KR101002633B1

KR101002633B1 - 강우량 센서의 불량여부 판단방법 및 이를 이용하는 강우/수위 시스템

Info

Publication number: KR101002633B1
Application number: KR1020100075421A
Authority: KR
Inventors: 이준환
Original assignee: 주식회사 디케이이앤씨
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2010-12-20

Abstract

본 발명은 강우량 센서의 불량여부를 판단하는 방법 및 그 판단회로를 포함하는 강우/수위 시스템으로, 더욱 상세하게는 강우량계측기의 센서 불량여부 및/또는 강우량계측기와 중앙제어부를 연결하는 선로의 단선(open) 및 단락(short) 등의 불량여부를 판단하는 방법과 그 불량여부를 판단할 수 있는 회로를 포함하는 강우/수위 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강우/수위 시스템에 있어서, 계측부는,
일정시간 동안 일정량의 강우량을 측정하여 리드스위치의 동작으로 강우출력신호를 발생시키는 강우량센서를 포함하는 강우량 계측기와 강/하천의 수위를 측정하여 수위출력신호를 발생시키는 수위계측기 및 강우의 발생여부를 감지하여 강우감지신호를 발생시키는 강우감지기로 이루어지고,
중앙제어부는,
중앙통제국과의 통신회선 연결 및 강우정보의 송출을 위한 유선 또는 무선통신장치를 구비하며, 통신망을 통해 강우정보를 상기 중앙통제국에 전달하며, 상기 중앙통제국으로부터의 제어신호를 수신하는 통신장치와 제어신호에 따라 강우정보/날짜/시간을 저장하는 저장장치와 강우발생 정보를 표시하고 제어신호를 입력받는 사용자 인터페이스와 상기 계측부에서 송신된 강우출력신호와 수위출력신호로 이루어지는 출력신호 및 감지신호를 강우신호로 수신하며, 제어신호를 상기 계측부로 송신하는 신호 송·수신장치와 상기 신호 송·수신장치에서 수신된 강우신호를 수집하여 강우정보로 변환하며, 상기 강우정보를 상기 저장장치에 저장시키고, 상기 강우정보를 상기 통신장치에 전달하고, 상기 제어신호의 발생 또는 강우정보에 따라 경보발령 필요여부를 판별하는 중앙제어장치 및 상기 신호 송·수신장치의 전단에 설치되어 상기 계측부와 연결되는 선로 및 강우량센서의 불량여부를 판단하는 불량여부 판단장치로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제2포토커플러의 센싱으로 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 단락 유무 및/또는 강우량 센서의 불량여부를 판단할 수 있으며, 제3포토커플러로의 제어신호 송신으로 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 단락 유무를 판단할 수 있어서, 선로의 단락/단선 또는 계측부 센서의 불량에 대한 불량의 원인을 용이하게 판단하고 보수할 수 있다.
또한, 계측부의 변경에 따라 강우량계측기, 수위계측기 및 강우감지장치가 변경/교환되더라도 이에 상관없이 계측부와 중앙제어부와의 선로불량을 판단할 수 있다.

Description

강우량 센서의 불량여부 판단방법 및 이를 이용하는 강우/수위 시스템{DETECTING METHOD FOR DEFECT OF RAINFALL SENSOR AND RAINFALLS/LEVEL MEASURNING SYSTEM THEREOF}

본 발명은 강우량 센서의 불량여부를 판단하는 방법 및 그 판단회로를 포함하는 강우/수위 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강우량계측기의 센서 불량여부 및/또는 강우량계측기와 중앙제어부를 연결하는 선로의 단선(open) 및 단락(short) 등의 불량여부를 판단하는 방법과 그 불량여부를 판단할 수 있는 회로를 포함하는 강우/수위 시스템에 관한 것이다.

강이나 하천의 범람을 감시하기 위하여 하천이나 교각 주변에는 강우를 감지하며 강우의 양을 확인하고, 하천의 범람을 감지하여 경보를 발생시키는 강우/수위 시스템이 설치된다.

이 강우/수위 시스템은 크게 강우량 및 수위를 계측하는 계측부와 이 계측부에서 계측된 강우량 및 수위를 수신받아 저장하며 사용자에게 디스플레이하고 원격지의 강우/수위 수집서버 등과 통신을 위한 장치 등으로 이루어진 중앙제어부로 구성된다.

이를 첨부된 도면의 도 1에 의해 좀더 상세히 설명하면, 도 1은 종래 강우/수위 시스템의 구성을 도시한 블록도로서,

강우량을 계측하는 강우량 계측기(21)와 하천 강 등의 수위를 계측하는 수위 계측기(22)로 구성되는 계측부(20)와;

상기 계측부(20)의 계측량을 수신받는 자료 수신장치(11)와 수신된 자료를 저장하는 저장장치(12)와 사용자에게 실시간으로 정보를 표시하고 제어신호를 입력받는 사용자 인터페이스(13)와 강우/수위 수집서버 또는 관리자 단말기로 정보를 전송하는 통신제어장치(14) 및 상기 장치들을 제어하는 중앙제어장치(15)로 이루어지는 중앙제어부(10)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 강우/수위 시스템에서 중앙제어부(10)와 계측부(20)의 관계를 살펴보면, 계측부(20)의 강우량계측기(21)는 리드스위치와 자석으로 구성되는 강우량 센서를 포함하여, 일정시간 동안 일정한 강우가 발생하였을 경우 출력신호가 발생되도록 이루어져 있으며, 이 출력신호를 수신한 중앙제어부(10)에서는 이 출력신호를 카운트하여 시간당 강우량을 산출하고 저장하는 과정으로 이루어진다.

예를 들어, 1분 동안 1mm의 강우가 발생하였을 경우 1개의 출력신호가 발생되는 강우량계측기에서 10분 동안 5번의 출력신호가 발생하였다면, 이는 10분 동안 5mm의 강우량이 발생된 것이다. 즉, 강우량계측기의 설정된 시간 및 설정 강우에 따라 출력신호를 수신하며, 이 출력신호를 카운트하여 시간당 강수량 또는 일일 강수량을 산출하여 DATA를 발생하는 과정으로 이루어진다.

그런데 이러한 강우/수위 시스템에서 상시 동작으로 출력신호를 발생하는 리드스위치의 불량(고장) 또는 계측부와 중앙제어부 사이를 연결하는 선로의 불량(고장)이 강우/수위 시스템이 오동작/부동작을 일으키는 주요 원인으로 나타난다.

리드스위치가 불량인 경우에는 강우가 발생하지 않더라도 강우발생의 출력신호가 지속적으로 출력되거나 강우가 발생하더라도 리드스위치가 동작하지 않아서 출력신호가 출력되지 않는다.

또한, 강우/수위 시스템에서 중앙제어부(10)와 계측부(20)의 구성으로, 계측부(20)는 강우가 발생되는 장소에 설치되어야 하며, 이 계측부(20)의 출력신호를 수신하여 경보를 발생하는 중앙제어부(10)는 강우 또는 침수위 피해를 받지않는 장소에 설치되어야 하는 것으로, 중앙제어부(10)로부터 계측부(20)까지의 거리는 짧게 수m에서 길게 수백m에 이른다. 따라서 이 중앙제어부(10)와 계측부(20)의 이격거리에 해당되는 선로가 부설되어야 하는데, 이러한 중앙제어부(10)와 계측부(20)를 연결하는 수m에서 수백m에 이르는 선로는 풍수해·유실·외부충격 등에 의해서 선로에 불량이 발생될 수 있다. 이 선로의 불량으로는 단락(short), 단선(open) 등이 있으나, 이 단락 및 단선에 의하여 강우/수위 시스템은 오동작 또는 부동작의 원인이 된다.

그런데 이러한 리드스위치의 불량 또는 선로의 불량에 대해서 불량여부를 인지하기 위한 종래의 방법으로는 인근의 다른 계측기에서 동작 여부를 확인하여 불량인 인지하거나 계측기가 설치된 현장에 인력을 투입하여 확인하는 방법이 주를 이루고 있다.

이에 더하여, 강우가 발생하지 않는 상태에서는 인근의 다른 계측기도 동작하지 않으므로 특정한 계측기의 불량여부를 확인할 수 없으며, 이에 계측기의 불량여부를 확인하기 위해 수시점검이 요구되어 많은 인력이 계측기가 설치된 장소에 투입되어야 하는 등 인력 및 인력을 가용하는 데 많은 비용이 소요된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하고자 하는 것으로, 강우량센서에서의 리드스위치의 불량 또는 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 불량여부를 인력의 투입하기 전에 간단하고 용이하게 판단할 수 있는 강우/수위 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 단선 유무를 수시로 판단할 수 있는 판단회로 및 이를 이용한 강우/수위 시스템을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하고자 계측부 및 중앙제어부로 이루어지는 강우/수위 시스템에 있어서, 상기 계측부는,

일정시간 동안 일정량의 강우량을 측정하여 리드스위치의 동작으로 강우출력신호를 발생시키는 강우량센서를 포함하는 강우량 계측기와 강/하천의 수위를 측정하여 수위출력신호를 발생시키는 수위계측기 및 강우의 발생여부를 감지하여 강우감지신호를 발생시키는 강우감지기로 이루어지고,

상기 중앙제어부는,

강우/수위 수집서버와의 통신회선 연결 및 강우정보의 송출을 위한 유선 또는 무선통신장치를 구비하며, 통신망을 통해 강우정보를 상기 강우/수위 수집서버에 전달하며, 상기 강우/수위 수집서버로부터의 제어신호를 수신하는 통신장치와 제어신호에 따라 강우정보/날짜/시간을 저장하는 저장장치와 강우발생 정보를 표시하고 제어신호를 입력받는 사용자 인터페이스와 상기 계측부에서 송신된 강우출력신호와 수위출력신호로 이루어지는 출력신호 및 감지신호를 강우신호로 수신하며, 제어신호를 상기 계측부로 송신하는 신호 송·수신장치와 상기 신호 송·수신장치에서 수신된 강우신호를 수집하여 강우정보로 변환하며, 상기 강우정보를 상기 저장장치에 저장시키고, 상기 강우정보를 상기 통신장치에 전달하고, 상기 신호 송·수신장치의 전단에 설치되어 상기 계측부와 연결되는 선로 및 강우량센서의 불량여부를 판단하는 불량여부 판단장치; 로 구성하는 것에 의해 달성된다.

또한, 강우/수위 시스템에서 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 단락 및 단선을 판별하는 방법은

강우감지기의 감지신호를 확인하는 감지신호검출 단계와;

상기 감지신호검출 결과 감지신호가 검출되면, 일정시간 이내에서 계측부로부터 출력신호가 검출되는지 확인하는 출력신호검출 단계와;

상기 일정시간 이내에서 계측부호부터 출력신호가 검출되면, 선로 및 강우량 센서는 정상임을 판단하는 정상판단 단계와;

상기 일정시간 이내에서 계측부호부터 출력신호가 검출되지 않으면, 선로 및 강우량센서를 테스트할지를 결정하는 테스트 결정 단계와;

상기 테스트 결정 단계에서 테스트 결정에 따라 마이크로컨트롤러에서는 제3포토커플러에 테스트 제어신호를 송신하는 테스트신호 출력단계와;

상기 테스트신호 출력의 결과, 제1포토커플러 및 제2포토커플러가 정상적으로 동작하는지 검출하는 테스트신호 검출단계와;

상기 테스트신호 검출 결과, 상기 제1포토커플러와 제2포토커플러가 정상적으로 동작하지 않으면 소손에 의한 불량으로 판단하는 소손판단 단계; 로 이루어지는 것에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 제2포토커플러의 센싱으로 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 단락 유무 및/또는 강우량 센서의 불량여부를 현장의 인력 투입없이 판단할 수 있으며, 제3포토커플러의 동작으로 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 단선 유무를 판단할 수 있어서, 선로의 단락/단선 또는 계측부 센서의 불량에 대한 불량의 원인을 용이하게 판단할 수 있다.

또한, 계측부의 강우량계측기, 수위계측기 및 강우감지장치가 변경/교환되더라도 이 계측부에 사용되는 리드스위치와의 연결만으로도 계측부와 중앙제어부와 연결하는 선로의 불량여부를 판단할 수 있다.

도 1은 종래 강우/수위 시스템의 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 선로 및 강우량 센서의 불량여부를 판단하기 위한 강우/수위 시스템의 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 불량여부 판단장치의 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 불량여부를 판단하기 위한 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 단락을 판단하는 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 선로 및 강우량 센서의 불량여부를 판단하기 위한 강우/수위 시스템의 블록도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 불량여부 판단장치의 회로도를 도시한 것이다.

이 첨부된 도면의 도 2와 도 3에 따르면, 본 발명에 따른 강우/수위 시스템은 크게 계측부와 중앙제어부로 이루어지며, 다시 계측부는 강우량 계측기, 수위 계측기 및 강우 감지기로 구성되고, 중앙제어부는 통신장치, 저장장치, 사용자 인터페이스, 신호 송·수신장치, 중앙제어장치 및 불량여부판단장치로 이루어진다.

각 구성 별로 상세한 설명에 앞서, 본 발명에서 사용되는 용어를 먼저 정의한다. 강우량 계측기(210)에서 출력되는 신호를 '강우출력신호'라 하며, 수위 계측기(220)에서 출력되는 신호를 '수위출력신호'라 하고, 강우 감지기(230)에서 출력되는 신호를 '강우감지신호'라 하며, '강우출력신호'와 '수위출력신호'를 통합하여 '출력신호'라 하고, '출력신호'와 '강우감지신호'를 통합하여 '강우신호'라 한다.

계측부(200)의 강우량 계측기(210)는 일정시간 동안 일정량의 강우량을 측정하여 리드스위치(211)의 동작으로 강우출력신호를 발생시키는 강우량센서(도면에 미표시)를 포함하며, 수위계측기(220)는 강/하천의 수위를 측정하여 수위출력신호를 발생시키고, 강우감지기(230)는 강우의 발생여부를 감지하여 강우감지신호를 발생시킨다.

중앙제어부(100)의 통신장치(140)는 강우/수위 수집서버(도면에 미표시)와의 통신회선 연결 및 강우정보의 송출을 위한 유선 또는 무선통신장치를 구비하며, 통신망을 통해 강우정보를 상기 강우/수위 수집서버에 전달하며, 강우/수위 수집서버로부터의 제어신호를 수신한다.

저장장치(120)는 제어신호에 따라 강우정보/날짜/시간을 저장한다.

사용자 인터페이스(130)는 강우발생 정보를 표시하고 제어신호를 입력받는다.

신호 송·수신장치(110)는 계측부(200)에서 송신된 강우출력신호와 수위출력신호로 이루어지는 출력신호 및 감지신호를 강우신호로 수신하며 제어신호를 계측부(200)로 송신한다.

중앙제어장치(150)는 신호 송·수신장치에서 수신된 강우신호를 수집하여 강우정보로 변환하며, 상기 강우정보를 상기 저장장치에 저장시키고, 상기 강우정보를 상기 통신장치에 전달한다.

불량여부 판단장치(300)는 신호 송·수신장치(110)의 전단에 설치되어 계측부(200)와 연결되는 선로 및 강우량센서의 불량여부를 판단한다.

이러한 구성에 따른 강우/수위 시스템을 작동 순서를 살펴보면,

강우가 발생하면 우선 강우 감지기(230)에서 강우감지신호가 발생되고 이 강우감지신호는 중앙제어부(100)로 송출된다. 이 강우감지신호에 의해 강우가 발생됨을 알 수 있다.

강우가 발생되고 일정한 강우량이 발생되면, 강우량 계측기(210)에서는 리드스위치(211)의 작동으로 강우출력신호가 발생된다. 이 강우출력신호는 중앙제어부(100)에 입력되어 카운트된다.

강우출력신호는 200ms의 펄스로 출력되고 중앙제어부(100)는 이 펄스를 하나의 숫자로 하여 강우량을 누적한다. 예를 들어, 강우량 계측기(210)가 1mm의 강우량마다 하나의 강우출력신호를 발생하는 장치로 구성되었다면, 1mm의 강우마다 하나의 강우출력신호를 발생하고 강우량 계측기(210)의 수수구(도면에 미표시)는 초기화되며 중앙제어부(100)에는 강우출력신호가 입력되어 1mm의 강우가 발생됨을 저장한다. 이때 연속하여 3번의 강우출력신호가 중앙제어부(10))에 입력이 되었다면 3mm의 강우가 발생된 것임을 알 수 있다.

강우량 계측기(210)에서 출력되는 강우출력신호가 중앙제어부(100)의 불량여부판단장치(300)에 입력되고, 이 입력된 강우출력신호가 불량여부판단장치(300)에서 이루어지는 과정을 첨부된 도면의 도 3을 통해 설명한다.

불량여부 판단장치(300)는, 제1포토커플러(301), 제2포토커플러(302), 제3포토커플러(303), 커넥터(CON1, CON2) 및 마이크로컨트롤러(310)로 이루어지고, 마이크로컨트롤러(310)는 세부적으로 강우검출부(311), 단락검출부(312), 테스트부(313) 및 강우 감지부(314)를 포함하여 구성된다.

커넥터(CON1, CON2)는 계측부(200)의 리드스위치(211)와 불량여부판단장치(300)를 연결시키는 구성으로 불량여부판단장치(300)의 내부 또는 외부에 위치한다.

제1포토커플러(301)는 계측부(200)의 출력신호를 센싱하는 것으로서, 애노드(P1-1)는 제1전원부(VCC1)와 연결되되 상기 애노드(P1-1)와 제1전원부(VCC1) 사이에는 전류를 제한하는 저항(R1)이 직렬 연결되며, 캐소드(P1-2)는 제2포토커플러(302)의 애노드(P2-1)와 연결되고, 에미터(P1-3)는 제2전원부(VCC2)와 마이크로컨트롤러(310)의 강우검출부(311)와 병렬로 접속되되 에미터(P1-3)와 제2전원부(VCC2) 사이에는 전류를 제한하는 저항(R2)가 직렬로 연결되고, 컬렉터(P1-4)에는 접지(GND)와 연결되어 에미터(P1-3)의 출력전압으로 계측부(200)의 출력신호를 센싱한다.

제2포토커플러(302)는 계측부(200)와 중앙제어부(100)와 연결된 선로의 단락 유무 및 강우량 센서의 단락상태를 센싱하는 것으로, 애노드(P2-1)는 상기 제1포토커플러(301)의 캐소드(P1-2)와 연결되고, 캐소드(P2-2)는 상기 커넥터(CON1)와 제3포토커플러(303)의 에미터(P3-3)와 병렬연결되고, 에미터(P2-3)는 제2전원부(VCC2)와 마이크로컨트롤러(310)의 단락검출부(312)와 병렬로 접속되되 에미터(P2-3)와 제2전원부(VCC2) 사이에는 전류를 제한하는 저항(R3)가 직렬로 연결되고, 컬렉터(P2-4)에는 접지(GND)와 연결되어 에미터(P2-3)의 출력전압으로 계측부(200)와 상기 중앙제어부(100)와 연결된 선로의 단락 유무를 센싱한다.

제3포토커플러(303)는 계측부(200)와 중앙제어부(100)와 연결된 강우량 센서의 부동작상태를 확인하기 위해 테스트신호를 발생시키는 것으로, 애노드(P3-1)는 제2전원부(VCC2)와 연결되되 애노드(P3-1)와 제2전원부(VCC2) 사이에는 전류를 제한하는 저항(R5)이 직렬 연결되며, 캐소드(P3-2)는 마이크로컨트롤러(310)의 테스트부(313)와 연결되며, 에미터(P3-3)는 제2포토커플러(302)의 캐소드(P2-2)와 커넥터(CON2)가 병렬연결되고, 컬렉터(P3-4)는 커넥터(CON2)와 접지(GND)가 병렬연결되어 테스트부(314)의 출력신호로 계측부(200)의 강우량 센서의 부동작상태를 확인하기 위해 동작시킨다.

이러한 구성에 의하면, 계측부(200)의 리드스위치(211)와 불량여부판단장치(300)의 연결만으로 계측부(200)의 내부 구성을 추가하거나 변경하지 아니하고 리드스위치(211)의 불량여부 또는 계측부(200)와 중앙제어부(100)와 연결된 선로의 불량여부를 판단할 수 있어서, 계측부(200)를 다른 기기로 변경/교환되더라도 이에 상관없이 계측부와 중앙제어부와의 선로불량을 판단할 수 있다.

이와 같이 구성된 회로에서 동작과정을 설명한다.

우선, 포토커플러는 발광다이오드와 포토트랜지스터를 하나의 소자로 제작하여 입력측에 전압이 인가되면 이 인가된 전압으로 발광다이오드가 발광되고 이 발광된 빛이 포토트랜지스터를 동작하도록 구성된 것으로, 강우량 계측기(210)의 리드스위치(211)가 온(ON)상태가 되면 제1포토커플러(301)의 발광다이오드 측은 제1전원부(VCC1)에 의해 폐로가 생성되어 발광다이오드는 발광한다. 이 발광된 빛으로 제1포토커플러(301)의 포토트랜지스터는 동작하여 에미터(P1-3)와 콜렉터(P1-4)는 도통한다. 이때 에미터(P1-3)와 콜렉터(P1-4)의 전압은 제2전원부(VCC2)의 인가전압(예 5V)에서 0V로 다운된다. 이 0V로 다운된 네거티브(negative) 전압을 마이크로컨트롤러(310)의 강우검출부(311)에서는 강우출력전압으로 입력받는다. 이 강우출력전압의 지속시간은 상기 리드스위치(211)의 동작시간과 동일한 200ms가 된다. 또한, 제1포토커플러(301)의 동작 중에는 제2포토커플러(302)도 동작하게 된다.

이 과정에서 강우가 지속적으로 발생한다면, 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)는 강우량 계측기(210)는 설정된 강우값(예 1mm)의 강우마다 하나의 강우출력신호를 지속적으로 발생할 것이다. 하지만, 강우가 발생하지 않을 경우에도 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)가 지속적으로 네거티브 전압을 출력한다면, 리드스위치(211)가 닫힌(close)상태에서 열림(open)상태로의 복귀가 안되는 상태 즉, 리드스위치(211)의 불량을 의심할 수 있으며, 또는 계측부(200)와 중앙제어부(100) 사이의 선로에 단락(short)에 따른 불량을 의심할 수 있다. 따라서 마이크로컨트롤러(310)의 단락검출부(312)에서는 제2포토커플러(302)의 지속적인 출력신호가 발생하는지 확인하여 만약 지속적인 출력신호가 입력된다면, 이를 강우량 센서의 불량 및/또는 선로의 단락에 의한 불량으로 판단하여 고장표시를 할 수 있다.

강우감지기(230)에서 강우감지신호가 입력되고 일정시간이 경과 후에도 마이크로컨트롤러(310)의 강우검출부(311)에서 강우출력신호가 입력되지 않는다면, 강우 발생이 현저히 극소하거나 리드스위치(211)의 불량 및/또는 계측부(200)와 중앙제어부(100) 사이의 선로에 단선(open)에 따른 불량을 의심할 수 있다. 이때에는 마이크로컨트롤러(310)의 테스트부(313)에서 강우출력신호와 동일한 파형을 가지는 200ms의 펄스를 출력하여 제3포토커플러(303)을 동작시키고, 이 제3포토커플러(303)의 동작에 따라 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)에서 출력신호가 발생되는 것을 검출하여 이 검출된 출력신호의 여부에 따라 리드스위치(211)의 불량 및/또는 계측부(200)와 중앙제어부(100) 사이의 선로에 단선(open)에 따른 불량여부를 판단할 수 있다. 즉, 테스트부(313)의 테스트신호에 따라 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)에서 정상적인 출력신호가 발생되지 않는다면, 소손에 의한 불량으로 판단하여 고장표시를 할 수 있다.

그리고 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)에서 정상적인 출력신호가 발생된다면 선로 및/또는 강우량센서는 정상적인 동작을 하는 것으로 판단할 수 있다. 그런데 테스트부(313)에서 출력되는 테스트신호는 다수개 발생할 수 있으며, 이 테스트신호의 출력으로 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)에서 정상적인 출력신호가 발생된다면, 이때의 출력신호는 강우량 계측기(200)에서 발생된 강우출력신호로 인지할 수 있어서, 이를 보정하는 과정이 필요하다. 따라서 마이크로컨트롤러(310)는 제3포토커플러(303)에 테스트신호인 제어신호를 송출하고 이 제어신호에 의해 제1포토커플러(301)에서 정상적인 출력신호가 검출되면, 이 검출된 출력신호에서 테스트신호의 개수만큼 감산하여 강우량출력신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

여기서, 테스트신호에 따라 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)에서 출력되는 출력신호를 각각 분리 검출하도록 구성하여 불량여부를 판단하도록 이루어질 수 있으나, 구성 및 설명의 편의상 제1포토커플러(301)에서 출력되는 출력신호만 검출하도록 하여 강우량 센서 및 선로의 불량여부를 판단하도록 설명하였다.

다음으로, 상기 구성에 따른 강우/수위 시스템에서의 불량여부를 판단하는 방법에 대해서 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 불량여부를 판단하기 위한 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 단락을 판단하는 흐름도이다.

첨부된 도 4와 도 5에 따라 불량여부를 판단하는 방법은, 감지신호검출 단계, 출력신호검출 단계, 정상판단 단계, 테스트신호 확인 단계, 신호검출 단계 및 단선판단 단계로 이루어진다.

① 감지신호검출(S10) 단계

감지신호검출(S10) 단계는 강우감지기(230)의 감지신호를 확인하는 단계로서 강우발생에 따라 강우감지기(230)서 강우감지신호를 전송받아, 이 전송된 강우감지신호에 의해 강우가 발생됨을 인지하는 단계이다.

② 출력신호검출(S20) 단계

출력신호검출(S20) 단계는 감지신호검출(S10) 결과 감지신호가 검출되면, 일정시간 이내에서 계측부(100)로부터 출력신호가 검출되는지 확인하는 단계로서, 강우량이 있는지 또는 강우량이 얼마나 발생하였는지를 확인하는 단계이다.

③ 정상판단(S30) 단계

정상판단(S30) 단계는 출력신호검출(S20) 결과 출력신호가 검출되면, 선로 및 강우량 센서는 정상임을 판단하는 단계로서, 강우감지신호의 발생 이후 일정 시간 이내에 강우가 발생하였으며, 이 발생된 강우를 강우량 계측기(210)의 강우량 센서에서 리드스위치(211)의 동작으로 펄스를 출력하고, 이 펄스를 중앙제어부(100)에서는 강우출력신호로 입력받아 강우량을 측정할 수 있는 정상적인 상태에 있는 것으로 판단하는 단계이다.

④ 테스트신호 확인(S40) 단계

테스트신호 확인(S40) 단계는 마이크로컨트롤러(310)에서 제3포토커플러(301)로 제어신호를 송신하는 테스트신호가 있는지 확인하는 단계로서, 강우감지기(230)에서 강우감지신호가 검출되고 있으나 출력신호검출(S20) 결과 검출되지 않을 경우, 선로와 강우량 센서 중에서 적어도 하나는 불량임을 인지하고 제1포토커플러(301) 또는 제2포토커플러(302)의 소손 여부를 판단하기 위해 마이크로컨트롤러(310)에서 제3포토커플러(301)로 제어신호를 송신하는 테스트신호가 있는지 확인하는 단계이다. 즉, 주위의 다른 강우량 계측기(210)에서는 강우출력신호가 검출되는데 특정한 강우량 계측기에서 강우출력신호가 검출되지 않는다면, 우선적으로 선로 및/또는 강우량 센서의 불량을 의심할 수 있으며, 이에 적어도 제1포토커플러(301)과 제2포토커플러(302)가 정상적으로 동작하는지를 확인하여 선로 및/또는 강우량 센서의 불량을 확신하는 단계이다.

⑤ 신호검출(S50) 단계

신호검출(S50) 단계는 테스트신호 확인(S40) 결과, 테스트신호가 확인되면 제1포토커플러(301) 및 제2포토커플러(302)가 정상적으로 동작하는지 검출하는 단계로서, 테스트 신호에 따라 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)가 동작하는지에 대한 신호를 검출하는 단계이다.

⑥ 소손판단(S60) 단계

소손판단(S60) 단계는 신호검출(S50) 결과, 제1포토커플러(301)와 제2포트커플러(302)가 정상적으로 작동하지 않아 소손에 의한 불량으로 판단하는 단계로서, 테스트 신호에 따라 제1포토커플러(301)와 제2포트커플러(302)에서 정상적인 동작신호가 검출되지 않을 경우 소손에 따른 중앙제어부(100)의 내부에서 발생될 수 있는 불량으로 단판하는 단계이다.

⑦ 불량판단(S70)

불량판단(S70)는 상기의 과정에서 테스트신호 검출(S50) 결과, 신호가 검출되면 중앙제어부(100)는 정상이고, 선로 및 강우량 센서는 불량임을 판단하는 단계이다. 특히 선로에 있어서는 단선을 의심할 수 있으며, 강우량 센서에서는 리드스위치(211)의 불량을 의심할 수 있다.

⑧ 강우량 보정(S80) 단계

강우량 보정(S80) 단계는 제1포토커플러(301)에서 검출된 출력신호의 개수에서 테스트신호 출력 개수만큼 감산하는 단계로서, 강우출력신호와 동일한 테스트 신호를 송출하여 이 신호에 따라 제1포토커플러(301)와 제2포토커플러(302)에서 출력신호가 발생하였다면, 이 출력신호는 강우량을 카운트하는 신호로 인지될 수 있으므로, 테스트 신호에 의한 출력신호는 단선의 불량여부만 판단하고 이를 중앙제어부(100)의 강우출력신호로는 사용되지 않아야 한다. 따라서 테스트신호에 따른 검출된 출력신호에서 상기 테스트 신호의 개수만큼 감산하는 보정의 단계가 요구될 수 있다.

상기의 단계 중 테스트신호 확인(S40) 단계, 신호검출(S50) 단계, 소손판단(S60) 단계, 불량판단(S70) 단계 및 강우량 보정(S80) 단계는 사용자의 조작여부에 따라 언제든지 수행할 수 있다.

그리고 제2포토커플러(302)는 상기의 어느 단계에서라도 연속적인 동작이 이루어진다면 이는 단락에 의한 불량으로 판단할 수 있다. 따라서 상기 단계들 중 적어도 어느 하나의 단계에서, 제2포토커플러(302)에서 연속적인 동작이 발생되는지 확인하는 연속동작확인(S100) 단계와; 상기 연속동작확인 결과 연속동작이 확인되면, 선로 및/또는 강우량센서는 단락에 의한 불량으로 판단하는 단락판단(S200) 단계; 를 더 포함할 수 있다.

이상의 설명과 같이 본 발명은 제2포토커플러의 센싱으로 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 단락 유무 및/또는 강우량 센서의 불량여부를 판단할 수 있으며, 제3포토커플러의 동작으로 중앙제어부와 계측부를 연결하는 선로의 단선 유무를 판단할 수 있어서, 선로의 단락/단선 또는 계측부 센서의 불량에 대한 불량의 원인을 용이하게 판단하고 보수할 수 있다.

100 : 중앙제어부 110 : 신호 송·수신장치
120 : 저장장치 130 : 사용자 인터페이스
140 : 통신장치 150 : 중앙제어장치
200 : 계측부 210 : 강우량 계측기
220 : 수위 계측기 230 : 강우 감지기
300 : 불량여부판단장치 301 : 제1포토커플러
302 : 제2포토커플러 303 : 제3포토커플러
310 : 마이크로컨트롤러 311 : 강우검출부
312 : 단락검출부 313 : 테스트부
314 : 강우 감지부

Claims

계측부 및 중앙제어부로 이루어지는 강우/수위 시스템에 있어서,
상기 계측부(200)는,
일정시간 동안 일정량의 강우량을 측정하여 리드스위치(211)의 동작으로 강우출력신호를 발생시키는 강우량센서를 포함하는 강우량 계측기(210)와 강/하천의 수위를 측정하여 수위출력신호를 발생시키는 수위계측기(220) 및 강우의 발생여부를 감지하여 강우감지신호를 발생시키는 강우감지기(230)로 이루어지고,
상기 중앙제어부(100)는,
강우/수위 수집서버와의 통신회선 연결 및 강우정보의 송출을 위한 유선 또는 무선통신장치를 구비하며, 통신망을 통해 강우정보를 상기 강우/수위 수집서버에 전달하며, 상기 강우/수위 수집서버로부터의 제어신호를 수신하는 통신장치(140)와;
제어신호에 따라 강우정보/날짜/시간을 저장하는 저장장치(120)와;
강우발생 정보를 표시하고 제어신호를 입력받는 사용자 인터페이스(130)와;
상기 계측부(200)에서 송신된 강우출력신호와 수위출력신호로 이루어지는 출력신호 및 감지신호를 강우신호로 수신하며, 제어신호를 상기 계측부(200)로 송신하는 신호 송·수신장치(110)와;
상기 신호 송·수신장치(110)에서 수신된 강우신호를 수집하여 강우정보로 변환하며, 상기 강우정보를 상기 저장장치(120)에 저장시키고, 상기 강우정보를 상기 통신장치(140)에 전달하는 중앙제어장치(150) 및
상기 신호 송·수신장치(110)의 전단에 설치되어 상기 계측부(200)와 연결되는 선로 및 강우량센서의 불량여부를 판단하는 불량여부판단장치(300);
로 구성되되, 상기 불량여부판단장치(300)는,
상기 계측부(200)의 출력신호를 센싱하는 제1포토커플러(301)와;
상기 계측부(200)와 상기 중앙제어부(100)와 연결된 선로의 단락 유무 및 강우량 센서의 단락상태를 센싱하는 제2포토커플러(302)와;
상기 계측부(200)와 상기 중앙제어부(100)와 연결된 선로의 단선 유무 및 강우량 센서의 부동작상태를 확인하기 위해 테스트신호를 발생시키는 제3포토커플러(303)와;
상기 제1포토커플러(301)의 출력신호를 센싱하며, 제2포토커플러(302)의 단락 신호를 센싱하고, 테스트신호에 따라 제3포토커플러(303)에 소손 및 불량 유무를 확인하기 위한 제어신호를 송신하며, 강우감지기(230)의 강우감지신호를 수신하는 마이크로컨트롤러(310);로 이루어짐을 특징으로 하는 강우/수위 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 마이크로컨트롤러(310)는
상기 제3포토커플러(303)에 테스트신호인 제어신호를 송출하고 이 제어신호에 의해 제1포토커플러(301)에서 정상적인 출력신호가 검출되면, 상기 검출된 출력신호에서 상기 테스트신호의 개수만큼 감산하여 강우량출력신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 강우/수위 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 불량여부판단장치(300)는
상기 계측부(200)의 리드스위치(211)와 연결되는 커넥터(CON1, CON2)와;
강우검출부(311), 단락검출부(312), 테스트부(313) 및 강우감지부(314)를 포함하는 마이크로컨트롤러(310)와;
애노드(P1-1)는 제1전원부(VCC1)와 연결되되 상기 애노드(P1-1)와 제1전원부(VCC1) 사이에는 전류를 제한하는 저항(R1)이 직렬 연결되며, 캐소드(P1-2)는 제2포토커플러의 애노드(P2-1)와 연결되고, 에미터(P1-3)는 제2전원부(VCC2)와 상기 마이크로컨트롤러(310)의 강우검출부(311)와 병렬로 접속되되 상기 에미터(P1-3)와 제2전원부(VCC2) 사이에는 전류를 제한하는 저항(R2)가 직렬로 연결되고, 컬렉터(P1-4)에는 접지(GND)와 연결되어 상기 에미터(P1-3)의 출력전압으로 상기 계측부의 출력신호를 센싱하는 제1포토커플러(301)와;
애노드(P2-1)는 상기 제1포토커플러의 캐소드(P1-2)와 연결되고, 캐소드(P2-2)는 상기 커넥터(CON1)와 제3포토커플러의 에미터(P3-3)와 병렬연결되고, 에미터(P2-3)는 제2전원부(VCC2)와 상기 마이크로컨트롤러(310)의 단락검출부(312)와 병렬로 접속되되 상기 에미터(P2-3)와 제2전원부(VCC2) 사이에는 전류를 제한하는 저항(R3)가 직렬로 연결되고, 컬렉터(P2-4)에는 접지(GND)와 연결되어 상기 에미터(P2-3)의 출력전압으로 상기 계측부(200)와 상기 중앙제어부(100)와 연결된 선로의 단락 유무를 센싱하는 제2포토커플러(302)와;
애노드(P3-1)는 제2전원부(VCC2)와 연결되되 상기 애노드(P3-1)와 제2전원부(VCC2) 사이에는 전류를 제한하는 저항(R5)이 직렬 연결되며, 캐소드(P3-2)는 상기 마이크로컨트롤러(310)의 테스트부(313)와 연결되며, 에미터(P3-3)는 상기 제2포토커플러(302)의 캐소드(P2-2)와 상기 커넥터(CON2)가 병렬연결되고, 컬렉터(P3-4)는 상기 커넥터(CON2)와 접지(GND)가 병렬연결되어 상기 테스트부(313)의 출력신호로 상기 계측부(200)와 상기 중앙제어부(100)와 연결된 선로의 단선 및 상기 제1포토커플러(301)과 제2포토커플러(302)의 소손 유무를 확인하기 위해 동작시키는 제3포토커플러(303);
으로 구성됨을 특징으로 하는 강우/수위 시스템.
강우/수위 시스템에서 중앙제어부와 계측부와의 연결된 선로 및 강우량센서의 불량여부를 판단하는 방법은,
강우감지기(230)의 감지신호를 확인하는 감지신호검출(S10) 단계와;
상기 감지신호검출 결과 감지신호가 검출되면, 일정시간 이내에서 계측부(200)로부터 출력신호가 검출되는지 확인하는 출력신호검출(S20) 단계와;
상기 출력신호검출 결과 출력신호가 검출되면, 선로 및 강우량 센서는 정상임을 판단하는 정상판단(S30) 단계와;
상기 출력신호검출 결과 검출되지 않으면, 마이크로컨트롤러(310)에서 제3포토커플러(303)로 테스트 제어신호를 송신하는 테스트신호가 있는지 확인하는 테스트신호 확인(S40) 단계와;
상기 테스트신호 확인 결과, 테스트신호가 확인되면 제1포토커플러(301) 및 제2포토커플러(302)가 정상적으로 동작하는지 검출하는 신호검출(S50) 단계 및
상기 신호검출 결과, 신호가 검출되지 않으면 상기 제1포토커플러(301)과 제2포토커플러(302)는 소손에 의한 불량으로 판단하는 소손판단(S60) 단계;
로 이루어짐을 특징으로 하는 강우량센서의 불량여부를 판단하는 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 테스트신호 검출 결과, 신호가 검출되면 선로 및 강우량 센서 중에는 적어도 하나는 불량임을 판단하는 불량판단(S70) 단계와;
상기 제1포토커플러(301)에서 검출된 출력신호의 개수에서 테스트신호 출력 개수만큼 감산하는 강우량 보정(S80) 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강우량센서의 불량여부 판단 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 단계들 중 적어도 어느 하나의 단계에서,
상기 제2포토커플러(302)에서 연속적인 동작이 발생되는지 확인하는 연속동작확인(S100) 단계;
상기 연속동작 확인 결과, 연속적인 동작이 확인되면, 선로와 강우량센서 중에서 적어도 하나는 불량으로 판단하는 단락판단(S200) 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강우량센서의 불량여부 판단 방법.