KR101117310B1

KR101117310B1 - 적설량 측정장치 및 방법

Info

Publication number: KR101117310B1
Application number: KR1020100126728A
Authority: KR
Inventors: 박정환; 이철우; 김주찬; 최종운; 정태윤; 최창영
Original assignee: (주)티엘씨테크놀로지; 최종운; 강릉원주대학교산학협력단
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-03-06

Abstract

본 발명에 따른 적설량 측정 시스템은, 인터넷 망이나 이동통신망을 통해 접속 가능한 관제센터와, 계측부와 관측부로 이루어지며 상기 계측부 눈금의 일측에 형성된 엘이디(LED)를 이용하여 적설량을 측정하고 태양광을 이용한 자가발전을 수행하고 상기 관제센터의 지시에 따라 상기 엘이디의 온(on)/오프 (off)를 제어하는 적설량 측정장치와, 상기 적설량 측정장치와 관제센터간에 신호전송을 중계하는 무선 액세스 포인트를 포함하여 구성된다.
본 발명은 상주인력을 배치하기 어려운 도서/산간지역이나 접근이 어려운 험한 지형의 지역에 설치되어 눈이 쌓인 높이를 측정하는 적설량 측정장치 및 방법을 구현한 것으로, 태양광 에너지(또는 풍력 에너지)를 이용하므로 전력공급을 위한 별도의 전기선 배설이 불필요하고, 발광소자를 이용한 측정방식이므로 야간이나 흐린 날씨에도 정확한 적설량 측정이 가능하다는 장점을 갖는다.
또한, 원격 무인관측 시스템이므로 상주인력을 운용하는데 소비되는 비용이 절감되고, 무선통신을 이용한 원격관측이므로 시공이 간단하고 경제적이라는 장점을 갖는다.

Description

적설량 측정장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING SNOWFALL}

본 발명은 측량장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 눈의 쌓인 높이를 측정하는 적설량 측정장치 및 방법에 관한 것이다.

최근, 지구 온난화에 의한 기상이변이 심화되면서 예상치 못한 기상변화에 의해 홍수나 폭설 등이 빈번히 발생되어 사회 경제적으로 큰 피해를 끼치고 있으며 그에 따라 예상치 못한 기상변화에 신속하고 정확하게 대처하는 위기 관리와 대응 능력이 행정기관의 중요한 업무로 자리잡아 가고 있다.

특히, 기후와 날씨변화에 신속히 대응해야 하는 관공서(예: 기상청, 도로공사 등)나 기업들의 경우 별도의 기록계와 측정장비를 도심과 주요 간선도로, 산간지역에 설치하여 전국 각 지역의 강우 및 적설량을 실시간으로 측정하여 통합적으로 관리하고 있다.

도심이나 주요 간선도로에 설치되는 소정 규모 이상의 관측소는 상주 인력을 배치하여, 측정된 기온변화, 강우량, 적설량을 측정 및 집계하여 전화망이나 LAN망을 통해 주기적으로 유관기관에 전달한다.

그러나, 인력이 상주하지 않는 도서/산간지역의 간이 관측소나 험한 지형에 설치되는 계측장비의 경우, 측량된 데이터나 정보를 주기적으로 수집하는데 있어 현실적인 어려움이 있다.

종래, 상주 인력이 없는 도서/산간지역의 간이 관측소나 험한 지형에 설치되는 관측장비의 경우, 측정된 데이터나 정보를 주기적으로 수집하기 위해 별도의 인력을 파견해야 하는데 따른 비용이 발생하고, 험한 지형에 접근하는데 따른 위험부담을 감수해야 하는 문제점이 있다.

또한, 간이 관측소나 험한 지형의 관측장비들은 대개, 전력공급이 원활하지 않은 지역에 설치되므로, 전력 공급을 위한 전기선도 함께 배설되어야 한다는 점에서, 시공이 어렵고 비용이 많이 드는 문제를 갖는다.

본 발명의 목적은, 발광소자를 이용한 적설량 측정장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 부가적인 특성 및 이점들은 아래의 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 상기 설명에 의해 명백해지거나 본 발명의 실행을 통해 숙지될 것이다. 본 발명의 목표 및 다른 이점들은 특히 아래 기재된 설명 및 부가된 도면뿐만 아니라 청구항에서 지적한 구조에 의해 구현될 것이다.

본 발명은 상주인력을 배치하기 어려운 도서/산간지역이나 접근이 어려운 험한 지형의 지역에 설치되어 눈이 쌓인 높이를 측정하는 적설량 측정장치 및 방법을 구현한 것으로, 태양광 에너지(또는 풍력 에너지)를 이용하므로 전력공급을 위한 별도의 전기선 배설이 불필요하고, 발광소자를 이용한 측정방식이므로 야간이나 흐린 날씨에도 정확한 적설량 측정이 가능하다는 장점을 갖는다.

또한, 원격 무인관측 시스템이므로 상주인력을 운용하는데 소비되는 비용이 절감되고, 무선통신을 이용한 원격관측이므로 시공이 간단하고 경제적이라는 장점을 갖는다.

도1은 본 발명에 따른 적설량 관측 시스템의 블록 구성도.
도2는 본 발명에 따른 적설량 측정장치의 예시도.
도3은 본 발명에 따른 계측부에 관한 블록 구성도.
도4는 본 발명에 따른 제어모듈의 블록 구성도.
도5는 본 발명에 따라 관제센터의 적설량 관측영상을 나타낸 예시도.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적설량 측정방법에 관한 흐름도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 적설량 측정 시스템
200 : 적설량 측정장치 200A : 관측부
200B : 계측부 200A_10 : 제어모듈
200A_20 : 제1촬영부 200A_30 : 태양에너지 축전모듈
200A_40 : 관측부 바디 200B_10 : 다수의 발광소자
200B_20 : 제2촬영부 200B_30 : 계측 눈금
200B_40 : 계측부 바디
210 : 센서부 220 : 전원부
230 : 통신부 240 : 저장부
250 : 제어부 300 : 무선 액세스 포인트(AP)
400 : 관제센터

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 적설량 측정 시스템은,

인터넷 망이나 이동통신망을 통해 접속 가능한 관제센터와, 계측부와 관측부로 이루어지며 상기 계측부 눈금의 일측에 형성된 엘이디(LED)를 이용하여 적설량을 측정하고 태양광을 이용한 자가발전을 수행하고 상기 관제센터의 지시에 따라 상기 엘이디의 온(on)/오프(off)를 제어하는 적설량 측정장치와, 상기 적설량 측정장치와 관제센터간에 신호전송을 중계하는 무선 액세스 포인트를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 적설량 측정방법은,

센서부의 출력값을 분석하여 현재 눈이 내리는지 여부를 판정하는 단계와, 만일, 눈이 내리는 것으로 판정되면 계측부의 엘이디(LED)를 동작시키고 계측부를 촬영하는 단계와, 상기 촬영에 따라 계측부 이미지가 생성되면 상기 엘이디를 오프시키고 생성된 계측부 이미지를 관측센터 측으로 전송하는 단계와, 소정의 인식 프로세스 과정을 통해, 상기 전송된 계측부 이미지로부터 적설량 측정값을 도출하는 단계와, 상기 도출된 측정값을 관측센터의 관측영상 일측에 디스플레이 하는 단계를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 소정의 인식 프로세스 과정은 상기 생성된 계측부 이미지에서, 눈 위로 드러난 엘이디(LED)의 개수를 인식하는 단계와, 상기 인식된 엘이디의 개수로서 눈 높이를 계산하여 적설량 측정값을 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 적설량 관측 시스템의 블록 구성도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적설량 관측 시스템(100)은 크게, 적설량 측정장치(200), 무선 액세스 포인트(300), 그리고 관제센터(or 서버) (400)를 포함하여 구성된다.

상기 적설량 측정장치(200)는 주변의 온도, 습도, 조도, 강우량, 풍향, 풍속, 강설 등을 감지하고 자가발전을 수행하고 계측부를 촬영하여 상기 관제센터(400)로 무선 송출한다.

상기 무선 액세스 포인트(300)는 상기 적설량 측정장치(200)와 무선통신을 수행하여, 적설량 측정장치(200)와 관제센터(400)간에 신호전송을 중계한다. 본 발명에 따른 무선 액세스 포인트(300)는 2.4GHz의 무선랜 주파수 대역을 사용하므로 주파수 사용에 제약이 없고, 반경 1Km에 달하는 무선구간을 커버한다.

상기 무선 액세스 포인트(300)와 상기 적설량 측정장치(200)는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있는 무선통신 기기를 구비한다.

상기 관제 센터(400)는 다양한 네트워크(예: 인터넷 망, 이동통신망 등)를 통해 무선 액세스 포인트(300)와 연결되고, 상기 무선 액세스 포인트(300)를 통해 적설량 측정장치(200)와 데이터(예: 센싱신호, 이미지 데이터 등)를 송수신한다.

도2는 본 발명에 따른 적설량 측정장치의 예시도이다.

도2에 도시된 같이, 본 발명에 따른 적설량 측정장치(200)는 관측부(200A)와 계측부(200B)로 이루어지며, 상기 관측부(200A)는 제어모듈(200A _10), 촬영부(200A_20), 태양에너지 축전모듈(200A_30), 관측부 바디(200A_40)를 포함하여 구성된다.

상기 촬영부(200A_20)는 관측지역에 눈이 내리면, 해당 지역에 쌓인 눈의 양을 측정할 수 있도록 상기 계측부(200B)를 주기적으로 촬영하고 이미지를 생성한다. 그리고 생성된 상기 계측부(200B) 이미지를 제어모듈(200A_10)로 전달한다. 상기 촬영된 이미지는 최소 640*480 픽셀이상의 사이즈이며, JPEG 이미지 데이터인 것이 바람직하다. 관제센터(400)로 전송되는 상기 촬영부(200A_20)의 동영상 이미지는 육안으로 확인 가능한 정도의 해상도를 갖지만, 상기 JPEG 이미지의 해상도는 적설량 측정값을 도출하기 위한 것이므로 최소 640*480픽셀 이상의 해상도가 요구된다.

동영상 촬영의 경우, 본 발명은 태양 에너지의 수급부족(예: 장기간의 강우, 폭설, 기상이변 등)으로 인해 전원공급이 원활하지 않게 되면 상기 촬영부(200A_20)의 동영상 촬영을 중단한다. 그리고, 그 대신 계측부(200B)의 JPEG 이미지를 주기적으로 생성하여 관제센터(400)로 제공한다.

상기 촬영부(200A_20, 또는 제1촬영부)는 폭설 시에도 눈의 영향을 받지 않고 정확한 촬영이 이루어지도록, 렌즈 주변에 열선을 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명은 또한, 눈이나 비로부터 촬영부(200A_20)의 렌즈를 보호하기 위해, 촬영부(200A _20)의 전면부 일측에 별도의 챙(visor)을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 태양에너지 축전모듈(200C)은 태양광 에너지를 수집하여 전기를 발생시킨다. 본 발명은 풍력에너지 축전모듈(미도시)을 상기 적설량 측정장치(200)에 추가하거나, 상기 태양에너지 축전모듈(200C)과 대체할 수 있다. 상기 풍력에너지 축전모듈은 바람에 의해 회전하는 팬(FAN)의 회전력을 이용하여 전기를 발생시킨다.

본 발명에 따른 적설량 측정장치(200)는 산간지역의 험한 지형뿐 아니라, 크고 작은 섬들이 있는 해안지역에도 설치될 수 있으므로, 상기 태양에너지 축전모듈(200C)과 함께 바람으로 전기를 발생시키는 풍력에너지 축전모듈을 구비할 수 있다.

상기 관측부 바디(200A_40)는 지면에 지지되어 수직으로 연장되며, 상기 제어모듈(200A_10), 촬영부(200A_20), 태양에너지 축전모듈(200A_30)이 장착될 수 있는 기반을 제공한다.

상기 제어모듈(200A_10)은 관측지역의 온도, 습도, 조도, 강우량, 풍향, 풍속, 강설 등을 감지하고 상기 태양에너지 축전모듈(200A_30)에 의해 생성된 전기 에너지를 축전하고 상기 관제센터(400)의 지시에 따라 상기 계측부(200B)에 구비된 발광소자의 온(on)/오프(off)를 제어한다.

도3은 본 발명에 따른 계측부(200B)에 관한 블록 구성도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 상기 계측부(200B)는 다수의 발광소자(200B_10, 이하, 엘이디(LED)라 한다), 촬영부(200B_20), 계측 눈금(200B_30), 계측부 바디(200B_40)를 포함하여 구성되며, 상기 발광소자는 엘이디(LED, light Emitting Diode)와 같이 전력소비량이 적은 소자를 채용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 관측부(200A)는 일정 거리 이격된 위치에서, 주간은 물론 야간에도 상기 계측부(200B)의 엘이디를 통해 해당 지역에 쌓인 눈의 양을 관측할 수 있다.

상기 다수의 발광소자(200B_10, 이하, 엘이디(LED)라 한다)는 폭설이 내리는 기후에서 야간에도 적설을 육안으로 관측할 수 있도록 구비된 것으로, 각 계측 눈금들 사이에 일정 간격으로 배치되며, 최고 눈금(예: 200cm)과 최저 눈금(예: 0cm)에 배치되는 엘이디의 발광 색상은 그 외 다른 눈금들 사이에 배치되는 엘이디의 발광색상과 다르도록 구현하는 것이 바람직하다.

상기 촬영부(200B_20, 또는 제2촬영부)는 계측부(200B)와 일정 거리 이격된 지점에 위치한 상기 관측부(200A)를 촬영하는 장치로서, 촬영된 관측부(200A)의 이미지를 상기 제어모듈(200A_10)로 전달한다. 이후, 촬영된 관측부(200A)의 이미지는 원격지의 관제센터(400)로 전송되고, 관제센터(400)는 상기 촬영부(200B_20)가 생성한 이미지를 통해, 외관상으로 나타나는 관측부(200A)의 문제(예: 비, 바람, 혹은 야생동물의 습격에 의한 파손 등)를 파악하게 된다.

상기 계측 눈금(200B_30)은, 소정 길이 단위(예: 10cm 또는 5cm)까지 확인할 수 있는 분해능 눈금표로서, 상기 계측부 바디(200B_40)의 길이(높이)방향으로 구비된다.

상기 계측부 바디(200B_40)는 지면에 지지되어 수직으로 연장되며, 상기 다수의 발광소자(200B_10), 촬영부(200B_20), 계측 눈금(200B_30)이 장착될 수 있는 기반을 제공한다.

본 발명에 따른 계측부(200B)는 상기 제어모듈(200A)과 유선 또는 무선으로 연결되며, 제어모듈(200A)의 제어 하에 엘이디 온(on)/오프(off)를 수행한다.

본 발명에 따른 계측부(200B)는 상기 제어모듈(200A)과 무선으로 연결되는 경우 통신부(미도시)를 별도로 구비하며, 이때 구비되는 통신부는 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 제어모듈(200A)과 무선통신을 수행한다.

도4는 본 발명에 따른 제어모듈의 블록 구성도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 관측부의 제어모듈(200A_10)은, 센서부(210), 전원부(220), 통신부(230), 저장부(240), 그리고 제어부(250)를 포함하여 구성된다.

상기 센서부(210)는 관측지역에 내리는 비의 양을 측정하는 강우량 감지센서, 관측지역 주변의 온도를 감지하는 온도 감지센서, 관측지역 주변의 습도를 감지하는 습도 감지센서, 관측지역 주변의 조도를 감지하는 조도 감지센서와, 관측지역 주변의 풍향을 감지하는 풍향 감지센서와, 관측지역 주변의 풍속을 감지하는 풍속 감지센서, 강설을 감지하는 강설 감지센서 등을 포함하고 각 센서가 발생한 센싱신호를 상기 제어부(250)로 전달한다.

상기 전원부(220)는 상기 태양에너지 축전모듈(200A_30)에 의해 생성된 전기 에너지를 축전하거나, 각 구성요소들(예: 센서부(210), 통신부(230), 저장부(240), 그리고 제어부(250) 등)의 동작에 필요한 전력을 공급한다. 전원부(230)는 폭설이나 기상악화 시, 적어도 1주일 이상의 전원공급이 가능하도록 적어도 하나 이상의 예비 배터리를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 통신부(230)는 관측부(200A)와 무선 액세스 포인트(300) 간의 통신을 제공하는 장치로서, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 수행한다. 만일, 상기 관측부(200A)와 계측부(200B)가 무선으로 연결되는 경우, 블루투스 3.0(Bluetooth 3.0)나 RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee (IEEE 802.15.4))와 같은 통신 프로토콜에 따라 관측부(200A)와 계측부(200B)간의 무선통신을 제공할 수도 있다.

상기 저장부(240)는 해당 적설량 측정장치(200)의 식별정보와 제어부(250)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 센싱신호 등)의 임시 저장을 수행할 수도 있다. 상기 저장부(240)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

상기 제어부(250)는 적설량 측정장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 적설량 측정장치(200)의 관측부(200A)와 계측부(200B)를 구성하는 엘리먼트들의 동작과 신호 전달을 제어한다. 제어부(250)는 상기 센서부(220)의 조도감지 센서를 통해, 태양의 위치를 검출한 후 태양 에너지를 수집할 수 있는 최적의 각도로 태양에너지 축전모듈(200A_30, 예: 전지판)을 회전시킨다. 또한, 제어부(250)는 관제센터(400)의 지시에 따라, 계측부(200B)의 엘이디를 원격으로 온(ON)/오프(OFF)한다.

본 발명에 따른 제어부(250)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 제어부(250)는 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 제어부(250) 자체로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 적설량 측정 시스템의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적설량 측정 시스템(100)은

적설량 측정장치(200), 무선 액세스 포인트(300), 그리고 관제센터(400)를 포함하여 구성되며, 상기 무선 액세스 포인트(300)와 상기 적설량 측정장치(200)는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 통신 프로토콜에 의한 무선통신을 수행한다.

상기 적설량 측정장치(200)는 관측부(200A)와 계측부(200B)로 이루어지며, 상기 관측부(200A)의 센서부(220)는 주기적으로, 관측지역에 내리는 비의 양을 측정하거나, 관측지역 주변의 온도를 감지하거나, 관측지역 주변의 습도를 감지하거나, 관측지역 주변의 조도를 감지하거나, 관측지역 주변의 풍향을 감지하거나, 관측지역 주변의 풍속을 감지하여 그에 따른 각각의 관측정보를 생성한다. 그리고, 생성된 관측정보를 저장부(260)에 저장하는 한편, 상기 제어부(250)로 전달한다.

상기 촬영부(200A_20)는 관측지역에 눈이 내리면, 해당 지역에 쌓인 눈의 양을 측정할 수 있도록 상기 계측부(200B)를 주기적으로 촬영하고 촬영된 이미지를 제어부(250)로 전달한다. 또한, 상기 촬영부(200B_20)는 계측부(200B)에 장착된 것으로 상기 관측부(200A)를 촬영하고, 촬영된 이미지를 상기 제어부(250)로 전달한다.

상기 센서부(220)와 촬영부(200A_20, 200B_20)로부터 관측정보와 이미지 정보가 전달되면, 제어부(250)는 상기 전달된 정보들을 적설량 측정장치(200)의 식별정보와 함께 통신부(230)를 통해 무선 송출하고, 무선 액세스 포인트(300)는 그 무선 송출된 정보를 중계하여 관제센터(400)측으로 전달한다.

관제센터(400)는 다수의 적설량 측정장치(200)들로부터 관측정보 및 데이터를 수신하므로, 적설량 측정장치(200)들로부터 데이터가 수신되면 우선 측정장치(200)에 관한 식별정보를 검출하여 수신된 데이터가 어느 지역(예: 설악산 대청봉 등)에서 관측된 것인지 확인한다. 그리고, 상기 수신된 관측정보를 참조하여 도5에 도시된 바와 같은 관측영상(D5)을 디스플레이 한다.

도5는 본 발명에 따라 관제센터(400)의 적설량 관측영상을 나타낸 예시도이다.

관제센터(400)는 적설량 측정장치(200)로부터 수신된 관측정보를 참조하여, 도5에 도시된 바와 같이, 해당 지역의 적설량과 상기 측정장치(200)에 관한 각종 정보들을 디스플레이 한다.

관제센터(400)는 우선, 수신된 데이터로부터 이미지 정보를 검출하여 관측부(200A_20)와 계측부(200B_20)를 촬영한 동영상 이미지(or 정지영상 이미지)를 디스플레이 하고, 소정의 인식 프로세스를 통해 상기 계측부(200B_20)를 촬영한 이미지로부터 적설량 측정 값을 도출한다. 인식 프로세스는 눈 위로 드러난 엘이디(LED)의 개수를 인식하고 인식된 엘이디의 개수로서 눈 높이를 계산하는 방식으로써 적설량을 산출한다.

도5에 도시된 바와 같이, 적설량 관측영상에는 'LED동작' 버튼(D5_10), '열선동작' 버튼(D5_20), '이미지 촬영' 버튼(D5_30), '상태정보 확인' 버튼(D5_40)과 같은 다수의 실행 버튼들이 표시된다.

상기 'LED동작' 버튼(D5_10)은 상기 계측부(200B)에 구비된 엘이디(LED, 200B_10)를 동작('on')시키기 위한 것으로, 'LED동작' 버튼(D5_10)이 입력되면, 관제센터(400)는 적설량 측정장치(200)측으로 엘이디(LED, 200B_10)의 동작('on')을 지시한다. 그러면, 상기 관제센터(400)의 지시는 액세스 포인트 (300)를 통해 제어모듈(200A_10)의 통신부(230)에 전달되고, 상기 관제센터 (400)의 지시를 감지한 제어부(250)의 제어에 따라 계측부(200B)의 엘이디(LED, 200B_10)가 동작(turn-on)한다.

상기 '열선동작' 버튼(D5_20)은 상기 촬영부(200A_20)의 렌즈 주변에 구비된 열선을 동작('on')시키기 위한 것으로, '열선동작' 버튼(D5_20)이 입력되면, 관제센터 (400)는 적설량 측정장치(200)측으로 상기 열선이 동작하도록 지시한다. 그러면, 상기 관제센터(400)의 지시는 액세스 포인트(300)를 통해 제어모듈(200A_10)의 통신부(230)에 전달되고, 상기 관제센터(400)의 지시를 감지한 제어부(250)의 제어에 따라 상기 촬영부(200A_20)는 렌즈 주변의 열선에 전류를 인가한다.

상기 '이미지 촬영' 버튼(D5_30)은, 적설량 관측을 위해 계측부(200B)의 이미지를 촬영하도록 지시하기 위한 것으로, 'LED동작' 버튼(D5_30)이 입력되면, 관제센터(400)는 적설량 측정장치(200)측으로 계측부(200B)의 이미지 촬영을 지시한다. 그러면, 상기 관제센터(400)의 지시는 액세스 포인트(300)를 통해 제어모듈(200A_10)의 통신부(230)에 전달되고, 상기 관제센터(400)의 지시를 감지한 제어부(250)의 제어에 따라 상기 관측부(200A)의 촬영부(200A_20)가 동작(turn-on)한다. 이때, 생성되는 계측부(200B)의 이미지는 최소 640*480 픽셀이상 사이즈의 JPEG 이미지이다.

상기 '상태정보 확인' 버튼(D5_40)은 적설량 측정 시스템을 구성하는 각 항목들(예: 게이트 웨이, 이미지 센서, 태양광 시스템, LED측량계, 통신상태 등)의 상태정보를 업데이트 하기 위한 것으로, '상태정보 확인' 버튼(D5_40)이 입력되면, 관제센터(400)는 각각의 시스템 구성장치들을 체크하여 체크된 결과를 도5에 도시된 바와 같이 적설량 관측영상(D5)에 디스플레이 한다.

또한, 상기 관제센터(400)는 상기 측정장치(200)로부터 전달된 각종 관측정보에 기초하여, 해당 지역의 온도변화, 습도변화, 조도변화, 강우량 변화, 풍향 변화, 풍속 변화 등을 관측한다. 상기 측정장치(200)로부터 제공되는 관측정보들은 기후변화나 기상예보를 담당하는 기관이나 관공서에 제공됨으로써 해당 관측지역의 구체적이고 실질적인 기후 및 온도변화와 기상변화 등의 통계치로서 활용된다.

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적설량 측정방법에 관한 흐름도이다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적설량 측정장치(200)는 적설량 측정을 위해 상기 센서부(220)의 강설감지 센서를 주기적으로 모니터하고, 강설감지 센서의 출력값을 분석하여 눈이 내리는지(강설) 여부를 체크한다. (S100)

만일, 상기 분석결과, 눈이 내리는 것으로 판정되면, 제어부(250)는 계측부(200B)의 엘이디(LED, 200B_10)를 동작(turn-on)시킨다. (S110) 그리고, 상기 관측부(200A)의 촬영부(200A_20)를 동작시켜 계측부(200B)를 촬영하고, 촬영완료 후 상기 엘이디(LED, 200B_10)를 다시 턴 오프(turn-off)시킨다. (S120~S130)

이후, 계측부(200B)를 촬영한 이미지가 생성되면, 상기 생성된 이미지는 상기 통신부(230)로 보내지며 상기 액세스 포인트(300)를 통해 관제센터(400)로 전송되어 저장된다. (S140) 그리고, 동시에 소정의 인식 프로세스 과정을 거치며 적설량 측정값이 계산된다. (S150)

적설량에 대한 측정값 계산이 완료되면, 관측부(200A)는 상기 적설량에 대한 측정값을 도5에 도시된 바와 같은 관측영상(D5)의 일측에 디스플레이 한다. (S160)

이후, 소정 시간이 경과되면, 제어부(250)는 상기 강설감지 센서의 출력값을 다시 검출하여 눈이 내리는지 여부를 체크한다. (S170) 만일, 여전히 눈이 내리는 것으로 판정되면, 제어부(250)는 이후 상기 적설량 촬영/분석 과정(S110 ~ S160)을 10분 주기로 반복 수행한다. (S180)

반면, 상기 과정(S100)에서 분석결과, 눈이 내리지 않는 것으로 판정되는 경우 제어부(250)는 상기 적설량 촬영/분석 과정(S)을 2시간 주기로 반복 수행한다. (S190) 상기 반복주기(예: 10분 or 2시간)는 관리자(or 관측센터(400))가 임의로 설정 및 변경할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상 기술된 바와 같이, 본 발명은 상주인력을 배치하기 어려운 도서/산간지역이나 접근이 어려운 험한 지형의 지역에 설치되어 눈이 쌓인 높이를 측정하는 적설량 측정장치 및 방법을 구현한 것으로, 태양광 에너지(또는 풍력 에너지)를 이용하므로 전력공급을 위한 별도의 전기선 배설이 불필요하고, 발광소자를 이용한 측정방식이므로 야간이나 흐린 날씨에도 정확한 적설량 측정이 가능하다는 장점을 갖는다.

Claims

인터넷 망이나 이동통신망을 통해 접속 가능한 관제센터(400)와;
계측부(200B)와 관측부(200A)로 이루어지며, 상기 계측부 눈금의 일측에 형성된 엘이디(LED)를 이용하여 적설량을 측정하고, 태양광을 이용한 자가발전을 수행하고 무선망을 통해 상기 관측부로 상기 관제센터의 엘이디 제어신호가 수신되면 수신된 제어신호에 따라 상기 엘이디를 온(on)/오프(off)시키는 적설량 측정장치(200)와;
상기 적설량 측정장치와 관제센터간에 신호전송을 중계하는 무선 액세스 포인트(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적설량 측정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 관측부(200A)는
상기 계측부를 촬영하여 계측부의 이미지를 생성하는 제1촬영부(200A_20)와;
태양광 에너지를 수집하여 전기를 발생시키는 태양에너지 축전모듈(200A_30)과;
관측지역의 강설을 감지하고 상기 태양에너지 축전모듈에 의해 생성된 전기 에너지를 축전하고 상기 관제센터의 엘이디 제어신호에 따라 상기 계측부에 구비된 엘이디를 온(on)/오프(off)시키는 제어모듈(200A_10)과;
상기 제어모듈, 촬영부, 태양에너지 축전모듈이 장착될 수 있는 기반을 제공하는 관측부 바디(200A_40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적설량 측정 시스템.
제2항에 있어서, 상기 제어모듈(200A_10)은
관측지역의 강설을 감지하는 센서부(210)와;
상기 태양에너지 축전모듈에 의해 생성된 전기 에너지를 축전하고, 상기 계측부와 관측부의 각 구성장치에 전력을 공급하는 전원부(220)와;
적설량 측정장치의 전반적인 동작을 제어하고, 상기 계측부(200B)의 제2촬영부(200B_20)에서 생성된 이미지와 상기 제1촬영부에서 생성된 이미지들을 통신부로 전달하는 제어부(250)와;
소정의 무선통신을 수행하여, 상기 제어부로부터 전달되는 정보를 무선 송출하는 통신부(230)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적설량 측정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 계측부(200B)는
소정 길이 단위로 일정하게 나열된 계측 눈금(200B_30)과;
상기 계측 눈금들 사이에 각각 배치되는 다수의 엘이디(LED, 200B_10)와;
상기 관측부를 촬영하여 관측부의 이미지를 생성하는 제2촬영부(200B_20)와;
지면에 지지되어 수직으로 연장되며, 상기 다수의 엘이디, 제2촬영부, 계측 눈금이 장착될 수 있는 기반을 제공하는 계측부 바디(200B_40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적설량 측정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 적설량 측정장치는
WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)의 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 무선 액세스 포인트와의 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 적설량 측정 시스템.
센서부의 출력값을 분석하여 현재 눈이 내리는지 여부를 판정하는 단계(S100)와;
만일, 눈이 내리는 것으로 판정되면 계측부의 엘이디(LED)를 동작시키고 계측부를 촬영하는 단계(S110)와;
상기 촬영에 따라 계측부 이미지가 생성되면, 상기 엘이디를 오프시키고 생성된 계측부 이미지를 관측센터 측으로 전송하는 단계(S130, S140)와;
상기 전송된 계측부 이미지로부터 적설량 측정값을 도출하는 단계(S150)와;
상기 도출된 측정값을 관측센터의 관측영상 일측에 디스플레이 하는 단계(S160)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적설량 측정방법.
제6항에 있어서, 상기 적설량 측정값을 도출하는 단계(S150)는
상기 생성된 계측부 이미지에서, 눈 위로 드러난 엘이디(LED)의 개수를 인식하는 단계와;
상기 인식된 엘이디의 개수로서 눈 높이를 계산하여 적설량 측정값을 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적설량 측정방법.