수질 자동측정장치의 위치를 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 수질 관리 서버; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는, 수질 자동측정장치에 있어서, 태양광을 집광시켜 전기에너지로 변환시키는 솔라셀 판넬; 상기 솔라셀 판넬에 연결되어 상기 솔라셀 판넬에 의해 변환된 전기에너지로 충전되는 배터리; 상기 배터리에 연결되어, 상기 배터리로부터 공급되는 전원으로 충전되고, 상기 배터리가 방전되는 경우 비상전원을 공급하는 백업 배터리; 복수의 커넥터로 이루어진 정션박스; 상기 정션박스에 통신 케이블로 연결되는 복수의 센서로 이루어지며, 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수에 상기 센서가 침지되어 수질 상태를 감지하고, 감지된 결과를 수질 측정 신호로 변환하여 상기 통신 케이블을 통해 출력하는 센서부; 상기 내측에 상기 센서부의 센서를 고정시킬 수 있는 센서 고정 구조물이 구비된 새장형 구조의 센서보호 프레임; 상기 센서부를 통해 출력되는 수질 측정 신호를 입력받아 수질 상태를 분석하고, 분석 결과를 화면상에 출력하는 한편, 원격지로 전송하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러에 의해 출력되는 수질 분석 결과 데이터를 송출하는 안테나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수의 수질의 탁도를 관측하는 방법에 있어서, (1) 스택값을 초기화시킨 후 2개의 증폭회로부로부터 입력되는 탁도감지신호인 전압을 입력받아 2개의 전압차인 신호 레벨차를 판단하는 단계; (2) 상기 신호 레벨차가 5%이하인 경우 평균값을 산출하고, 판단 결과 신호 레벨차가 5%이상인 경우 신호 레벨차를 다시 한 번 판단하는 단계; (3) 상기 신호 레벨차가 30%이상인 경우 60초 동안 대기하고 스택값을 1로 설정하는 단계; (4) 상기 스택값을 판단하여, 상기 스택값이 60인 경우 경보신호가 발생되도록 한 후 상기 스택값을 제로로 설정하여 초기화시키는 단계; 및 (5) 상기 스택값이 60 이하인 경우 2개의 증폭회로부로부터 입력되는 탁도감지신호인 전압을 입력받아 판단하는 단계부터 반복 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 365일 24시간의 수질정보를 원격지로부터 실시간으로 제공함으로써, 원거리서도 현장의 수질을 거의 동시에 파악할 수 있으며 실시간으로 축적되는 방대한 현장수질 데이터를 제공함으로써 저수지와 담수호 의 수질관리 대책을 수립하는데 중요한 기초자료를 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다. 즉, 저수지 및 간척담수호의 농업용수 수질자료를 공유화할 수 있으며, 농업용수 수질자동모니터링시스템에 기록되는 실시간 수질자료는 자료가 필요한 누구나 인터넷을 이용하여 시간과 장소에 구애받지 않고 원격지에서 검색하고자하는 저수지의 수질상황을 알 수 있다.

또한, 본 발명은 경제적 측면에서 볼 때 수동식 수질데이터 취득에 소요되는 막대한 시간, 인건비 및 분석비용의 절감 차원뿐만 아니라, 연속적으로 관측된 방대한 수질자료를 이용하여 농업용수를 보다 종합적으로 관리함으로써 농업용수의 효율적인 이용이 가능케 할 것으로 기대되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 사회, 문화적 측면에서 볼 때 현재의 수질측정에 의한 수질감시를 자동연속측정 및 사전 경보체제로 전환하여 보다 합리적인 총괄 관리가 가능하도록 하고 돌발사태 등 수질오염사고에 신속하게 대처할 수 있는 시스템을 구축하는데 있어 도움이 될 것으로 기대된다. 뿐만 아니라 축적된 수질정보는 향후 하천 정비 사업과 하천 정화시설의 설계 및 설치 사업에도 유용하게 사용될 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 적용된 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수의 수질상태를 실시간으로 측정하고, 수질 측정 신호를 전송하는 수질 자동측정장치(100)와, 상기 수질자동 원격 측정장치(100)로부터 전송되는 수질 측정 신호를 수신받아 분석한 후 구축된 DB에 저장시키고, 데이터 통신망(200)을 통해 온라인 접속을 이룬 불특정 다수의 사용자가 상기 DB에 저장된 분석결과를 제공받아 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수의 수질 상태 관리 정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 수질 관리 서버(300)를 포함한다.

사용자는 PC 등과 같은 통신 프로그램이 구비되어 있는 사용자 단말기를 이용하여 수질 관리 서버(300)에 온라인 접속을 이룬 후 수질 관리 서버(300)에서 제공하는 수질 상태 관리 정보를 제공받아 확인해 볼 수 있거나, 또는 수질 관리 서버(300)에서 이동통신망을 통해 사용자의 휴대폰 등으로 수질 상태 관리 정보를 SMS 또는 MMS 형태로 제공하여, 사용자의 현재 위치에 상관없이 수질 상태 관리 정보를 제공받을 수 있도록 한다.

상기 수질 자동측정장치(100)는 태양광을 집광시켜 전기에너지로 변환시키는 솔라셀 판넬(110)과, 상기 솔라셀 판넬(110)에 연결되어 상기 솔라셀 판넬(100)에 의해 변환된 전기에너지로 충전되는 배터리(120)와, 상기 배터리(120)에 연결되어, 상기 배터리(120)로부터 공급되는 전원으로 충전되고, 상기 배터리(120)가 방전되는 경우 비상전원을 공급하는 백업 배터리(130)와, 복수의 커넥터(141)로 이루어진 정션박스(140)와, 상기 정션박스(140)에 통신 케이블로 연결되는 복수의 센서(150~157)로 이루어지며, 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수에 상기 센서(150~157)가 침지되어 수질 상태를 감지하고, 감지된 결과를 수질 측정 신호로 변환하여 상기 통신 케이블을 통해 출력하는 센서부(160)와, 상기 내측에 상기 센서부(160)의 센서를 고정시킬 수 있는 센서 고정 구조물(170)이 구비된 새장형 구조의 센서보호 프레임(180)과, 상기 센서부(160)를 통해 출력되는 수질 측정 신호를 입력받아 수질 상태를 분석하고, 분석 결과를 화면상에 출력하는 컨트롤러(190)와, 상기 컨트롤러(190)에 의해 출력되는 수질 분석 결과 데이터를 안테나를 통해 송출하는 외부전송장치(196) 등을 포함한다.

상기 센서 보호 프레임(180)의 센서 고정 구조물(170)은 임의의 위치에 결합공(171)이 형성되어 있으며, 다수개로 분리되고, 분리된 내측면이 라운딩 처리된 몸체(172)와, 상기 결합공(171)에 결합되어 상기 분리된 몸체(172)가 서로 결합고정되도록 하는 결합부재(173)로 구성된다.

상기 컨트롤러(190)는 상기 센서부(160)로부터 전송되는 수질 측정신호를 수신하여 노이즈를 제거한 후 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 센서 데이터 수신부(191)와, 상기 센서 데이터 수신부(191)로부터 입력되는 수질 측정신호를 연산하여 수질 분석 데이터를 출력하고, 상기 수질 분석 데이터를 체크하여 위험상황이 발생하는 경우 위험상황 데이터를 외부로 출력하며, 상기 수질 자동측정장치(100)의 현재 위치를 체크하여 수질 자동측정장치(100)의 위치정보를 송출하는 제어부(192)와, 상기 제어부(192)의 제어에 응하여 날짜, 시간, 측정 항목별 측정값, 전원 동작 상태, 센서의 통신 상태, 배터리 잔량 상태, 덮개의 개폐상태, 외부 충격경보, 수질 자동측정장치(100)의 위치 정보 및 이동정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 화면상에 표출시키는 표시부(193)와, 상기 제어부(192)로부터 출력되는 위험상황 데이터를 저장하는 외부저장 장치부(194)와, 상기 수질 자동측정장치(100)의 이동여부 및 내부 온도를 체크하고, 체크 결과를 상기 제어부(192)로 전송하는 감응 장치부(195)와, 상기 제어부(192)의 수질 분석 데이터를 해당 통신 프로토콜에 따라 변환하여 원격지의 해당 외부장치로 전송하는 외부전송장치(196)로 구성된다.

상기 제어부(192)는 센서(150~157)로부터 입력되는 수질 측정신호를 연산하는 CPU(192a)와, 상기 센서(150~157)로부터 입력되는 수질 측정 신호를 임시로 저장한 후 상기 CPU(192a)로 출력되도록 하는 램(192b)과, 상기 원격자동 수질 측정 프로그램을 저장하고 있으며, 상기 CPU(192a)를 통해 연산처리된 상기 수질 측정 데이터를 저장하고 있는 플래시 메모리(192c)와, 상기 cpu(192a), 램(192b), 플래 시 메모리(192c) 상호간에 데이터를 입출력시킬 때 입출력되는 데이터를 안정화시키고, 데이터 병목현상을 방지하기 위한 데이터 버퍼(192d)와, 위성으로부터 GPS 관련 데이터를 수신하여 상기 CPU(192a)로 출력하는 GPS 모듈(192e)과, 상기 센서(150~157)로부터 수질 측정 신호를 수신할 수 있도록 제어하는 신호 입출력부(192f)와, 상기 CPU(192a)에서 연산된 결과값인 수질 분석 데이터를 데이터 통신망(200)을 통해 송출될 수 있도록 하는 송수신부(192g) 등을 포함한다.

상기 센서는 수온센서(150), 수소이온농도(pH) 센서(151), 용존산소(DO) 센서(152), 전기전도도 센서(153), 탁도 센서(154), 수심 센서(155), 화학적산소요구량(COD) 센서(156), 클로로필 a 센서(157) 중 적어도 하나 이상이며, 수온, 수소이온농도(pH), 용존산소(DO), 전기전도도(EC), 탁도, 수심, 화학적산소요구량(COD), 클로로필-a 중 적어도 하나 이상을 측정하여 제공한다.

상기 정션박스(140)는 도 14에 도시된 바와 같이 낙뢰, 서지 과전류로 인해 상기 수질 자동측정장치를 보호하고, 이상이 발생하는 경우 복구시키고, 전압 서지들을 속도별도 차단하며, 상기 센서부(160)의 센서로 구동전원을 공급하고, 상기 센서로부터 출력되는 수질 측정신호를 입력받는 보호회로부(141)와, 상기 컨트롤러(190)의 제어에 응하여 상기 보호회로부로 센서 구동 전원을 공급하는 전원회로부(142)와, 상기 보호회로부(141)를 통해 입력되는 수질 측정 신호를 상기 컨트롤러(190)로 출력하는 신호 전달회로부(143)를 포함하여 구성된다.

상기 정션박스(140)는 커넥터의 형태를 일반화 및 규격화 하여 어느 포트에서나 어떤 센서도 장착하여 사용할 수 있도록 해서 호환성을 강화하고, 센서의 장착 가능한 수를 20개로 하여 확장성을 확보할 수 있다.

상기 표시부(193)는 LCD 장치(193a)와 LED 디스플레이 장치(193b)로 구성되며, 상기 LCD 장치(193a)는 각종 표시사항들을 보여주고, 터치스크린 또는 키패드 등을 사용하여 직관적인 입력과 조작이 가능하도록 구현할 수 있으며, 화면상으로 표시되는 내용은 메뉴 별로 구분되어 표시되며 사용자의 메뉴 버튼 조작으로 메뉴를 선택하여 표시 할 수 있도록 구현할 수도 있다. 상기 LCD 장치(193a)는 LCD 컨트롤러에 의해 제어된다.

그리고 LED 디스플레이 장치(193b)는 원거리에서도 잘 보이게 하기 위해 대형 전광판 형식으로 구성하여 사용자에게 보다 다양한 형태의 시각적 전달 효과를 나타내 줄 수도 있도록 구현된다.

상기 외부저장 장치부(194)는 범용 하드디스크를 제어하는 하드디스크 컨트롤러와 SD형태의 메모리 장치를 제어하는 SDHC 메모리 컨트롤러로 이루어져, 상기컨트롤러(190)에 의해 생성되는 수질 분석 데이터를 상기 하드디스크 또는 SD 형태의 메모리장치에 저장시키는 저장 컨트롤러(194a)와, 사용자의 요청에 응하여 상기 컨트롤러(190)에 의해 생성되는 수질 분석 데이터를 이동식 SUB 저장장치에 저장시키는 유에스비 호스트 컨트롤러(194b)를 포함하여 구성된다.

상기 감응장치부(195)는 자동 수질측정장치(100)의 x, y, z축의 움직임을 감지하여 상기 자동 수질측정장치(100)의 위치, 높이, 기울기 정보를 감지하여 상기 CPU로 전송하는 모션센서(195a)와, 상기 자동 수질측정장치(100)의 내부 온도를 측정하여 상기 CPU(192a)로 전송하는 온도센서(195b)를 포함하여 구성된다.

상기 CPU(192a)는 상기 모션센서(195a)로부터 입력되는 자동 수질측정장치(100)의 위치, 높이 및 기울기 정보가 입력되는 경우 수심센서 또는 날씨 정보와 비교하여 자동 수질측정장치(100)의 현재 상태를 예측하고, 예측 자료를 제공한다.

상기 CPU(192a)는, 상기 온도센서(195b)로부터 입력되는 자동 수질측정장치(100)의 실내온도를 기준 온도와 비교하여, 비교 결과에 따라 자동 수질측정장치(100)의 내부에 구비된 냉각팬을 구동하도록 제어한다.

상기 수질 자동 측정장치(100)는 스피커 또는 부저로 이루어지며, 상기 제어부(192)의 경고 제어신호, 화재 발생 알림 신호, 도난 경보 신호, 충격 경보 신호, 위험 경보신호 중 적어도 하나의 신호에 응하여 경보 오디오 신호 또는 부저음이 발생되도록 하는 경보장치(105)를 더 포함한다.

상기 외부 전송장치(196)는 사용자가 블루투스 모듈이 탑재된 단말기를 이용하여 수질 측정 데이터를 전송하기 위한 블루투스 모듈(196a)과, 휴대폰을 이용하여 수질 측정 데이터를 전송하기 위한 CDMA 모듈(196b)과, FM 주파수와 같은 Mhz 단위의 대역폭을 가지는 전파를 사용하여 수질 측정 데이터를 근거리에 있는 단말기로 전송하기 위한 RF 모듈(196c)과, 단말기를 RS232 통신 케이블을 통해 연결시킬 수 있도록 하고, 연결된 RS232통신 케이블을 통해 수질 측정장치의 펌웨어를 갱신시킬 수 있도록 하고, 수질 측정 데이터를 전송받을 수 있도록 하는 RS232 외부단자(196d)와, 원거리에 있는 단말기를 RS485 통신 케이블을 통해 연결시킬 수 있도록 하고, 연결된 RS485 통신 케이블을 통해 수질 측정 데이터를 전송받을 수 있도록 하는 RS485 내부 단자(196e)와, 랜 리피터(196f)와, 근거리에 있는 무선 AP와 TCP/IP 통신이 가능하도록 하는 와이어리스 랜 어댑터(196g) 등을 포함한다.

한편, 상기 수질 관리 서버(300)는 도 18에 도시된 바와 같이 상기 수질 자동측정장치로부터 날짜, 시간, 측정 항목별 측정값, 전원 동작 상태, 센서의 통신 상태, 배터리 잔량 상태, 덮개의 개폐상태, 외부 충격경보, 센서의 위치 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 제공받아 출력하는 한편, 상기 수질 자동측정장치로부터 DC전원 정보, 배터리 정보, 컨트롤러의 이동/흔들림/기울기 정보, 및 충격/손상/분실/도난 정보를 입력받아 기준 정보와 비교하여 이상이 발생했는지의 여부를 체크하고, 이상이 발생하는 경우 경보 신호가 출력되도록 하는 한편, 유입지류의 오염부하량을 산정하고, 호소내 오염물질 농도를 산정하고, 유출수의 오염부하량을 산정하여, 호소내 환경변화에 대한 시뮬레이션 정보를 제공하는 통합수질 관리 HMI 를 포함한다.

상기와 같이 구성된 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템의 운영방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

(원격 수질 자동관측시스템의 전체 동작 설명)

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 솔라셀 판넬(110)를 구비하여 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리(120)를 충전시키고, 상기 배터리(120)로부터 구동전원을 공급받아 수질 분석 데이터를 생성시키기 위해 전체 시스템을 제어하는 컨트롤러(190)가 정션박스(140)를 통해 연결된 센서부(160)로부터 수질 측정 신호를 입력받아 수질 분석 데이터를 생성할 수 있도록 하는 수질 자동측정장치(100)가 소규모 저수지 또는 간척 담수호 농업용수에 떠 있도록 하고, 상기 정션박스(140)에 통신 케이블을 통해 연결된 센서부(160)는 저수지 또는 담수호 농업용수에 침지되어 농업용수의 수질 상태를 분석하기 위해 수질을 측정하여 수질 측정신호를 상기 정션박스(140)에 연결된 통신 케이블을 통해 상기 컨트롤러(190)로 출력한다.

그러면 컨트롤러(190)는 센서부(160)로부터 출력되는 수질 측정 신호를 입력받아 분석하고, 분석 결과인 수질 분석 데이터를 생성한 후 상기 수질 분석 데이터가 화면상에 출력되도록 하는 한편, 외부전송장치(196)를 통해 원격지에 있는 통합 관리 서버(300)로 수질 분석 데이터를 전송한다.

이때, 수질 자동측정장치(100)는 보조 배터리(130)를 더 구비하고 있으므로, 솔라셀 판넬(110)과 연결되어 있는 배터리(120)가 방전된 경우 상기 보조 배터리(130)에서 전원을 공급받아 구동하게 된다.

그리고 상기 센서부(160)에서 컨트롤러(190)로 수질 측정 신호를 송출하는 신호라인은 2 라인으로 되어 있기 때문에, 하나의 신호라인에 문제가 생길 경우에도 수질 측정에 지장이 없게 된다.

그리고 상기 정션박스(140)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 센서(150~157)와 연결된 통신 케이블을 용이하게 연결시킬 수 있도록 복수개의 커넥터를 구비하고 있기 때문에 사용자가 측정목적에 따라 수온센서(150), 수소이온농도(pH) 센서(151), 용존산소(DO) 센서(152), 전기전도도 센서(153), 탁도 센서(154), 수심 센서(155), 화학적산소요구량(COD) 센서(156), 클로로필 a 센서(157) 중 원하는 센서를 선택하여 상기 정션박스(140)의 커넥터에 연결하여 원하는 측정값을 얻을 수 있도록 한다.

(센서들의 동작설명)

이 시점에서 본 발명에 적용된 센서들에 대해 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

(수온센서)

수온센서(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 -40∼130℃의 광범위한 측정 범위 로 빙하지역이나 해저 온천, 화산 활동 등의 변화에도 대응 할 수 있으며, 수온 감지부(150a)로부터 출력되는 저항값을 저항값 검출회로부(150b)를 통해 전압값으로 변환시킨다.

전압값 변환 수식은 하기와 같다.

Vout = Rs x Vcc / (Ro + Rs)이고,

여기서, Rs는 센서의 저항이고, Ro는 기준(고정) 저항이며 Vcc는 구동 전압이다.

상기 전압값은 노이즈 감소 연산증폭기를 구비하는 증폭회로부(150c)를 통해 1차적으로 노이즈를 감소시키고, 노이즈가 감소된 전압값을 증폭시킨다.

상기 증폭된 전압값은 Comparator(비교기) 회로와 Normalizer(평균기) 회로로 이루어진 비교 및 평균값 산출회로부(150d)로 입력되어 신뢰성 있는 측정값(전압)으로 출력된다. 이때, 수온 센서(150)는 같은 신호를 2가닥의 신호 라인으로 출력하기 때문에 추후 발생의 소지가 있는 단선 등의 사고에 대처 할 수 있다.

그리고 신뢰성 있는 전압값은 High Q 캐패시터 및 고주파용 연산증폭기로 이루어진 노이즈 감쇠회로부(150e)로 입력되어 전압값에 포함된 노이즈를 2차적으로 필터링되도록 한다.

이때 전원회로부(150f)는 9V의 전원을 케이블로 부터 입력받아서 9V, 5V의 출력을 공급하는 가지는 전원공급회로로써 상기에서 설명한 수온센서(150)를 이루는 모든 구성블록에 정전원을 공급한다. 내부는 Polyswitch와 보호저항을 사용한 과전류 방지 및 자가복구 회로와 서지옵서버(글래스관방식), 바리스터, 고용량 캐 패시터를 사용한 과전압 방지회로가 포함되어서 수온센서 전체의 고장률을 없애고 신뢰성 있는 동작을 보장한다.

마지막으로 신호케이블(150g)는 수온센서(150)의 몸체에 고정되어 방수 기능을 가지며, 탈착이 가능하여 센서(150)의 고장/파손시 손쉬운 유지보수가 가능하다. 전원 및 신호케이블은 정션박스(140)로 연결된다.

(수소이온농도(pH) 센서)

수소이온농도 센서(151)는 유리전극 방식으로, 도 6에 도시된 바와 같이 유리전극 방식의 pH감지부(151a)의 유리전극으로부터 나오는 전위차를 노이즈 감소 연산증폭기를 사용하는 증폭회로부(151b)를 통해 입력되고, 증폭회로부(151b)는 입력된 전위차에 포함된 노이즈를 1차적으로 감소시킨 후 증폭한다. 이때, 같은 신호를 2가닥의 신호라인으로 보내어 추후 발생의 소지가 있는 문제점들의 가능성을 줄이며 복구가 가능하도록 한다.

그리고 상기 증폭된 신호는 High Q 캐패시터 및 고주파용 연산증폭기를 사용하는 노이즈 감쇠회로부(151c)를 통해 2차적으로 노이즈를 필터링을 한다.

한편 전원회로부(151d)는 9V의 전원을 케이블로 부터 입력받아서 9V, 5V의 출력을 가지는 전원공급회로로써 상기 증폭회로부(151b) 및 노이즈 감쇠 회로부(151c)에 정전원을 공급한다. 내부는 Polyswitch와 보호저항을 사용한 과전류 방지 및 자가복구 회로와 서지옵서버(글래스관방식), 바리스터, 고용량 캐패시터를 사용한 과전압 방지회로가 포함되어서 수소이온농도 센서 전체의 고장률을 없애고 신뢰성 있는 동작을 보장한다.

신호케이블(151e)은 수소이온농도(pH) 센서의 몸체에 고정되어 방수 기능을 가지며, 탈착이 가능하여 센서의 고장/파손시 손쉬운 유지보수가 가능하다. 전원 및 신호케이블은 정션박스(140)로 연결된다.

(DO센서)

DO 센서(152)는 도 7에 도시된 바와 같이 센서 카트리지부(152a)로써 측정대상과 접촉부분에 있는 멤브레인 방식의 산소 투과막을 통과한 산소량에 따라 두 전극 사이의 전위차가 변화하도록 설계된다. 카트리지 내부의 전해액과 두 전극은 측정 방식의 특성상 수명을 가지고 있으나 방수 기능의 카트리지 교환 방식으로 유지보수의 편의성을 높일 수 있도록 한다.

그리고 전위차 검출 및 증폭회로부(152b)는 상기 센서 카트리지부(152a)의 두 전극 사이의 전위차를 미도시된 비교기를 사용하여 정확하게 검출하고, 노이즈 감소 연산증폭기를 사용하여 1차적으로 노이즈를 줄이며 전압값을 증폭한다.

그리고 노이즈 감쇠회로부(152c)는 미도시된 High Q 캐패시터 및 고주파용 연산증폭기를 사용하여 2차적으로 노이즈 필터링을 하고, 전원회로부(152d)는 9V의 전원을 케이블로 부터 입력받아서 9V, 5V의 출력을 가지는 전원공급회로로써 상기 전위차 검출 및 증폭회로부(152b) 및 노이즈 감쇠회로부(152c)에 정전원을 공급한다. 내부는 Polyswitch와 보호저항을 사용한 과전류 방지 및 자가복구 회로와 서지옵서버(글래스관방식), 바리스터, 고용량 캐패시터를 사용한 과전압 방지회로가 포 함되어서 DO 센서 전체의 고장률을 없애고 신뢰성 있는 동작을 보장한다.

신호케이블(152e)는 은 DO센서(152)의 몸체에 고정되어 방수 기능을 가지며, 탈착이 가능하여 센서의 고장/파손시 손쉬운 유지보수가 가능하다. 전원 및 신호케이블은 정션 박스(140)로 연결된다.

(전기전도도(EC)센서)

전기전도도 센서(153)는 도 8에 도시된 바와 같이 센서 측정부(153a)에 한쌍의 전극에 교류 전원을 인가하여 측정 대상의 전도도에 따른 출력 전압을 발생시키면, 발생된 출력전압은 교류신호 증폭회로부(153b)로 입력되어 증폭되고, 증폭된 신호는 정류회로(153c)를 통해 정류되어 정량적으로 환산된다.

상기와 같이 정량적으로 환산된 출력전압은 노이즈 감쇠 회로부(153d)로 입력되어 미도시된 High Q 캐패시터 및 고주파용 연산증폭기에 의해 노이즈를 필터링한다.

한편 미도시된 타이머 또는 트랜지스터를 사용한 교류 전원 공급부(153e)는 전원 회로부(153f)로부터 직류 전원을 받아 교류 전원으로 변환시켜 상기 센서 측정부(153a)에 구비된 두 쌍의 전극에 공급한다.

전원 회로부(153f)는 6V의 전원을 케이블로부터 입력받아서 9V, 5V의 출력을 가지는 전원공급회로로서, 신호 케이블(153g)을 제외한 모든 구성 블록에 구동전원인 정전원을 공급한다. 상기 전원 회로부(153f)는 Polyswitch와 보호저항을 사용한 과전류 방지 및 자가복구 회로와 서지옵서버(글래스관방식), 바리스터, 고용량 캐 패시터를 사용한 과전압 방지회로가 포함되어서 전기전도도 센서(153) 전체의 고장률을 없애고 신뢰성 있는 동작을 보장한다.

상기 전기전도도(EC) 센서(153)의 몸체에 고정되어 방수 기능을 가지며, 탈착이 가능하여 센서 몸체부 고장시 손쉬운 유지보수가 가능하다. 전원 및 신호선들이 케이블을 통해 정션박스(140)로 연결된다.

(탁도센서)

탁도는 수중의 유기물량과 높은 상관관계를 갖고 있어 유기물의 농도를 예측할 수 있는 중요한 지표로 사용되고 요소이다. 본 발명에서의 탁도센서(154)는 기존의 센서와 달리 듀얼디텍터를 적용하여 두 측정값의 비교측정에 의해 보다 정확한 측정값을 얻도록 한다.

먼저 도 9에 도시된 바와 같이 800 ~ 900nm 파장의 빛을 조사하는 두개의 발광 장치와 각각의 발광 장치에서 나온 빛이 90도로 산란될 때, 그 빛을 각각 검출하는 두 개의 포토 다이오드로 구성된 2개의 탁도 감지부(154a)는 소규모 저수지 또는 간척용 담수호 농업용수의 탁도상태를 각각 감지한다. 상기 포토 다이오드는 빛의 양에 비례하는 전압값을 발생시킨다.

상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전압값 각각은 노이즈 감소 연산증폭기를 사용는 2개의 증폭회로부(154b)에 각각 입력되어 1차적으로 노이즈가 감소되고, 증폭된다.

상기 2개의 증폭회로부(154b)로부터 출력되는 전압은 비교 및 출력회로 부(154c)로 입력되고, 상기 비교 및 출력회로부(154c)는 비교 알고리즘에 따라 처리하여 정확한 탁도 측정을 수행한다.

즉, 비교 및 출력회로부(154c)는 도 10에 도시된 바와 같이 스택값을 초기화(S100)시킨 후 2개의 증폭회로부(154b)로부터 입력되는 탁도감지신호인 전압을 입력(S105)받아 2개의 전압차인 신호 레벨차를 판단한다(S110).

상기 S110의 판단 결과 신호 레벨차가 5%이하인 경우 평균값을 산출(S115)하고, 판단 결과 신호 레벨차가 5%이상인 경우 신호 레벨차를 다시 한 번 판단한다(S120).

상기 S120 단계의 판단 결과 신호 레벨차가 30%이상인 경우 60초 동안 대기(S125)하고 스택값을 1로 설정한다(S130).

그리고 상기 스택값을 판단하여(S135), 상기 스택값이 60인 경우 경보신호가 발생(S140)되도록 한 후 상기 스택값을 제로로 설정하여 초기화시킨다(S145). 그리고 상기 스택값이 60 이하인 경우 상기 S105 단계부터 반복 수행한다.

그리고 상기 S120 단계의 판단 결과 신호 레벨의 차이가 5% 이상 ~ 30% 이하인 경우 상기 S105 단계부터 반복 수행한다.

전원 회로부(153e)는 6V의 전원을 케이블로부터 입력받아서 9V, 5V의 출력을 가지는 전원공급회로로서, 신호 케이블(154f)을 제외한 모든 구성 블록에 구동전원인 정전원을 공급한다. 상기 전원 회로부(154e)는 Polyswitch와 보호저항을 사용한 과전류 방지 및 자가복구 회로와 서지옵서버(글래스관방식), 바리스터, 고용량 캐 패시터를 사용한 과전압 방지회로가 포함되어서 탁도 센서(154) 전체의 고장률을 없애고 신뢰성 있는 동작을 보장한다.

상기 탁도 센서(154)의 몸체에 고정되어 방수 기능을 가지며, 탈착이 가능하여 센서 몸체부 고장시 손쉬운 유지보수가 가능하다. 전원 및 신호선들이 케이블을 통해 정션박스(140)로 연결된다.

(수심센서)

도 11의 수심센서(155)는 압전 소자의 형상 별 주파수 특성을 사용하여 수압을 감지하는 형태로서, 사용되는 압전 소자는 두 가지가 있는데, 하나는 압전 세라믹 소자로 강도가 큰 세라믹의 특성을 이용하여 수압이 높은 곳에서도 측정이 가능한 소자이고, 둘째는 압전 폴리머를 사용한 소자로 강도가 낮고 신축성이 좋은 소자로서 세밀한 측정이 필요할 경우 사용한다. 수압이 없는 경우에는 처음 제조된 형상을 띠며 그에 준하는 특정 주파수가 발생한다. 수압이 변하면 형상이 변하면서 그에 준하는 변동된 주파수가 발생한다.

상기 압전소자(155a)에 의해 발생된 특정 주파수의 파형은 저 전력 소자를 사용한 증폭회로부(155b)로 입력되어 증폭되고, 증폭된 파형은 RMS 변환기(155c)로 입력되어 전압의 RMS 값으로 변환된다.

상기 변환된 RMS값은 증폭회로부(155d)로 입력되어 다시 증폭시켜 변화하는 값들 사이의 차이가 커지도록 한다.

상기 증폭회로부(155d)에 의해 증폭된 RMS 값은 High Q 캐패시터, 고주파용 연산증폭기를 사용하는 노이즈 감쇠회로부(155e)로 입력되어 2차적으로 노이즈 필터링 된다.

한편, 상기 압전소자(155a)의 양극으로는 고전압(200~600V)의 교류전원이 인가되어야 하는데, 상기 고전압(200∼600V)의 교류 전원은 고압 교류전원 공급회로부(155f)에 의해 생성되며, 상기 고압 교류전원 공급회로부(155f)는 전원회로부(155g)의 9V의 직류전류를 공급받아 인덕터의 역 기전력 발생원리에 따라 고 전압 교류를 발생시켜 압전 소자에 전원을 공급한다.

전원 회로부(155g)는 6V의 전원을 케이블로부터 입력받아서 9V, 5V의 출력을 가지는 전원공급회로로서, 신호 케이블(155h)을 제외한 모든 구성 블록에 구동전원인 정전원을 공급한다. 상기 전원 회로부(155g)는 Polyswitch와 보호저항을 사용한 과전류 방지 및 자가복구 회로와 서지옵서버(글래스관방식), 바리스터, 고용량 캐패시터를 사용한 과전압 방지회로가 포함되어서 수심 센서(155) 전체의 고장률을 없애고 신뢰성 있는 동작을 보장한다.

상기 수심 센서(155)의 몸체에 고정되어 방수 기능을 가지며, 탈착이 가능하여 센서 몸체부 고장시 손쉬운 유지보수가 가능하다. 전원 및 신호선들이 케이블을 통해 정션박스(140)로 연결된다. 그리고 상기 수압신호(아날로그 신호)는 케이블을 통해 정션박스(140)를 거쳐서 컨트롤러(190)에 전달되고, 상기 컨트롤러(190)는 입력되는 수압신호를 수심 산출식에 적용시켜 수심 데이터로 변환시킨다.

(COD센서)

COD 센서(156)는 UV발광부(156a)를 이용하여 주변의 유기물들에게 특정파장의 UV(Ultraviolet) 빛을 조사하고, 흡광렌즈부(156b)를 이용하여 유기물들에 의해 반사되어 되돌아오는 특정파장의 빛을 흡광한 후 광-전기 전환부(156d)로 출력한다.

그러면 광-전기 전환부(156d)는 COD를 측정하기 위해 특정 파장의 스펙트럼으로 필터링하고, 포토다이오드를 사용하여 필터링된 빛의 양에 비례하는 전류값을 발생시킨다.

그리고 광-전기 전환부(156d)는 발생시킨 전류값을 전류 증폭 및 전류-전압 변환회로부(156e)로 출력하고, 증폭 및 전류-전압 변환회로부(156e)는 미세한 전류값을 증폭하고, 해당하는 전압값으로 변환한다.

상기 변환된 전압값은 High Q 캐패시터, 고주파용 연산증폭기를 사용하는 노이즈 감쇠회로부(156f)를 2차적으로 노이즈 필터링을 한다.

전원 회로부(156g)는 6V의 전원을 케이블로부터 입력받아서 9V, 5V의 출력을 가지는 전원공급회로로서, 신호 케이블(156h)을 제외한 모든 구성 블록에 구동전원인 정전원을 공급한다. 상기 전원 회로부(156h)는 Polyswitch와 보호저항을 사용한 과전류 방지 및 자가복구 회로와 서지옵서버(글래스관방식), 바리스터, 고용량 캐패시터를 사용한 과전압 방지회로가 포함되어서 COD 센서(156) 전체의 고장률을 없애고 신뢰성 있는 동작을 보장한다.

상기 COD 센서(156)의 몸체에 고정되어 방수 기능을 가지며, 탈착이 가능하 여 센서 몸체부 고장시 손쉬운 유지보수가 가능하다. 전원 및 신호선들이 케이블을 통해 정션박스(140)로 연결된다.

(클로로필-a센서)

클로로필-a 센서(157)는 발광부(157a)를 구비하고 있으며, 상기 발광부(157a)를 이용하여 주변의 유기물들에게 빛을 조사한다.

상기 조사되어 빛은 유기물들에 의해 반사되고, 반사된 형광 빛은 흡광렌즈부(157b)에 흡광되어 광-전기 변환부(157d)로 출력하고, 상기 광-전기 변환부(157d)는 클로로필-a를 측정하기 위해 형광 빛의 스펙트럼으로 필터링하고, 포토다이오드를 사용하여 필터링 된 빛의 양에 비례하는 전류값을 발생시킨다.

상기 광-전기 변환부(157d)에 의해 발생된 미세 전류값은 전류 증폭 및 전류-전압 변환회로부(157e)로 입력되고, 전류 증폭 및 전류-전압 변환회로부(157e)은 미세한 전류값을 증폭하고, 해당하는 전압값으로 변환한다.

상기 전압값은 High Q 캐패시터, 고주파용 연산증폭기를 사용하는 노이즈 감쇠회로부(157f)로 입력되고, 상기 노이즈 감쇠회로부(157f)는 입력된 전압에 대해 2차적으로 노이즈 필터링을 한다.

전원 회로부(157g)는 6V의 전원을 케이블로부터 입력받아서 9V, 5V의 출력을 가지는 전원공급회로로서, 신호 케이블(157h)을 제외한 모든 구성 블록에 구동전원인 정전원을 공급한다. 상기 전원 회로부(157g)는 Polyswitch와 보호저항을 사용한 과전류 방지 및 자가복구 회로와 서지옵서버(글래스관방식), 바리스터, 고용량 캐 패시터를 사용한 과전압 방지회로가 포함되어서 클로로필-a 센서(157) 전체의 고장률을 없애고 신뢰성 있는 동작을 보장한다.

상기 클로로필-a 센서(157)의 몸체에 고정되어 방수 기능을 가지며, 탈착이 가능하여 센서 몸체부 고장시 손쉬운 유지보수가 가능하다. 전원 및 신호선들이 케이블을 통해 정션박스(140)로 연결된다.

상기에서 기술된 모든 센서(150~157)들은 상술한 바와 같이 정션박스(140)를 통해 컨트롤러(190)로 연결되고, 컨트롤러(190)는 상기 정션박스(140)를 통해 상기 센서(150~157)들에 의해 측정된 소규모 저수지 또는 간척지 담수호 농업용수의 수질측정신호를 입력받아 수질 분석 데이터를 생성시켜 근거리 또는 원격지에 있는 사용자들이 해당 저수지 또는 간척지 담수호 농업용수의 수질 상태를 실시간으로 볼 수 있도록 한다.

상기 정션박스(140)의 센서연결커넥터는 방수 및 내구성이 강한구조 및 재질로 제작되었으며, 센서의 유실을 사전에 예방할 수 있도록 유실방지기능을 갖추었으며 추가로 장착될 항목센서를 위한 스페어 커넥터(Spare Connector)를 구비하고 있다.

그리고 상기 센서(150~157)들은 수중의 부유물 또는 유실물의 충돌에 의한 파손 및 유실될 우려가 있기 때문에 도 15에 도시된 바와 같이 센서보호프레임(180)에 의해 보호 및 거치된다. 또한, 센서거치구조물(170)은 각 센서의 특성(크기, 구조)에 따라 손쉬운 탈착이 가능하도록 제작되어 센서의 유지관리 및 보수 에 편의성을 제공할 수 있는 구조를 갖는 것으로 몸체(172)가 다수개로 분리되어 있고, 몸체(172)에 형성된 결합공(171)에 고정부재(173)를 삽입시켜 센서장착 구조물(170)을 전후좌우로 늘임과 줄임이 가능하도록 함으로써, 센서(150~157)의 크기나 모양에 관계없이 쉽게 탈착이 가능하다.

한편 상기 컨트롤러(190)는 도 16에 도시된 바와 같이 센서부(160)로부터 입력되는 수질 측정 신호들을 정션박스(140)를 통해 입력받아 신호처리부(191)의 아날로그 증폭부를 통하여 증폭된 신호를 A/D 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환시킨 후 제어부(192)의 CPU(192a)로 입력되도록 한다.

상기 CPU(192a)는 플래시 메모리(192c)에 저장되어 있는 수질 분석 프로그램에 따라 상기 디지털 신호로 변환된 수질 측정 신호를 분석하여 수질 분석 데이터를 생성하고, 상기 수질 분석 데이터는 플래시 메모리(192c)에 저장되는 한편, 외부 저장장치(194)의 스토리지 컨트롤러(194a)를 통해 하드디스크 또는 SDHC 저장장치에 저장되도록 한다. 또한 사용자의 요청에 응하여 상기 제어부(192)는 상기 수실 분석 데이터가 USB 호스트 컨트롤러(194b)를 통해 USB 저장장치에 저장되도록 한다.

또한, 제어부(192)는 상기 수질 분석 데이터를 표시부(193)의 LCD나 LED 디스플레이를 통해 표시되도록 한다. 이때, LCD는 LCD 컨트롤러에 의해 제어되고, LED 디스플레이는 LED 드라이버에 의해 구동되는데, 이 부분은 당업자라면 알 수 있는 부분으로서, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 제어부(192)는 수질 분석 데이터를 체크한 결과 이상이 발생하는 경우 스피커 및 부저로 이루어진 경보장치(105)를 통해 경보 오디오신호 및 부저음이 발생되도록 하여, 사용자들이 해당 저수지 또는 간척지 담수호 농업용수가 수질 오염되거나 센서들이 파손되는 등과 같은 경보상황을 용이하게 인지할 수 있도록 한다.

상기 제어부(192)는 GPS 모듈(192e)을 이용하여 현재 위치를 인식하고, 인식 결과를 외부에 알려줄 수 있도록 제어한다. 또한, 제어부(192)는 외부 감응장치(195)의 모션센서(195a)로부터 x, y 및 z축의 동작을 모두 감지하여 수질 자동측정장치(100)의 위치, 높이 및 기울기에 관한 신호를 제공받아 파도 등으로 심한 기울기가 발생하고 있다든지, 수심이 높아지거나 낮아져서 높이의 변화가 있을 경우 또는 작은 범위의 위치이동이 발생하여 조정이 필요한 상황이 발생하는 경우 신속하게 감지하여 조치할 수 있도록 한다. 또한, 제어부(192)는 외부 충격이 발생했을 경우에도 감응이 가능하여 손상여부에 대한 정보를 수신가능하다.

그리고 제어부(192)는 모션센서(195a)로부터 입력되는 신호를 수심센서(156)나 날씨 정보 등과 비교하여 좀 더 정확하게 현장 상황을 분석하고 판단한다.

그리고 제어부(192)는 온도센서(195b)로부터 입력되는 수질 자동측정장치(100)의 내부 온도를 입력받아 기준 온도와 비교하고, 비교결과 내부 온도가 너무 높은 경우 미도시된 팬을 구동시켜 수질 자동측정장치(100)의 내부온도가 기준온도 이하가 되도록 하여, 수질 분석 데이터가 신뢰도가 온도로 인해 떨어지지 않도록 한다. 이때 실시간 클록 유닛(195c)은 독립된 전원장치를 가진 시간 정보 발 생장치로서, CPU(192a)로 신뢰성 있는 시간 정보를 제공하여 제어부(192)가 정확한 시간 정보를 관리할 수 있도록 한다.

입력장치(195d)는 일반적인 키 배열의 키보드나 특성화된 키패드 등으로 사용자가 사용자의 의도대로 수질 자동측정장치(100)를 동작시킬 수 있도록 하는 신호들을 입력할 수 있도록 하고, 입력된 신호를 제어부(192)로 출력시킨다.

한편 상기 제어부(192)는 수질 분석 데이터를 블루투스 모듈(196a), CDMA 모듈(196b), RF 모듈(196c), RS232 외부단자(196d), RS485 내부 단자(196e), 랜 리피터(196f), 와이어리스 랜 어댑터(196g) 중 적어도 하나의 외부 전송장치(196)를 통해 송출하여, 원격지에 있는 사용자들이 수질 분석 데이터를 볼 수 있도록 한다.

마지막으로 원격지에 있는 수질 관리 서버(300)에는 통합수질관리 HMI 프로그램이 탑재되어 있는데, 상기 통합수질관리 HMI 프로그램은 기본 기능과 호소관리 시물레이션 기능을 제공한다.

여기서, 기본 기능은 측정 지점 별 위치 관리 기능, 측정 지점별 수질 관리 항목 측정 기능, 측정 지점별 상태표시 기능 및 측정지점별 경보기능으로 이루어진다.

상기 측정 지점 별 위치 관리 기능은 GPS를 사용한 위치 정보 수신 기능 및 송수신 네트워크를 사용한 측정 지역 별, 측정 지점 별 관리 기능으로 이루어지고, 측정 지점 별 수질 관리 항목 측정 기능은 컨트롤러(190)로부터 측정 데이터 수신 기능, 상기 컨트롤러(190)로부터 입력되는 수온, pH, DO, EC, 탁도, 수심, COD, 클로로필-a 각 항목별 측정 데이터 수치적으로 표시하는 기능, 상기 각 항목별 측정데이터를 스프레드시트 형식으로 변환시켜 출력하는 기능으로 이루어진다.

그리고 측정 지점 별 상태 표시 기능은 컨트롤러(190)로부터 상태 정보 데이터를 수신하여, 수질 자동측정장치(100)의 기울기 및 이동(3축, 속도) 등을 포함하는 물리적인 상태가 표시되도록 하고, 동작 여부, 현재 값 표시 등으로 이루어진 센서 상태를 표시하며, DC 전원 및 배터리 전원상태를 표시하기 위한 전원 상태가 표시되도록 한다.

또한, 측정 지점 별 경보 기능은 컨트롤러(190)로부터 전원 정보 데이터를 수신하여 DC 전원 정보를 분석한 후, 이상이 있을 경우 경보가 발생되도록 하며, 배터리 정보 또한 분석한 후, 이상이 있을 경우 경보가 발생되도록 할 뿐만 아니라, 자동 수질측정장치(100)의 이동, 흔들림, 기울기 정보를 분석한 후, 이상이 발생한 경우 경보가 발생되도록 하며, 자동 수질측정장치(100)의 충격, 손상, 분실, 도난 정보를 분석한 후 경보가 발생되도록 한다.

한편, 호소관리 시뮬레이션 기능은 유입지류의 오염부하량 산정 기능과, 호소내 오염물질 농도 산정기능과, 유출수의 오염부하량 산정기능과, 호수물질 수지 기능이 있다.

상기 유입지류의 오염부하량 산정기능은 유입지류별 고유 어드레스를 설정한 후 기존 유량 데이터 스캔(Data Scan)하여 물질부하율을 하기의 계산식에 의해 산출한다.

[계산식]

W=Q×C 이다(여기서, Q=유량, C=측정대상물질의 농도)

상기 호소내 오염물질농도 산정기능은 기존 호소 수위 데이터를 스캔하고, 호소의 볼륨을 설정한 후 호소내 측정대상물질의 농도 값(t=0) 산출한다.

상기 유출수의 오염부하량산정기능은 유입지류의 합산 부하량을 계산하고, 유출수의 유량을 산정한 후 정상상태 완전혼합식호소 물질수지식에 대입하여 예측농도를 산출한다.

상기 호소물질수지(정상상태 완전혼합식) 기능은 외부에서 오염물질의 유입에 따른 호소 환경의 반응을 표현한 이상적인 공식으로 유입유량 및 유입농도 정보만을 이용하여 간단하게 모델링할 수 있으며, 상기 통합수질관리 HMI 프로그램은 도 17의 물질수지를 프로그래밍 하여 유입하천의 부하량, 호소내의 농도변화, 유출수의 최종부하량 산정이 가능하며 이를 통해 호소내 환경변화에 대해 대략적인 시뮬레이션이 가능하도록 한다.

첫째 호소로 유입되는 총 물질부하량은

이다.

둘째 호소로부터 유출되는 총유출량은

이며, 여기서 E는 증발량이다.

셋째 유입된 오염물질이 1차 반응에 따라 감소할 때, 호소를 완전혼합반응조로 가정하면 물질수지는 아래와 같이 표현될 수 있다.

넷째 정상상태로 가정할 경우(t=∞) 오염물질 농도의 산정은,

정상상태에서

이므로,

로 산정이 가능하다.

다섯째 초기농도가 S=S₀인 오염물질 부하량 W(t)가 시간에 따라 일정하게 유 입된다고 할 때 비정상상태에서의 농도 변화 S는 아래와 같이 산정된다.

도 18은 합수질관리 HMI로서, 사용자 로그인을 통해 메인메뉴 화면으로 접근하고, 메인 메뉴 화면을 통해 측정소 위치정보를 제공해주는 화면, 측정소별 관측데이터 선택화면, 선택측정소 관측데이터 모니터링 화면, 측정소별 리포트 선택화면, 선택 측정소의 리포트 화면, 측정소별 상태 선택화면, 선택측정소의 상태 모니터링화면, 측정소별 경보선택 화면, 선택측정소의 경보 모니터링화면, 유입, 호소중앙, 유출부향량 모니터링 선택화면 및 선택된 측정항복의 부하량 모니터링 화면 을 제공받을 수 있도록 한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 도 1에 적용된 원격 수질자동측정장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 2에 적용된 수온센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도 2에 적용된 pH센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 2에 적용된 DO센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 2에 적용된 EC센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 2에 적용된 탁도센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 도 8의 탁도센서의 측정시퀀스를 설명하기 위한 순서도이다.

도 9는 도 2에 적용된 수심센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 도 2에 적용된 COD센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 11은 도 2에 적용된 클로로필-a센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 도 2에 적용된 Junction 박스 내부회로의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 13은 도 2에 적용된 Junction 박스와 커넥터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 14는 도 2에 적용된 센서보호프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 15는 도 2에 적용된 컨트롤러의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 16은 도 15의 컨트롤러의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 17은 호소의 물질수지를 도시한 도면이다.

도 18은 본 발명에 적용된 통합수질관리 HMI의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 수질 자동측정장치

200 : 데이터 통신망

300 : 수질 관리 서버

Claims (16)

1. 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템에 있어서,

   소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수에 침지되어 수질 상태를 감지하고, 감지된 결과를 수질 측정 신호로 변환하여 통신 케이블을 통해 출력하는 복수의 센서들을 포함하는 센서부;

   상기 복수의 센서들과 상기 통신 케이블로 연결되되, 착탈이 용이하게 커넥터를 통해 연결되며, 상기 낙뢰 및 서지에 의한 과전류 발생 시 상기 과전류를 차단하여 상기 센서들을 보호하는 보호회로를 포함하는 정션박스;

   태양광을 집광시켜 전기에너지로 변환시키는 솔라셀 판넬;

   상기 솔라셀 판넬에 연결되어 상기 솔라셀 판넬에 의해 변환된 전기에너지로 충전되고, 상기 정션박스를 통해 상기 센서들로 전원을 공급하는 배터리;

   상기 센서부로부터 전송되는 수질 측정신호를 수신하여 노이즈를 제거한 후 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 센서 데이터 수신부와, 센서로부터 입력되는 수질 측정신호를 연산하는 CPU와, 상기 센서로부터 입력되는 수질 측정 신호를 임시로 저장한 후 상기 CPU로 출력되도록 하는 램과, 원격자동 수질 측정 프로그램을 저장하고 있으며, 상기 CPU를 통해 연산처리된 상기 수질 측정 데이터를 저장하고 있는 플래시 메모리와, 상기 cpu, 램, 플래시 메모리 상호간에 데이터를 입출력시킬 때 입출력되는 데이터를 안정화시키고, 데이터 병목현상을 방지하기 위한 데이터 버퍼와, 위성으로부터 GPS 관련 데이터를 수신하여 현재 위치를 검출하여 상기 CPU로 출력하는 GPS 모듈과, 상기 센서로부터 수질 측정 신호를 수신할 수 있도록 제어하는 신호 입출력부와, 상기 CPU에서 연산된 결과값인 수질 분석 데이터를 데이터 통신망을 통해 송출될 수 있도록 하는 송수신부를 포함하여 상기 센서 데이터 수신부로부터 입력되는 수질 측정신호를 연산하여 수질 분석 데이터를 출력하고, 상기 수질 분석 데이터를 체크하여 위험상황이 발생하는 경우 위험상황 데이터를 외부로 출력하며, 상기 현재 위치를 체크하여 위치정보를 송출하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 응하여 날짜, 시간, 측정 항목별 측정값, 전원 동작 상태, 센서의 통신 상태, 배터리 잔량 상태, 덮개의 개폐상태, 외부 충격경보 및 상기 위치 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 화면상에 표출시키는 표시부와; 상기 제어부로부터 출력되는 위험상황 데이터를 저장하는 외부저장 장치부와; 이동 및 내부 온도를 체크하고, 체크 결과를 상기 제어부로 전송하는 감응 장치부;를 포함하는 컨트롤러; 및

   상기 컨트롤러에 의해 출력되는 수질 분석 결과 데이터 및 위치정보를 상기 수질 관리 서버로 전송하는 외부 전송장치부;

   를 포함하여 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수에 떠 있도록 구성되어 상기 소규모 저수지 및 간척담수호 농업용수의 수질상태 및 현재 위치를 실시간으로 측정하고, 상기 측정된 현재 위치정보와 이동정보와 수질 측정 신호를 무선으로 전송하는 수질 자동측정장치; 및

   상기 수질자동 원격 측정장치로부터 전송되는 수질 측정 신호를 수신받아 분석한 후 구축된 DB에 저장시키고, 데이터 통신망을 통해 온라인 접속을 이룬 불특정 다수의 사용자가 상기 DB에 저장된 분석결과를 제공받아 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수의 수질 상태 관리 정보 및 상기 수질 자동측정장치의 위치 및 이동을 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 수질 관리 서버;

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수질 자동측정장치는,

   상기 배터리에 연결되어, 상기 배터리로부터 공급되는 전원으로 충전되고, 상기 배터리가 방전되는 경우 비상전원을 공급하는 백업 배터리;

   새장 형상으로 형성되되, 상기 새장 형상 내측에 상기 센서를 고정시킬 수 있는 센서 고정 구조물이 구비된 새장형 구조의 센서보호 프레임;

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 센서 보호 프레임의 센서 고정 구조물은,

   임의의 위치에 적어도 하나의 결합공이 형성되고 내측면이 라운딩 처리된 복수의 몸체와, 상기 몸체들의 결합공에 의해 상호 결합고정되도록 하는 결합부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 수질 관리 서버는,

   상기 수질 자동측정장치로부터 날짜, 시간, 측정 항목별 측정값, 전원 동작 상태, 센서의 통신 상태, 배터리 잔량 상태, 덮개의 개폐상태, 외부 충격경보, 센서의 위치 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 제공받아 출력하는 한편, 상기 수질 자동측정장치로부터 DC전원 정보, 배터리 정보, 컨트롤러의 이동/흔들림/기울기 정보, 및 충격/손상/분실/도난 정보를 입력받아 기준 정보와 비교하여 이상이 발생했는지의 여부를 체크하고, 이상이 발생하는 경우 경보 신호가 출력되도록 하는 한편, 유입지류의 오염부하량을 산정하고, 오소내 오염물질 농도를 산정하고, 유출수의 오염부하량을 산정하여, 호소내 환경변화에 대한 시뮬레이션 정보를 제공하는 통합수질 관리 HMI를 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서는, 수온센서, 수소이온농도(pH) 센서, 용존산소(DO) 센서, 전기전도도(EC) 센서, 탁도 센서, 수심 센서, 화학적산소요구량(COD) 센서, 클로로필-a 센서 중 적어도 하나 이상이며, 수온, 수소이온농도(pH), 용존산소(DO), 전기전도도(EC), 탁도, 수심, 화학적산소요구량(COD), 클로로필-a 중 적어도 하나 이상을 측정하여 제공하는 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 정션박스는,

   낙뢰, 서지 과전류로 인해 상기 수질 자동측정장치를 보호하고, 이상이 발생하는 경우 복구시키고, 전압 서지들을 속도별도 차단하며, 상기 센서부의 센서로 구동전원을 공급하고, 상기 센서로부터 출력되는 수질 측정신호를 입력받는 보호회로부;

   상기 컨트롤러의 제어에 응하여 상기 보호회로부로 센서 구동 전원을 공급하는 전원회로부; 및

   상기 보호회로부를 통해 입력되는 수질 측정 신호를 상기 컨트롤러로 출력하는 신호 전달회로부;

   를 포함하여 구비된 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부저장 장치부는,

   범용 하드디스크를 제어하는 하드디스크 컨트롤러와, SD형태의 메모리 장치를 제어하는 SDHC 메모리 컨트롤러로 이루어지는 저장 컨트롤러; 및

   사용자의 요청에 응하여 상기 컨트롤러에 의해 생성되는 수질 분석 데이터를 이동식 SUB 저장장치에 저장시키는 유에스비 호스트 컨트롤러,

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 감응장치부는,

    자동 수질측정장치의 x, y, z축의 움직임을 감지하여 상기 자동 수질측정장치의 위치, 높이, 기울기 정보를 감지하여 상기 CPU로 전송하는 모션센서와,

    상기 자동 수질측정장치의 내부 온도를 측정하여 상기 CPU로 전송하는 온도센서,

    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 CPU는, 상기 모션센서로부터 입력되는 자동 수질측정장치의 위치, 높이, 기울기 정보가 입력되는 경우 수심센서 또는 날씨 정보와 비교하여 자동 수질 측정장치의 현상태를 예측하고, 예측 자료를 제공하는 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 CPU는, 상기 온도센서로부터 입력되는 자동 수질측정장치의 실내온도를 기준 온도와 비교하여, 비교 결과에 따라 자동 수질측정장치 내부에 구비된 냉각팬을 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 수질 자동 측정장치는,

    스피커 또는 부저로 이루어지며, 상기 제어부의 경고 제어신호, 화재 발생 알림 신호, 도난 경보 신호, 충격 경보 신호, 위험 경보신호 중 적어도 하나의 신호에 응하여 경보 오디오 신호 또는 부저음이 발생되도록 하는 경보장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동관측시스템.
14. 삭제
15. 수질 자동측정장치에 있어서,

    소규모 저수지 및 간척 담수호 농업용수에 침지되어 수질 상태를 감지하고, 감지된 결과를 수질 측정 신호로 변환하여 통신 케이블을 통해 출력하는 복수의 센서들을 포함하는 센서부;

    상기 복수의 센서들과 상기 통신 케이블로 연결되되, 착탈이 용이하게 커넥터를 통해 연결되며, 상기 낙뢰 및 서지에 의한 과전류 발생 시 상기 과전류를 차단하여 상기 센서들을 보호하는 보호회로를 포함하는 정션박스;

    태양광을 집광시켜 전기에너지로 변환시키는 솔라셀 판넬;

    상기 솔라셀 판넬에 연결되어 상기 솔라셀 판넬에 의해 변환된 전기에너지로 충전되고, 상기 정션박스를 통해 상기 센서들로 전원을 공급하는 배터리;

    상기 배터리에 연결되어, 상기 배터리로부터 공급되는 전원으로 충전되고, 상기 배터리가 방전되는 경우 비상전원을 공급하는 백업 배터리;

    새장 형상으로 형성되되, 상기 새장 형상 내측에 상기 센서를 고정시킬 수 있는 센서 고정 구조물이 구비된 새장형 구조의 센서보호 프레임;

    상기 센서부로부터 전송되는 수질 측정신호를 수신하여 노이즈를 제거한 후 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 센서 데이터 수신부와, 센서로부터 입력되는 수질 측정신호를 연산하는 CPU와, 상기 센서로부터 입력되는 수질 측정 신호를 임시로 저장한 후 상기 CPU로 출력되도록 하는 램과, 원격자동 수질 측정 프로그램을 저장하고 있으며, 상기 CPU를 통해 연산처리된 상기 수질 측정 데이터를 저장하고 있는 플래시 메모리와, 상기 cpu, 램, 플래시 메모리 상호간에 데이터를 입출력시킬 때 입출력되는 데이터를 안정화시키고, 데이터 병목현상을 방지하기 위한 데이터 버퍼와, 위성으로부터 GPS 관련 데이터를 수신하여 현재 위치를 검출하여 상기 CPU로 출력하는 GPS 모듈과, 상기 센서로부터 수질 측정 신호를 수신할 수 있도록 제어하는 신호 입출력부와, 상기 CPU에서 연산된 결과값인 수질 분석 데이터를 데이터 통신망을 통해 송출될 수 있도록 하는 송수신부를 포함하여 상기 센서 데이터 수신부로부터 입력되는 수질 측정신호를 연산하여 수질 분석 데이터를 출력하고, 상기 수질 분석 데이터를 체크하여 위험상황이 발생하는 경우 위험상황 데이터를 외부로 출력하며, 상기 현재 위치를 체크하여 위치정보를 송출하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 응하여 날짜, 시간, 측정 항목별 측정값, 전원 동작 상태, 센서의 통신 상태, 배터리 잔량 상태, 덮개의 개폐상태, 외부 충격경보 및 상기 위치 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 화면상에 표출시키는 표시부와; 상기 제어부로부터 출력되는 위험상황 데이터를 저장하는 외부저장 장치부와; 이동 및 내부 온도를 체크하고, 체크 결과를 상기 제어부로 전송하는 감응 장치부;를 포함하는 컨트롤러; 및

    상기 컨트롤러에 의해 출력되는 수질 분석 결과 데이터 및 위치정보를 상기 수질 관리 서버로 전송하는 외부 전송장치부;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 자동측정장치.
16. 삭제

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