KR101177029B1

KR101177029B1 - 상수도 통합관리 감시 시스템

Info

Publication number: KR101177029B1
Application number: KR1020120059662A
Authority: KR
Inventors: 조은경
Original assignee: 청정테크주식회사
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2012-08-24

Abstract

본 발명은 관정에서의 지하수 수위 및 지하수 취수 가능량을 모니터링하여 계절 또는 강우량에 따른 지하수 수량의 변화에 대처하고, 물탱크와 관정 간의 통신이 두절되더라도 이전 심정펌프의 가동 패턴에 맞춘 비상운전방식으로 운전하여 단수 사고를 방지하며, 물탱크에서 외부인의 접근을 사전에 감지하여 경보함으로써 독극물 투입과 같은 사고를 방지하는 상수도 통합관리 감시 시스템에 관한 것이다.

Description

상수도 통합관리 감시 시스템{INTERGRATED MANAGEMENT SYSTEM FOR WATER SUPPLY}

본 발명은 관정에서의 지하수 수위 및 지하수 취수 가능량을 모니터링하여 계절 또는 강우량에 따른 지하수 수량의 변화에 대처하고, 물탱크와 관정 간의 통신이 두절되더라도 비상운전방식으로 운전하여 단수 사고를 방지하며, 물탱크에서 외부인의 접근을 사전에 감지하여 경보함으로써 독극물 투입과 같은 사고를 방지하는 상수도 통합관리 감시 시스템에 관한 것이다.

지하수를 상수원으로 사용하는 상수도 시설은 농어촌 지역이나 산간 벽지에서 일반적으로 마을의 급수를 위한 마을 간이상수도로 시설되는 것으로서, 적절한 장소에 지하관정을 시설하고 심정펌프로 지하수를 취수하여 물탱크에 저장하며 물탱크의 물을 마을의 각 가정에 급수하도록 시설된다.

시설의 운영방식은 관리자를 상주시키지 아니하고 물탱크의 수위를 일정한 범위로 유지하도록 심정펌프를 작동시키는 방식을 채택하고, 마을주민 대표(예를 들면 마을 이장)의 집에 모니터를 두어 동작 상태를 확인할 수 있게 한다.

이와 같은 마을 간이상수도 시설은 무인 운전 및 원격 감시하는 시스템을 부가적으로 필요로 하며, 관련된 종래기술들로서 공개특허 제10-2009-0132411호, 등록실용신안 제20-0363893호 및 등록특허 제10-1001392호들이 있었다.

하지만, 마을 간이상수도 시설은 지하수의 수량에 따라 급수 가능량이 좌우되므로, 지하에서 취수할 수 있는 수량을 모니터링하여서, 상황에 따라 급수량을 조절하거나 아니면 물 사용량을 줄이도록 마을 주민에게 알려서 일시에 단수되는 상황을 방지해야하지만, 상기한 종래기술들에는 이에 대한 대책이 마련되지 않았다.

또한, 일반적으로 물탱크는 마을보다 고도가 높은 지역에 설치하게 됨에 따라 지하관정과 멀리 떨어진 위치에 시설한다. 따라서, 물탱크와 지하관정 간에 통신 두절이 발생하면 물탱크의 수위에 따라 심정펌프의 가동여부를 판단하는 운영방식을 사용할 수 없게 되어서, 심정펌프를 임시적으로 수동 가동하게 되는 불편한 상황을 감수해야 했다. 부연하면, 비록 종래기술에서 경보를 발령하여 고장 상황을 알린다 해도, 통신상태를 정상 복구할 때까지 관리자가 물탱크의 수위를 확인하면서 심정펌프를 수동으로 가동시켜야 했던 것이다.

한편, 마을 간이상수도 시설을 무인 운전함에 따라, 불특정인이 물탱크에 독극물을 투입하거나 물탱크 시설을 파손할 우려가 있다. 따라서, 물탱크에 대한 감시 시스템을 구축하여 불특정인의 출입을 사전에 감지하고 경보하여야 한다. 이때, 고려할 점은 비록 물탱크를 고지대에 설치한다 해도 마을에 근접하여서 마을 주민이 물탱크 주변을 지나가기도 하므로, 지나가는 사람과 침입하는 사람을 구분하여 경보 발령하여야 한다.

KR 10-2009-0132411 A 2009.12.30. KR 20-0363893 Y1 2004.09.23. KR 10-1001392 B1 2010.12.08.

따라서 본 발명의 목적은 지하에서 취수할 수 있는 수량을 모니터링하여 급수 관리하고, 아울러, 통신두절 상황이 발생하더라도 통신두절 이전 상황에 맞추어 심정펌프를 가동하여 단수 없이 급수하며, 물탱크에 침입한 사람만 신속하게 감지하여 경보를 발령하는 상수도 통합관리 감시 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 지하관정에 설치한 심정펌프로 취수하는 지하수를 물탱크에 저장하여 수요처에 급수하는 상수도 시설을 무인 제어 및 원격 감시하는 상수도 통합관리 감시 시스템에 있어서, 물탱크의 수위를 측정하는 수위감지센서(220), 및 물탱크 제어시스템(200)의 동작에 필요한 전기를 공급하는 전원수단(230)을 구비하고, 수위 측정정보를 포함하는 동작상태정보를 송신하는 물탱크 제어시스템(200); 마을 상수도시설의 동작상태정보를 수신하여 모니터링하는 관리자 단말기(300); 취수하는 지하수의 유량을 측정하는 유량계(120), 취수하는 지하수에 약품을 투입하는 약품투입장치(130), 잔류염소농도를 측정하는 수질감지센서(150), 및 전원수단(140)을 구비하고, 물탱크의 수위를 미리 설정된 수위로 유지하도록 심정펌프를 가동하고 지하수의 수질에 따라 약품을 투입하며, 상기 물탱크 제어시스템(200)으로부터 수신하는 동작상태정보 및 관정 제어시스템(100)의 동작상태정보를 상기 관리자 단말기(300)에 송신하는 관정 제어시스템(100); 을 포함하되,

상기 관정 제어시스템(100)은, 지하관정 내에 설치되어 지하수의 수위를 측정하는 심정수위감지센서(160)을 구비하여서, 심정펌프를 가동하는 동안 감소한 수위 변화량 및 취수하는 유량에 근거하여 지하수 취수 가능량을 산출하고, 기록 관리함을 특징으로 한다.

상기 지하수 취수 가능량은, 심정펌프를 가동하기 전의 수위를 심정펌프의 가동 전후 수위 변화량으로 나눈 후에 심정펌프의 가동 중에 측정한 누적유량을 곱하여 얻어지는 값을 심정펌프를 가동할 때마다 산출하여 평균한 것임을 특징으로 한다.

상기 지하수 취수 가능량은, 심정펌프의 가동 중에 측정한 누적유량을 심정펌프의 가동 전후 수위 변화량으로 나눈 비율을 심정펌프를 가동할 때마다 산출하여 평균한 후에, 평균하여 얻는 비율을 현재 수위에 곱하여 얻어지는 것임을 특징으로 한다.

상기 관정 제어시스템(100)은, 상기 물탱크 제어시스템(200)과의 통신이 미리 설정된 통신 중단시간 이상으로 통신 중단되면 과거 운전기록의 통계자료에 따라 심정펌프를 동작시키는 비상동작모드를 갖춤을 특징으로 한다.

상기 관정 제어시스템(100)은, 상기 물탱크 제어시스템으로부터 수신하는 동작상태정보와, 펌프 가동정보, 유량 측정정보, 수질 측정정보, 약품 투입정보, 약품 잔량정보, 전원수단(140)의 상태정보, 지하수의 수위 정보를 포함하는 동작상태정보를 기록관리하고 동작상태정보를 상기 관리자 단말기(300)에 송신하는 한편 원격에 시설된 통합서버 시스템(400)에도 전송하되, 상기 물탱크 제어시스템으로부터 수신하는 동작상태정보는 상기 물탱크 제어시스템에 포함된 전원수단(230)의 상태정보를 포함하고, 펌프 가동정보와 유량 측정정보는 일별, 월별 및 년별로 기록관리하고, 펌프 가동정보의 경우에 가동횟수, 누적 가동시간, 비상동작모드 하에서의 운전시간 및 대기시간을 포함하여 기록관리하며, 물탱크 수위에 따른 심정펌프의 동작수위/정지수위/강제운전수위, 물탱크 제어시스템과의 통신주기, 상기 수위감지센서(220)에 대한 설정값, 약품 투입에 관련된 설정값, 상기한 미리 설정되는 통신 중단시간을 사용자가 설정 입력할 수 있게 하고, 상기 수질감지센서(150)는 잔류염소농도 이외에 탁도, 수소이온농도, 전기 전도도 중에 적어도 어느 하나 이상을 더 측정하게 구성됨을 특징으로 한다.

상기 물탱크의 주변에는 일정한 패턴이 규칙적으로 반복되는 형상의 울타리가 설치되고, 상기 물탱크 제어시스템(200)은, 울타리 안쪽에서 울타리를 촬영하는 카메라(240)를 구비하여서, 상기 카메라(240)로 촬영한 울타리의 패턴을 인식하여서 울타리의 패턴이 본연의 일정한 패턴과 일치하지 않으면 경보를 발령함을 특징으로 한다.

상기 울타리는 일정한 패턴이 규칙적으로 반복되는 그물망 형상으로 형성되고, 상기 카메라(240)는, 팬-틸트(Pan-Tilt) 동작으로 울타리를 촬영하고, 촬영 방향을 야간에 조명할 램프와 일체형으로 구성되며, 상기 물탱크 제어시스템(200)은, 물탱크의 사방에 복수개로 마련되어 인체를 감지하는 인체감지센서(241);를 구비하여서, 인체를 감지할 경우에 인체를 감지한 방향을 카메라(240)로 촬영하여 울타리의 패턴을 인식하는 한편, 영상을 저장하고, 인식한 울타리의 패턴이 본연의 일정한 패턴과 일치하지 않으면 카메라(240)로 촬영하는 영상을 상기 관정 제어시스템(100)의 중계로 상기 관리자 단말기(300)에게 실시간 전송하면서 경보를 발령함을 특징으로 한다.

상기 물탱크 제어시스템(200)은, 물탱크의 내부에 수직으로 세워지는 눈금자(251); 및 수중에 설치되어 상기 눈금자(251)의 수중에 잠긴 부분을 촬영하거나 아니면 물탱크의 측면에 투시창을 조성하고 투시창을 통해 상기 눈금자(251)의 수중에 잠긴 부분을 촬영하는 카메라(250);를 구비하여서, 상기 카메라(250)로 촬영한 상기 눈금자(251)의 수중에 잠긴 부분의 영상에서 수면 높이를 영상 인식하여 수위를 감지하는 한편, 수중에 잠긴 눈금자(251)의 선명도를 감지하고, 영상인식에 의한 수위 및 선명도를 상기 관정 제어시스템(100)의 중계로 관리자 단말기(300)에게 송신하여 수위감지센서(220)로 감지한 수위와 상호 비교하고 물탱크에 저장된 물의 탁도 아니면 청소의 필요성을 인식하는 데 활용되게 함을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 물탱크 제어시스템 및 관정 제어시스템의 동작상태정보를 수집하여 관리자 단말기(300)에 모니터링하되, 지하에서 취수할 수 있는 지하수량도 모니터링하며 급수 관리함으로써, 계절 및 강우량에 따라 변하는 지하수량에 대비하여 일시에 단수하는 일 없이 급수 관리할 수 있다.

또한, 본 발명은 물탱크 수위에 따라 심정펌프를 가동할 때에, 통신이 두절되어 물탱크의 수위를 감지하지 못하더라도 심정펌프의 과거 가동 패턴에 대한 통계자료에 근거하여 심정펌프를 가동하므로, 마을에서 사용하는 물의 추세에 따라 적절게 정해지는 심정펌프의 운전시간을 유지하여 심정펌프의 과운전 및 부족운전 상황 없이 운전 가능하다.

또한, 본 발명은 인체감지센서 및 카메라를 상호 연동시켜 물탱크 울타리의 내부에 사람이 침입할 때에만 경보를 발령하므로, 불필요한 현장출동 없이 침입 상황만 원격 감시 가능하고, 카메라로 침입자의 유무를 감지할 시에 울타리의 패턴을 이용하므로 배경영상의 생성 및 업데이트를 위한 고가의 프로그램을 갖추지 아니하여도 되고 배경영상의 오차에 의한 오경보의 우려도 대폭 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상수도 통합관리 감시 시스템의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상수도 통합관리 감시 시스템의 블록 구성도.
도 3은 물탱크 제어시스템의 설치 예시도.
도 4는 물탱크 내부를 보여주는 단면도.
도 5는 관정 제어시스템에 설치되는 관정 컨트롤러의 사시도.
도 6은 관정 컨트롤러의 정면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 첨부된 도면들에서 구성 또는 작용에 표기된 참조번호는, 다른 도면에서도 동일한 구성 또는 작용을 표기할 때에 가능한 한 동일한 참조번호를 사용하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상수도 통합관리 감시 시스템의 개략 구성도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상수도 통합관리 감시 시스템의 블록 구성도이다.

상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상수도 통합관리 감시 시스템은, 지하관정에 설치한 심정펌프로 취수하는 지하수를 물탱크에 저장하여 마을 수요처에 급수하는 마을 간이상수도 시설을 무인 제어 및 원격 감시하는 시스템으로서, 물탱크 제어시스템(100), 관정 제어시스템(200), 관리자 단말기(300) 및 통합서버 시스템(400)을 포함하여 구성된다.

먼저, 마을 간이상수도 시설에 대해서 간략하게 설명한다.

마을 간이상수도 시설은 일반 상수도시설이 되어 있지 아니한 지역에서 소규모로 운용하는 급수시설로서, 통상적으로 지하수를 취수하여 급수하며, 이를 위해서, 지하관정(10), 지하관정(10)에서 지하수를 펌핑하는 심정펌프(11), 마을에 급수하기 위해서 약간 고지대에 설치되는 물탱크(20), 심정펌프(11)와 물탱크(20) 사이를 연결하는 지하배관을 포함하여 시공된다.

또한, 지하관정(10) 및 심정펌프(11)가 설치된 곳에서는, 지하수의 수질 개선을 위해서 염소를 포함한 약품을 투입하는 약품투입장치(130), 약품을 투입한 후의 지하수에 잔류하는 염소농도를 측정하는 수질감지센서(150)를 구비하여서, 잔류염소농도를 일정하게 유지하도록 염소를 투입하여 물탱크(20)로 송수한다. 이때, 약품투입장치(130) 및 수질감지센서(150)는 물탱크(20)에 시설하는 경우도 있으며, 약품을 저장하는 약품탱크(131)도 마련된다.

또한, 물탱크(20)에는 취수한 지하수의 저장 수위를 측정하는 수위감지선서(220)를 설치하여서, 물탱크의 수위를 미리 설정된 범위로 유지하도록 상기 심정펌프(11)를 가동하게 한다. 여기서, 수위감지센서(220)는 상기 심정펌프(11)의 가동을 제어하는 제어판넬과 전기적으로 연결되거나 아니면 무선통신으로 연결되어서, 물탱크의 수위에 따라 상기 심정펌프(11)를 가동하게 한다.

또한, 마을 간이상수도 시설은 관리자가 상주하는 것이 아니라, 무인 동작하게 구성하고, 시설의 동작상태 및 상황정보를 마을 주민(예를 들면, 마을 이장)이 별도의 관리자단말기(300)로 모니터링하며 파악할 수 있게 하며, 아울러, 곳곳에 설치된 마을 간이상수도를 통합 관리하는 통합서버 시스템(400)을 구축하기도 한다. 여기서, 관리자단말기(300)는 물탱크의 제어판넬 또는 심정펌프(11)의 제어판넬에 전기적으로 연결되거나 아니면 무선통신으로 연결되어서 시설의 동작상태를 원격에서 확인할 수 있고, 통합서버 시스템(400)은 관리자단말기(300) 또는 심정펌프(11)의 제어판넬에 통신망으로 연결되어서, 관할 지역에 설치된 마을 간이상수도 시설들을 통합 관리할 수 있다. 그리고, 약품투입장치(130)의 저장탱크에 남아 있는 약품량도 관리자단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)에 전달되어서 약품을 적절한 시점에 보충할 수 있게 한다.

본 발명은 상수도 시설을 무인 제어 및 원격 감시하기 위한 시스템으로서, 관정 측에 설치되는 관정 제어시스템(100), 물탱크 측에 설치되는 물탱크 제어시스템(200), 상기한 관리자단말기(300) 및 상기한 통합서버 시스템(400)을 포함하여 구성되되, 지하관정(10)에서의 지하수 수위 및 지하수 취수 가능량을 모니터링하여 지하수 취수량 및 급수량을 관리하기 위한 자료로 활용할 수 있고, 무선통신으로 연결하여 시공이 쉬울 뿐만 아니라 통신장애가 발생하더라도 통계자료에 근거하여 지하수 취수 및 급수를 가능하게 하며, 물탱크에 카메라를 설치하여 사람의 접근을 감시함으로써 독극물 투입 또는 물탱크 파손과 같은 사고를 발생하기 않도록 하고, 물탱크의 청결상태도 감시할 수 있다. 또한, 본 발명은 지하수 수위, 지하수 취수 가능량, 물탱크 수위, 약품 수위, 약품 투입횟수, 펌프 가동 시간/횟수, 수질상태, 통신 상태 등의 동작상태 또는 상황정보를 기록 관리하면서 원격 모니터링함으로써 시스템 전반을 통합관리할 수 있다.

이를 위한 관정 제어시스템(100), 물탱크 제어시스템(200), 관리자 단말기(300) 및 통합서버 시스템(400)에 대해서 상세하게 설명하며, 종래에 일반적으로 채용하는 구성요소들, 예를 들면, 수위감지센서(200), 약품투입장치(130), 수질감지센서(150)도 포함하여 구성된다.

상기 물탱크 제어시스템(200)은, 물탱크(20)의 수위를 측정하는 수위감지센서(220), 전기를 공급하는 전원수단(230), 사람의 침입 상황을 감시하기 위한 제1 카메라(240), 사람의 접근을 감지하는 인체감지센서(241), 물탱크의 수위와 내부 청결상태를 감시하기 위한 제2 카메라(250) 및 눈금자(251), 상기 관정 제어시스템(100)과 무선통신하기 위한 송신기(260), 물탱크 제어시스템(200)에서 이루어지는 전반적인 동작을 제어하는 물탱크 컨트롤러(210)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 전원수단(230)은 외부로부터 전기를 공급받는 전기 인입선로 및 분전반으로 구성될 수도 있으나, 일반적으로 전기 인입선로를 설치하기 어려운 지역에 물탱크(20)를 설치하게 되므로, 본 발명의 실시예에서는 태양전지 또는 풍력발전기로 구성되는 발전설비와 전기를 충전하는 배터리로 구성된다. 이때, 상기 전원수단(230)을 발전설비 및 배터리로 구성할 경우에 발전설비의 발전 전압/전류와 배터리의 전압에 대한 정보를 상기 물탱크 컨트롤러(210)에서 감지하여 전원수단(230)의 동작상태정보로 삼는다.

상기 제1 카메라(240), 인체감지센서(241), 제2 카메라(250) 및 눈금자(251)에 대해서는, 도 3 및 도 4를 참조하며 상세하게 설명한다.

도 3은 물탱크 제어시스템의 설치 예시도이고, 도 4는 물탱크 내부를 보여주는 단면도이다.

먼저, 상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상수도 통합관리 감시 시스템이 채용되는 마을 간이상수도 시설에서 물탱크(20)는 시건장치가 설치된 출입문(27)이 마련된 울타리(26)가 시설되어 외부인이 마음대로 출입하지 못하게 한다. 이때, 울타리(26)는 일정한 패턴이 규칙적으로 반복되는 형상을 갖추며, 본 발명의 실시예에서는 금속제 강선을 격자무늬로 엮어 그물망 형태로 형성한다.

그리고, 상기 인체감지센서(241)는 물탱크(20)의 외벽에 설치되되 복수개를 마련하여 물탱크(20)의 둘레에 서로 다른 방향으로 향하도록 설치하여서 사람이 어느 방향으로부터 물탱크(20)를 향해 접근하여도 어느 하나의 인체감지센서(241)로 사람을 감지할 수 있게 한다. 이때, 상기 인체감지센서(241)로 사람을 감지할 수 있는 거리는 울타리(26)의 외측에 이르도록 하여서, 울타리(26) 외측에 사람이 있더라도 사람이 있음을 감지하게 한다.

상기 제1 카메라(240)는, 울타리의 안쪽에서 울타리를 촬영하도록 설치되고, 팬-틸트(Pan-Tilt) 동작이 가능하여 팬-틸트를 조절하여 둘레의 울타리를 촬영하게 하며, 상기 도 5에 도시된 바에 따르면 물탱크(20)의 상부로 지주를 세워 설치하였고, 팬-틸트 동작이 가능한 돔 타입의 카메라로 구성하였다. 그리고, 상기 제1 카메라(240)는, 상기 도 5에 상세하게 도시하지는 아니하였지만, 촬영방향을 향해 빛을 발산하는 램프를 일체형으로 구비하여서, 야간에 촬영할 시에 촬영방향을 조명하게 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 물탱크 컨트롤러(210)는 상기 복수의 인체감지센서(241) 중에 어느 하나에서 인체를 감지하면 상기 제1 카메라(240)를 제어하여 인체가 감지된 방향을 촬영한다. 또한, 상기 물탱크 컨트롤러(210)는 제1 카메라(240)로 촬영한 영상을 임시 저장함과 동시에 영상을 판독하여 울타리의 패턴을 인식하고, 인식한 울타리의 패턴에 따라 다음과 같은 동작을 한다. 즉, 상기 물탱크 컨트롤러(210)는 영상에서 인식한 울타리 패턴이 본연의 일정한 패턴과 일치하지 않으면 울타리가 파손되거나 아니면 울타리 안쪽에 사람이 침입한 것으로 판단하여서 경보 발령을 위한 동작을 수행한다. 경보 발령을 위한 동작은 상기 송신기(260)를 이용하여 경보 상황이 발생하였음을 알리는 신호를 관정 제어시스템(100)에 송신하여서 관정 제어시스템(100)의 중계에 의해 관리자 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)에 알리고, 실시간 촬영하는 영상도 관정제어시스템(100)의 중계로 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)에게 전송하는 과정으로 이루어진다. 인체감지센서(241)로 인체를 감지한 시점에서 촬영하여 영상을 임시 저장하는 것은 사람이 침입하기 전 상황의 영상도 전송하기 위한 것으로서, 관정 제어시스템(100)의 중계로 연결되는 관리자 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)의 요청에 따라 전송된다.

여기서, 울타리의 패턴은 일정한 패턴이 규칙적으로 반복된 형상으로 이루어지므로, 상기 물탱크 컨트롤러(210)는 영상에서 인식한 울타리의 패턴의 규칙성이 일부에서 끊어질 경우에 본연의 일정한 패턴과 일치하지 않는 것으로 판단하므로, 울타리 안쪽에 사람이 침입하였는지 판단하기 위한 배경영상을 업데이트하며 저장할 필요가 없다. 부연하면, 종래에는 계절의 변화, 주야간의 변화 및 특정 대상물이 주변에 놓이는 상황 등에 의해서 변화되는 배경영상을 지속적으로 업데이트하여서 배경영상과의 대조에 의해 사람의 침입을 감시하였으나, 본 발명에 따르면 울타리의 일전한 패턴 정보만 저장하고 있다가 촬영시에 얻는 영상을 패턴 정보와 비교하거나 아니면 촬영한 영상에서 울타리의 패턴이 규칙성을 벗어나는 지를 판단하면 되므로, 배경영상의 업데이트 과정을 하지 아니하여도 된다.

따라서, 상기 물탱크 제어시스템(200)은 1차적으로 인체감지센서(241)로 사람의 접근을 감지한 이후에 촬영하기 시작하고 촬영한 영상으로 울타리 안쪽에 사람이 침입하였는지 2차적으로 감지하여서, 경보를 발령하므로, 상기 인체감지센서(241)에 의한 1차 경계 상태에서 촬영하기 시작한다 하겠고, 이에 따라, 상기 제1 카메라(240)를 필요 이상으로 동작시키지 아니하고 불필요하게 영상을 송신하지도 않는다. 물론, 상기 송신기(260)는 수신도 가능한 송수신기로 대체하여서, 관정 제어시스템(100)의 중계에 따라 관리자 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)에서 영상을 송신 요청하도록 함으로써 필요에 따라 영상을 얻게 하는 것도 가능하다.

한편, 관리자가 출입문(27)을 통해 울타리 안쪽으로 들어올 경우에는 경보 발령을 해제할 필요가 있으므로, 상기 물탱크 컨트롤러(210)에는 경보 해제 입력수단(미도시)을 마련하는 것이 좋다. 아니면, 출입문(27)의 시건장치에 경보 해제 입력수단을 마련하는 것도 가능하다.

상기 제2 카메라(250) 및 눈금자(251)에 대해서는 도 4에 도시된 물탱크(20)의 단면도를 참조하여 설명한다.

물탱크(20)는 심정펌프(11)에 이어진 유입관(21)을 통해 취수 지하수를 공급받아 내부에 저장하고 급수관(22)을 통해 수요처에 물을 공급하며, 상부에는 일정 이상의 물이 내부에 차지 아니하도록 월류관(23)을 설치하여 배출하고, 하단에는 개폐 가능한 방류관(24)이 구비되어 관리자가 인위적으로 물을 배출할 수 있다. 그리고, 물탱크(20)의 내부에는 상하로 길게 세워진 수위감지센서(220)를 내장하여서 내부에 차인 물의 수위를 단계별로 검출하는 데, 이러한 수위감지센서(220)는 현재 수위는 물론이고 심정펌프(11)의 가동 수위, 심정펌프(11)의 정지 수위, 심정펌프(110의 강재 운전수위 등을 감지하기 위해 수위를 감지한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 물탱크(20)에는 내부에 수직으로 세워지는 상기 눈금자(251)와, 상기 눈금자(251)를 수중에서 촬영하는 제2 카메라(250)를 구비한다. 이때, 상기 제2 카메라(250)는 물탱크(20)에 담겨지는 물의 수중에 설치되는 수중카메라나 아니면 물탱크(20)의 측면에 투시창을 조성하여 투시창을 통해 촬영하는 일반 카메라로 구성될 수 있으며, 물을 투과하여 상기 눈금자(251)를 촬영할 수 있으면 만족한다. 또한, 상기 눈금자(251)는 물탱크(20)의 최대 수위보다 높게 형성되며, 상기 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 물탱크(20)의 내부 벽면에 부착하거나 아니면 물탱크(20)의 내부 벽면에 눈금을 그려 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 물탱크 컨트롤러(210)는 상기 제2 카메라(250)로 촬영한 상기 눈금자(251)의 영상을 판독하여 수위를 감지하고 눈금자(251)의 선명도를 감지한다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 제2 카메라(250)는 수중에 잠긴 눈금자(251)를 수중에서 촬영하므로, 수면의 경계에서 굴절되어 보이는 수면 위의 눈금에 의해서 수면의 경계에 해당되는 눈금을 판독할 수 있으므로 수위를 영상 판독으로 감지할 수 있다. 또한, 눈금자(251)의 영상은 수중을 투과하여 촬영한 것이어서, 초기 설치한 눈금자(251)의 선명도가 시간이 지남에 따라 물탱크(20)에 담긴 물의 탁도 및 눈금자(251)에 뭍은 이물질에 의해서 눈금자(251)의 선명도가 변하게 되므로, 눈금자(251)의 선명도 변화에 따라 물탱크를 청소할 것인지 판단할 수 있다.

그리고, 상기 물탱크 컨트롤러(210)는 영상 판독으로 감지한 수위 및 눈금자(251)의 선명도를 상기 관정 제어시스템(100)의 중계로 상기 관리자 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)에 전송하여서, 영상 판독으로 감지한 수위와 상기 수위감지센서(220)로 감지한 수위를 상호 비교함으로써 수위감지센서(220)의 고장 여부를 알 수 있고, 눈금자(251)의 선명도에 따라 물탱크에 저장된 물의 교체 또는 물탱크를 청소할 것인지 관리자가 판단하게 한다. 일반적으로 마을 간이상수도 시설은 지하수를 취수하여 급수하고 정수 시스템을 설치하기도 하지만 간이 정수 수준에 불과하여서, 지하수의 수질 변화에 의해 물탱크 물의 탁도가 변할 수 있고 이물질이 물탱크 내부에도 부착될 수 있어서, 물탱크를 상황에 따라 청소해야 한다. 이에 본 발명에 따르면 수중 촬영한 영상의 판독으로 물탱크를 청소할 때를 원격에서 쉽게 확인하며 물탱크를 청소하게 한다.

한편, 상기 물탱크 컨트롤러(210)는, 상기 제2 카메라(250)의 영상 판독으로 감지한 수위 및 눈금자(251)의 선명도, 상기 수위감지센서(220)로 감지한 수위, 상기 전원수단(230)의 상태를 포함하는 물탱크측의 동작상태정보를 미리 설정한 주기로 획득하여 상기 관정 제어시스템(100)에 송신한다. 결국, 상기 관정 제어시스템(100)은 미리 설정한 주기로 상태정보를 수신한다.

물론, 상기한 물탱크측의 동작상태정보는 상기 제1,2 카메라(240, 250)의 상태정보 및 상기 인체감지센서(241)의 상태정보도 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제1,2 카메라(240, 250) 및 인체감지센서(241)의 상태정보는 고장여부를 감지할 수 있는 상태정보일 수 있다. 예를 들면, 센서의 고장여부는 센서에서 감지되는 신호의 패턴을 분석하여 감지할 수 있고, 카메라의 고장여부는 카메라에 연결되는 전기적 신호의 패턴을 분석하여 감지할 수 있다. 이외에 카메라 및 센서에 고장감지센서를 설치하는 방법도 고려할 수 있다.

상기 제1 카메라(240)에서 촬영한 영상, 상기 제1 카메라(240)의 영상 판독으로 하게 되는 경보 발령은 사람이 울타리 내부로 침입하였을 때에만 상기 관정 제어시스템(100)에 전송된다. 일반적으로, 마을 간이상수도 시설에서 물탱크(20)는 마을 주민들이 주변을 왕래하는 장소에 설치하므로, 주변을 지나갈 때마다 영상을 송신하면 관리자 입장에서 매우 번거롭게 영상을 보며 침입 여부를 판단해야 하므로, 본 발명에서처럼 침입한 경우에만 영상을 송신하여 관리자에게 알리는 것이 좋다.

다음으로 상기 관정 제어시스템(100)에 대해서는, 상기 도 1 및 도 2에 도시된 도면과, 도 5에 도시된 관정 제어시스템에 설치되는 관정 컨트롤러의 사시도와, 도 6에 도시된 관정 컨트롤러의 정면도를 참조하여 설명한다.

상기 관정 제어시스템(100)은, 심정펌프(11)가 설치된 지하관정(10) 또는 그 주변에 시설되며, 심정펌프(11)로 취수하는 지하수의 유량을 측정하는 유량계(120)와, 약품을 저장하는 약품탱크(131)와, 취수하는 지하수에 약품을 투입하는 약품투입장치(130)와, 약품을 투입한 지하수의 잔류염소농도를 포함하는 수질을 측정하는 수질감지센서(150)와, 관정 제어시스템(100)의 동작에 필요한 전기를 공급하는 전원수단(140)와, 지하관정(10) 내에 설치되어 지하수의 심정 수위를 측정하는 심정수위감지센서(160)와, 상기 물탱크 제어시스템(200), 관리자 단말기(300) 및 통합서버 시스템(400)과 통신하는 송수신기(170)와, 관리자에 의해 설정된 운전환경에 따라 관정 제어시스템(100)에서 이루어지는 전반적인 동작을 제어하고 수동운전도 가능하게 구성된 관정 컨트롤러(110),를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 수질감지센서(150)는, 잔류염소농도 이외에 탁도, 수온이온농도, 전기 전도도 중에 적어도 어느 하나 이상을 더 측정하게 구성되는 것이 바람직하며, 관로 온도, 관로 압력 및 수소이온농도도 측정하게 구성되는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 관정 컨트롤러(110), 전원수단(140) 및 송수신기(170)를 내장하거나 고정설치하는 제어반(101)도 마련되며, 전원수단(140)은 외부에서 전기를 공급받는 분전반으로서 상기 제어반(101)에 내장된다.

먼저, 도 6을 참조하면, 상기 관정 컨트롤러(110)는 각종 조작버튼과 디스플레이부(111)를 구비한다. 조작버튼은 관정 제어시스템(100)의 운전환경을 설정하는 환경설정키(115), 관정 제어시스템(100)은 물론이고 물탱크 제어시스템(200)의 운전 상태정보를 관리자가 볼 수 있게 하는 현황보기키(114), 환경설정에 따라 물탱크의 수위를 맞추도록 심정펌프를 가동하게 하는 관정자동키(112), 심정펌프를 수동으로 운전하게 하는 관정수동키(113), 관정수동키(113)의 조작 이후에 심정펌프를 가동하는 수동운전키(113a)와 심정펌프를 정지시키는 수동정지키(113b), 환경설정에 따라 약품을 자동으로 투입하게 하는 약품자동키(116), 약품투입을 수동으로 투입하기 위한 약품수동키(117), 약품수동키(117)를 조작한 상태에서 농도를 조절하는 농도조절키(117a, 117b), 환경설정치(115) 또는 현황보기키(114)를 조작한 상태에서 상기 디스플레이부(111)의 화면을 출력되는 항목을 선택하기 위한 항목 선택키(118), 를 포함한다.

여기서, 환경설정키(115)의 조작으로 이루어지는 운전환경 설정은, 관정 동작 설정, 무선 수위 설정, 약품 투입 설정, 옵션 센서 설정, 통합관리 설정을 포함한다.

상기 관정 동작 설정은, 심정펌프의 가동 여부를 결정하는 상황을 설정하는 것으로서, 모터정지수위, 모터동작수위 및 강제운전수위를 포함하는 물탱크 수위값의 입력은 물론이고, 후술하는 무선 수위 설정에 따라 비상운전 상황이 발생할 경우의 비상운전정보 입력을 포함한다.

비상운전 상황의 비상운전정보는 수동시간설정방식과 자동시간설정방식으로 구분되며, 수동시간설정방식은 관리자가 입력한 모터운전시간과 모터정지시간(모터대기시간)에 맞추어 반복적으로 심정펌프를 동작하는 방식이고, 자동시간설정방식은 심정펌프의 과거 운전기록에 대한 통계자료에 따라 심정펌프를 동작시키는 방식이다. 이때, 자동시간설정방식은 최근에 이루어진 심정펌프의 가동 패턴의 통계자료에 따라 그 평균값을 산출하여 심정펌프를 동작시키는 것이 바람직하며, 예를 들면 심정펌프의 최근 20회 운전정보(모터운전시간 및 모터정지시간)를 평균한 값으로 정하여 심정펌프를 가동하게 할 수 있다.

상기 무선 수위 설정은, 물탱크(20)에 설치한 수위감지센서(220)에 대한 정보 및 물탱크 제어시스템(200)과의 통신 설정값을 입력하는 것으로서, 수위감지센서의 종류, 센서 최대값, 물탱크 높이를 입력함은 물론이고, 통신주기 및 통신 두절 판정시간도 입력한다.

부연하면, 다양한 종류의 수위감지센서에 대한 정보를 미리 저장하고 있는 상태에서 수위감지센서의 종류를 입력하면 그에 맞는 정보에 따라 상기 물탱크 제어시스템(200)에서 전송하는 수위 정보를 판독할 수 있게 하고, 물탱크 내부 공간의 높이에 대한 수위감지센서의 최대 센싱값을 설정하여 센싱값에 대한 수위를 판정할 수 있게 하는 것이다.

또한, 상기 물탱크 제어시스템(200)이 관정 제어시스템(100)에게 상기 통신주기로 수위감지센서의 센싱값을 송신하게 하고, 상기 통신주기로 수신하던 신호가 끊기어 통신 중단상태가 되되 통신 중단시간이 상기 통신 두절 판정시간에 도달하면 물탱크 제어시스템과의 통신이 두절된 상황으로 판단하고 상기 관정 동작 설정에서 설정한 비상운전 상황의 비상운전정보에 따라 심정펌프를 동작하게 하는 것이다. 예를 들면, 상기 통신 두절 판정시간은 상기 통신주기의 5~10배의 시간으로 설정할 수 있다.

상기 약품 투입 설정은, 일반적으로 정량펌프로 이루어지는 상기 약품투입장치(130)의 1회 펌핑시 약품 투입량, 사용되는 약품의 농도, 유량검출방식, 약품부족레벨을 입력한다.

여기서, 유량검출방식은 상기 유량계(120)에 의해 감지한 유량에 맞추어 유량에 대해 미리 설정한 양의 약품을 투입하는 유량센서방식과, 상기 심정펌프(11)의 시간당양정량에 대해 미리 설정한 양의 약품을 심정펌프(11)의 가동시간동안 투입하는 양정맞춤방식 중에 어느 하나의 방식으로 설정된다.

그리고, 약품부족레벨은 약품투입중지 또는 알람표시를 하게 하는 약품탱크(131) 내의 약품 잔량을 나타내는 값이다.

상기 옵션 센서 설정은, 상기 수질감지센서(150)에 포함되는 센서의 동작에 따라 센서에서 감지되는 전류값을 센서의 측정값에 매칭시키기 위한 설정값을 입력하는 것으로서, 예를 들면, 센서에서 출력될 수 있는 최대 전류값을 최대 측정값에 매칭시킴으로써, 실제 센서를 가동할 시에 가변하는 전류값에 대응되는 센서의 측정값을 수치적으로 정확하게 나타내게 한다.

상기 통합관리 설정은 관정관리번호, 상기 통합서버 시스템(400)과의 통신 환경을 설정하는 것으로 이루어진다. 여기서, 통신 환경은 통신방식, 서버 아이피, 서버통신포트, 통신주기, 통신불능 판단 기준시간을 포함할 수 있는데, 통신방식, 서버 아이피 및 서버통신포트는 상기 통합서버 시스템(400)과의 통신 개설시에 설정된 값을 고정되게 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 무선 수위 설정과 비슷하게 상기 통합서버 시스템(400)과 통신에 대해서도 통신주기 및 통신불능 판단 기준시간을 설정함으로써 통합서버 시스템(400)과 일정한 통신주기로 데이터 통신을 하다가 상기 통신불능 판단 기준시간에 해당되는 동안 통신이 중단되면 통합서버 시스템과의 통신두절 상황으로 판단하여 이를 경고한다. 예를 들면, 상기 관리자 단말기(300)에게 통신두절 사실을 알리는 것이다.

상기한 바와 같이 환경설정키(115)의 조작으로 이루어지는 운전환경 설정이 완료되면, 상기 관정 컨트롤러(110)는 관정자동키(112) 및 약품자동키(116)가 입력된 상태에서 운전환경에 따라 제어동작한다. 여기서, 제어동작은 상기 관정 동작 설정에 따라 미리 설정되는 물탱크의 수위를 유지하도록 심정펌프(11)를 가동하고, 상기 약품투입설정에 따라 미리 설정되는 약품 투입 조건에 맞추어 약품투입장치(130)로 약품을 투입하는 동작을 포함한다.

그리고, 상기 관정 컨트롤러(110)는 상기 무선수위설정에 따라 설정된 통신 두절 상황이 발생하면 상기 관정동작설정에 따라 설정된 비상운전방식으로 제어동작을 수행한다.

또한, 상기 관정 컨트롤러(110)는 상기 물탱크 제어시스템(200)으로부터 수신하는 상기 물탱크 제어시스템(200)의 동작상태정보와 관정 제어시스템(100)에서의 동작상태정보를 기록 관리하고, 상기 관리자 단말기(300) 또는 상기 통합서버 시스템(400)에 전송하여서 모니터링하게 한다.

여기서, 동작상태정보는 물탱크의 수위, 심정펌프의 가동정보, 유량 측정정보, 수질 측정정보, 약품 투입정보, 약품 잔량정보, 물탱크 제어시스템(200)의 전원수단(230)의 상태정보, 상기 심정수위감지센서(160)로 감지한 지하수 수위 정보를 포함하며, 특히, 펌프 가동정보와 유량 측정정보는 일별, 월별 및 년별로 기록관리하는 것이 좋다. 아울러, 펌프 가동정보는 가동횟수, 누적 가동시간, 물탱크 제어시스템과의 통신 두절에 따른 비상동작 하에서의 운전시간 및 대기시간(정지시간)을 분류하여 기록관리하는 것이 바람직하다.

또한, 동작상태정보는 상기 물탱크 제어시스템(200)의 제1,2 카메라(240, 250) 및 인체감지센서(241)의 상태정보를 포함하고, 상기 관정 컨트롤러(110)는 제1,2 카메라(240, 250) 및 인체감지센서(241)의 상태정보를 분석하여 고장이 발생한 것으로 판단되면 상기 관리자 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)에 고장 사실을 알려 수리하도록 유도한다.

또한, 동작상태정보는 상기 물탱크 제어시스템(200)의 제2 카메라(240)로 촬영한 영상에 의해 판독되는 물탱크의 수위 및 상기 눈금자(251)의 선명도를 포함하여서, 상기 관리자 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)에 전송함으로써 관리자가 수위감지센서(220)의 고장여부와 물탱크를 청소할 것인지 의 여부를 판단할 수 있게 한다.

또한, 상기 관정 컨트롤러(110)는 상기 물탱크 제어시스템(200)으로부터 수신받던 동작상태정보가 상기 무선수위설정에 따른 통신 두절조건에 해당되면, 상기 관정동작설정에 따른 비상운전방식에 따라 심정펌프를 동작시킨다.

또한, 상기 관정 컨트롤러(110)는 상기 물탱크 제어시스템(200)으로부터 영상을 수신받으면 신속하게 중계하여 상기 관리자 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)에 전송한다.

한편, 본 발명에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 지하관정(10)에 심정수위감지센서(160)를 설치하여서 지하관정의 지하수 수위를 측정한다. 여기서, 상기 심정수위감지센서(160)는 지하관정(10)의 최하단에 설치되어 수압을 감지함으로써 수위를 측정하는 압력식 수위센서로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 관정 컨트롤러(160)는 상기 심정수위감지센서(160)로 감지한 지하수 수위에 근거하여 지하수 취수 가능량을 산출하고, 지하수 수위 및 지하수 취수 가능량을 기록관리함과 동시에 상기 관리자 단말기(300) 또는 상기 통합서버 시스템(400)에 전송한다.

상기 지하수 취수 가능량은 심정펌프를 가동하는 동안 지하수 수위의 변화량 및 취수 지하수량에 근거하여 다음의 수학식 1로 산출할 수 있다.

여기서, H1은 심정펌프를 가동하기 직전에 측정한 수위이고, H2는 가동하던 심정펌프를 정지한 시점에 측정한 수위이며, V는 심정펌프를 가동하는 동안 취수한 지하수의 누적유량이다. 그리고, 심정펌프의 가동중에 수위의 변화량(H1-H2)과 누적유량(V)은 기록관리되어 누적유량(V)을 수위의 변화량(H1-H2)으로 나눈 비율의 통계자료, 즉, 평균값을 얻을 수 있다. 이에 따라, 지하수의 취수 가능량(Q)는 현재 수위(H)를 상기 수학식 1에 반영함으로써 통계자료에 근거하여 산출할 수 있다.

한편, 지하관정(10)은 일반적으로 지하에 깊숙이 타공 시설하여서 토사층(1)을 통과하여 하단을 암반층(2)에 박히게 함으로써, 암반층(2)의 지하수를 지하관정(10)의 내부에 유입되게 함으로써 지하관정(10)의 내부 하단에 설치한 심정펌프(11)를 이용하여 펌핑할 수 있게 한다. 이때, 지하관정(10)의 내부에 유입되는 지하수의 수위는 유입수의 량에 따라 변동하고, 암반층(2)의 지하수는 계절 또는 강우 여부에 따라 변동하게 되므로, 동일 누적유량(V)에 대한 수위 변화량(H1-H2)이 수위에 따라 달라질 수도 있다.

따라서, 상기한 수학식 1에서 현재 수위(H)는 심정펌프를 가동하기 직전의 수위(H1)로 대체하여서, 매번 심정펌프를 가동할 때마다 상기 수학식 1로 지하수 취수 가능량(Q)을 산출하여 기록관리하되 심정펌프를 가동하기 직전의 수위(H1)에 대한 지하수 취수 가능량(Q)으로 기록관리하여서, 수위(H1)별로 지하수 취수 가능량(Q)을 관리자가 알 수 있게 하는 것이 바람직하다.

물론, 심정펌프를 정지시키면 지하수가 지하관정(10)의 내부로 유입되어 심정펌프의 가동 전 수위 또는 심정펌프의 가동 전에 근접한 수위로 되고, 이러한 수위의 복귀는 계절 또는 강우 유무에 따라 조금 달라질 수 있으나 단기간에는 반복될 수 있으므로, 최근의 통계자료에 근거하여 현재 수위(H)를 심정펌프 가동 직전 수위(H1)로 대체하여 지하수 취수 가능량을 예측하면 거의 정확한 값을 얻을 수 있다.

한편, 상기 관정 컨트롤러(110)는, 현황보기키(114)가 조작되면 각종 보기 항목을 디스플레이부(111)에 출력한다. 여기서, 보기 항목은, 상기 도 1에 도시된 바와 같이 적산유량, 약품설정농도, 물탱크 수위, 약품 잔량 등을 포함하는 기본화면은 물론이고, 상기 환경설정키(115)에 의해 설정한 값들을 설정항목별로 확인하는 화면, 물탱크 제어시스템(200)과 관정 제어시스템(300)에 대한 상기한 동작상태정보를 보여주는 화면 등을 선택할 수 있는 항목을 포함한다.

동작상태정보를 보여주는 화면의 예를 들면, 현재 물탱크수위/모터정지수위/모터동작수위/강재운전수위/관정온도/관정압력 등을 포함한 관정 운영 상태, 현재 물탱수위/전원수단 전압/전원수단 배터리전압/수위센서상태/통신성공비율 등을 포함한 무선수위 상태, 설정농도/약품잔량/총 투입횟수/금일투입횟수/전일투입횟수 등을 포함한 약품투입상태, 날짜/가동시작시간/운전정지시간/당회차 가동시간 등을 포함한 심정모터의 운전 상태, 금일양정유량/전일양정유량/금월양정유량/전원양정유량/누적가동시간/누적가동횟수 등을 포함한 유량 관련 통계, 금일가동횟수/전일가동횟수/금일가동시간/전일가동시간 등을 포함한 심동모터 가동 횟수-가동시간 통계, 잔류염소농도/심정수위/탁도/수소이온농도/전기 전도도 등을 포함한 센서상태, 를 예로 들 수 있다.

다음으로, 상기 관리자 단말기(300)는 관리자로 임명된 마을 주민(예를 들면, 마을 이장)이 마을 간이상수도 시설의 상태정보를 모니터링할 수 있게 마련되는 것으로서, 상기 관정 제어시스템(100)으로부터 수신하는 동작상태정보를 디스플레이하여 관리자에게 보여준다.

한편, 상기 관리자 단말기(300)는 상기 관정 컨트롤러(110)에 구비된 각종 조작버튼들(112,113,113a,113b,114,115,116,117,117a,117b,118)의 조작으로 제어되는 동작 중에 일부를 수행할 수 있도록 입력키를 구비하여, 입력키의 조작에 의한 지령을 상기 관정 컨트롤러(110)에 송신함으로써 원격 제어 가능하게 구성될 수도 있다.

상기 통합서버 시스템(400)은, 마을 간이상수도 시설마다 관정측에 설치된 관정 컨트롤러(110)와 통신망(500)을 통해 통신하여 각각의 마을 간이상수도 시설의 동작상태정보를 수집하여 데이터베이스화하고, 모니터링한다.

한편, 물탱크 제어시스템(200)과 관정 제어시스템(100) 간의 통신두절에 의한 비상운전 상황, 약품 소진 상황, 물탱크의 저수위/고수위 상황, 물탱크의 외부인 침입 상황 등의 긴급상황을 관리자의 휴대통신단말기에 알려주도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 상기 관리자 단말기(300) 또는 통합서버 시스템(400)은, 통신망(500)을 통해 긴급상황을 관리자의 휴대통신단말기에 알려줄 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 긴급상황을 알리는 방식으로는 SMS(Short Message Service) 또는 MMS(Multi-Media Message Service)를 이용하는 방식도 가능하고, 통합서버 시스템(400)과 접속하여 상황정보를 수신할 수 있는 스마트폰용 어플리케이션을 활용하는 것도 가능하다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 지하관정 11 : 심정펌프
20 : 물탱크 21 : 유입관 22 : 급수관 23 : 월류관
24 : 방류관 25 : 점검구 26 : 울타리 27 : 출입문
100 : 관정 제어시스템
110 : 관정 컨트롤러 120 : 유량계 130 : 약품투입장치
131 : 약품탱크 140 : 전원수단 150 : 수질감지센서
160 : 심정수위감지센서 170 : 송수신기
200 : 물탱크 제어시스템
210 : 물탱크 컨트롤러 220 : 수위감지센서 230 : 전원수단
240 : 제1 카메라 241 : 인체감지센서 250 : 제2 카메라
251 : 눈금자 260 : 송신기
300 : 관리자 단말기 400 : 통합서버 시스템

Claims

지하관정에 설치한 심정펌프로 취수하는 지하수를 물탱크에 저장하여 수요처에 급수하는 상수도 시설을 무인 제어 및 원격 감시하는 상수도 통합관리 감시 시스템에 있어서,
물탱크의 수위를 측정하는 수위감지센서(220), 및 물탱크 제어시스템(200)의 동작에 필요한 전기를 공급하는 전원수단(230)을 구비하고, 수위 측정정보를 포함하는 동작상태정보를 송신하는 물탱크 제어시스템(200);
물탱크 제어시스템(200) 및 관정 제어시스템(100)의 동작상태정보를 수신하여 모니터링하는 관리자 단말기(300);
취수하는 지하수의 유량을 측정하는 유량계(120), 취수하는 지하수에 약품을 투입하는 약품투입장치(130), 잔류염소농도를 측정하는 수질감지센서(150), 및 전원수단(140)을 구비하고, 물탱크의 수위를 미리 설정된 수위로 유지하도록 심정펌프를 가동하고 지하수의 수질에 따라 약품을 투입하며, 상기 물탱크 제어시스템(200)으로부터 수신하는 동작상태정보 및 관정 제어시스템(100)의 동작상태정보를 상기 관리자 단말기(300)에 송신하는 관정 제어시스템(100);
을 포함하되,
상기 관정 제어시스템(100)은, 지하관정 내에 설치되어 지하수의 수위를 측정하는 심정수위감지센서(160)을 구비하여서, 심정펌프를 가동하는 동안 감소한 수위 변화량 및 취수하는 유량에 근거하여 지하수 취수 가능량을 산출하고, 기록 관리함을 특징으로 하는 상수도 통합관리 감시 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 지하수 취수 가능량은, 심정펌프를 가동하기 전의 수위를 심정펌프의 가동 전후 수위 변화량으로 나눈 후에 심정펌프의 가동 중에 측정한 누적유량을 곱하여 얻어지는 값을 심정펌프를 가동할 때마다 산출하여 평균한 것임을 특징으로 하는 상수도 통합관리 감시 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 지하수 취수 가능량은, 심정펌프의 가동 중에 측정한 누적유량을 심정펌프의 가동 전후 수위 변화량으로 나눈 비율을 심정펌프를 가동할 때마다 산출하여 평균한 후에, 평균하여 얻는 비율을 현재 수위에 곱하여 얻어지는 것임을 특징으로 하는 상수도 통합관리 감시 시스템.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 관정 제어시스템(100)은, 상기 물탱크 제어시스템(200)과의 통신이 미리 설정된 통신 중단시간 이상으로 통신 중단되면 과거 운전기록의 통계자료에 따라 심정펌프를 동작시키는 비상동작모드를 갖춤을 특징으로 하는 상수도 통합관리 감시 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 관정 제어시스템(100)은, 상기 물탱크 제어시스템으로부터 수신하는 동작상태정보와, 펌프 가동정보, 유량 측정정보, 수질 측정정보, 약품 투입정보, 약품 잔량정보, 전원수단(140)의 상태정보, 지하수의 수위 정보를 포함하는 동작상태정보를 기록관리하고 동작상태정보를 상기 관리자 단말기(300)에 송신하는 한편 원격에 시설된 통합서버 시스템(400)에도 전송하되,
상기 물탱크 제어시스템으로부터 수신하는 동작상태정보는 물탱크 제어시스템에 포함된 전원수단(230)의 상태정보를 포함하고,
펌프 가동정보와 유량 측정정보는 일별, 월별 및 년별로 기록관리하고, 펌프 가동정보의 경우에 가동횟수, 누적 가동시간, 비상동작모드 하에서의 운전시간 및 대기시간을 포함하여 기록관리하며,
물탱크 수위에 따른 심정펌프의 동작수위/정지수위/강제운전수위, 물탱크 제어시스템과의 통신주기, 상기 수위감지센서(220)에 대한 설정값, 약품 투입에 관련된 설정값, 상기한 미리 설정되는 통신 중단시간을 사용자가 설정 입력할 수 있게 하고,
상기 수질감지센서(150)는 잔류염소농도 이외에 탁도, 수소이온농도, 전기 전도도 중에 적어도 어느 하나 이상을 더 측정하게 구성됨을 특징으로 하는 상수도 통합관리 감시 시스템.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 물탱크의 주변에는 일정한 패턴이 규칙적으로 반복되는 형상의 울타리가 설치되고,
상기 물탱크 제어시스템(200)은, 울타리 안쪽에서 울타리를 촬영하는 카메라(240)를 구비하여서, 상기 카메라(240)로 촬영한 울타리의 패턴을 인식하여서 울타리의 패턴이 본연의 일정한 패턴과 일치하지 않으면 경보를 발령함을 특징으로 하는 상수도 통합관리 감시 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 울타리는 일정한 패턴이 규칙적으로 반복되는 그물망 형상으로 형성되고,
상기 카메라(240)는, 팬-틸트(Pan-Tilt) 동작으로 울타리를 촬영하고, 촬영 방향을 야간에 조명할 램프와 일체형으로 구성되며,
상기 물탱크 제어시스템(200)은, 물탱크의 사방에 복수개로 마련되어 인체를 감지하는 인체감지센서(241);를 구비하여서, 인체를 감지할 경우에 인체를 감지한 방향을 카메라(240)로 촬영하여 울타리의 패턴을 인식하는 한편, 영상을 저장하고, 인식한 울타리의 패턴이 본연의 일정한 패턴과 일치하지 않으면 카메라(240)로 촬영하는 영상을 상기 관정 제어시스템(100)의 중계로 상기 관리자 단말기(300)에게 실시간 전송하면서 경보를 발령함을 특징으로 하는 상수도 통합관리 감시 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 물탱크 제어시스템(200)은, 물탱크의 내부에 수직으로 세워지는 눈금자(251); 및 수중에 설치되어 상기 눈금자(251)의 수중에 잠긴 부분을 촬영하거나 아니면 물탱크의 측면에 투시창을 조성하고 투시창을 통해 상기 눈금자(251)의 수중에 잠긴 부분을 촬영하는 카메라(250);를 구비하여서,
상기 카메라(250)로 촬영한 상기 눈금자(251)의 수중에 잠긴 부분의 영상에서 수면 높이를 영상 인식하여 수위를 감지하는 한편, 수중에 잠긴 눈금자(251)의 선명도를 감지하고, 영상인식에 의한 수위 및 선명도를 상기 관정 제어시스템(100)의 중계로 관리자 단말기(300)에게 송신하여 수위감지센서(220)로 감지한 수위와 상호 비교하고 물탱크에 저장된 물의 탁도 아니면 청소의 필요성을 인식하는 데 활용되게 함을 특징으로 하는 상수도 통합관리 감시 시스템.