KR101193038B1 - 무인 수질 검사 시스템 및 탐사선, 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 무인 수질 검사 시스템은, 하천 전체에 대해 고르게 배치되어 설치되며, 미리 정해둔 제1주기마다 수질 측정을 이행하고, 그에 따른 측정결과정보를 포함하는 측정장치 측정정보를 생성하여 저장하고, 외부로부터의 요청에 따라 상기 측정장치 측정정보를 근거리 무선통신방식으로 외부로 전송하는 측정장치들; 상기 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 운행하면서, 근거리 무선통신방식으로 통신할 수 있는 통신가능영역에 위치하는 측정장치들로 측정장치 측정정보를 요청함과 아울러, 그 요청에 따라 측정장치들이 전송하는 측정장치 측정정보를 수신받아 저장하고, 그 측정장치 측정정보를 미리 정해둔 제2주기마다 원거리 무선통신방식으로 원격 모니터링 서버로 전송하는 탐사선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인 수질 검사 시스템 및 탐사선, 측정장치{water quality monitoring system and probe and sensing device}

본 발명은 수질 검사 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인 수질 검사 시스템 및 탐사선, 측정장치에 관한 것이다.

하천은 풍부한 어류를 제공함은 물론이고 식수를 제공하며 삶을 풍요롭게 하나, 홍수에 의하거나 혹은 의도적으로 오폐수가 흘러들어가 오염되기도 쉬운 곳이다.

특히 의도적인 오폐수 방출시에는 하천의 자정능력만으로는 정화되지 않아, 하천의 주변 동식물이 폐사됨은 물론이고 식수 부족까지 야기되는 문제가 있었다.

이에따라 정부에서는 하천의 오염을 정화하기 위해 각종 정화 장치를 개발하여 정화하는데 노력하고 있으나 정화 장치의 개발에 적지 않은 비용이 들지만, 효율이 낮은 문제가 있었다. 또한 정부에서는 하천주변의 시설물들에 우천시 오폐수를 흘려보내지 않도록 꾸준히 교육을 시키고 있으나 실천이 미비하여 하천의 오염이 여전히 지속되는 문제가 있었다.

이에 종래에는 우천시 하천에 공장 폐수 및 생활 폐수를 몰래 보내지 않도록 항상 감시할 수 있도록 오염이 극심한 하천 근처에 오염 폐수를 버리는 공장 등을 감시하는 감시 카메라와 오염 상태를 알려주는 오염 측정 송신기를 설치하고 원거리에서 오염 상태 및 오폐수 무단 방류자 및 무단 방류 공장 등을 확인할 수 있도록 하는 하천 수질 자동 검사 장치가 개발되었다.

그러나 상기한 하천 수질 자동 검사 장치는 고가의 카메라 장치를 구비함에 따라 장치 자체의 가격이 고가이었으며 원거리 무선통신에 따른 과금 문제가 있었으며, 이에 따라 오염이 극심하다고 판단되는 지역에 대해서만 국부적인 감시를 할 수 밖에 없는 문제가 있었다.

더욱이 최근 시행중인 4대강 사업에 의해 하천의 형태 및 수위가 급격하게 변화하는 상황에서, 4대강 사업에 의한 하천의 변화 과정을 추적 관찰하기 위한 기술의 개발도 절실히 요망되었다.

본 발명은 수질을 미리 정해둔 주기마다 지속적으로 측정하는 측정장치들을 하천 전체에 대해 고르게 배치하여 설치하고, 탐사선이 상기 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 이동하면서 상기 측정장치들이 미리 정해둔 비교적 짧은 주기마다 측정한 측정정보를 근거리 무선통신방식으로 수집하고, 그 수집된 측정정보와 자신이 미리 정해둔 비교적 짧은 주기마다 측정한 측정정보를 결합하여 미리 정해둔 비교적 긴 주기마다 원격 모니터링 서버로 원거리 무선통신방식으로 전송함으로서, 적은 통신 비용으로도 하천 전체에 대한 지속적인 수질 모니터링을 이행할 수 있게 하는 무인 수질 검사 시스템 및 탐사선, 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 하천 전체에 대해 수질 검사를 지속적으로 이행하는 측정장치들이 측정정보가 미리 정해둔 정상 범위를 벗어나는 경우에는 상기 탐사선으로 위치 정보를 포함하는 경보 정보를 전송하고, 상기 경보 정보를 수신받은 탐사선이 상기 경보 정보에 포함된 위치 정보에 대응되는 위치로 이동하여 촬상 및 경보를 이행함과 아울러 촬상정보를 원격 모니터링 센터로 전송함으로써, 경보발생시에 현장 상태를 원격지의 관리자가 신속하게 파악할 수 있게 함은 물론이고 수질 오염에 대한 즉각적인 경보를 제공할 수 있게 하는 무인 수질 검사 시스템 및 탐사선, 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무인 수질 검사 시스템은, 하천 전체에 대해 고르게 배치되어 설치되며, 미리 정해둔 제1주기마다 수질 측정을 이행하고, 그에 따른 측정결과정보를 포함하는 측정장치 측정정보를 생성하여 저장하고, 외부로부터의 요청에 따라 상기 측정장치 측정정보를 근거리 무선통신방식으로 외부로 전송하는 측정장치들; 상기 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 운행하면서, 근거리 무선통신방식으로 통신할 수 있는 통신가능영역에 위치하는 측정장치들로 측정장치 측정정보를 요청함과 아울러, 그 요청에 따라 측정장치들이 전송하는 측정장치 측정정보를 수신받아 저장하고, 그 측정장치 측정정보를 미리 정해둔 제2주기마다 원거리 무선통신방식으로 원격 모니터링 서버로 전송하는 탐사선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명은 수질을 미리 정해둔 주기마다 지속적으로 측정하는 측정장치들을 하천 전체에 대해 고르게 배치하여 설치하고, 탐사선이 상기 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 이동하면서 상기 측정장치들이 미리 정해둔 비교적 짧은 주기마다 측정한 측정정보를 근거리 무선통신방식으로 수집하고, 그 수집된 측정정보와 자신이 미리 정해둔 비교적 짧은 주기마다 측정한 측정정보를 결합하여 미리 정해둔 비교적 긴 주기마다 원격 모니터링 서버로 원거리 무선통신방식으로 전송함으로서, 적은 통신 비용으로도 하천 전체에 대한 지속적인 수질 모니터링을 이행할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 하천 전체에 대해 수질 검사를 지속적으로 이행하는 측정장치들이 측정정보가 미리 정해둔 정상 범위를 벗어나는 경우에는 상기 탐사선으로 위치 정보를 포함하는 경보 정보를 전송하고, 상기 경보 정보를 수신받은 탐사선이 상기 경보 정보에 포함된 위치 정보에 대응되는 위치로 이동하여 촬상 및 경보를 이행함과 아울러 촬상정보를 원격 모니터링 센터로 전송함으로써, 경보발생시에 현장 상태를 원격지의 관리자가 신속하게 파악할 수 있게 함은 물론이고 수질 오염에 대한 즉각적인 경보를 제공할 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 수질 검사 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탐사선의 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모니터링 방법의 흐름도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경보 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 수질 검사 시스템의 적용예를 도시한 도면.

본 발명은 수질을 미리 정해둔 주기마다 지속적으로 측정하는 측정장치들을 하천 전체에 대해 고르게 배치하여 설치하고, 탐사선이 상기 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 이동하면서 상기 측정장치들이 미리 정해둔 비교적 짧은 주기마다 측정한 측정정보를 근거리 무선통신방식으로 수집하고, 그 수집된 측정정보와 자신이 미리 정해둔 비교적 짧은 주기마다 측정한 측정정보를 결합하여 미리 정해둔 비교적 긴 주기마다 원격 모니터링 서버로 원거리 무선통신방식으로 전송함으로서, 적은 통신 비용으로도 하천 전체에 대한 지속적인 수질 모니터링을 이행할 수 있게 한다.

또한 본 발명은 하천 전체에 대해 수질 검사를 지속적으로 이행하는 측정장치들이 측정정보가 미리 정해둔 정상 범위를 벗어나는 경우에는 상기 탐사선으로 위치 정보를 포함하는 경보 정보를 전송하고, 상기 경보 정보를 수신받은 탐사선이 상기 경보 정보에 포함된 위치 정보에 대응되는 위치로 이동하여 촬상 및 경보를 이행함과 아울러 촬상정보를 원격 모니터링 센터로 전송함으로써, 경보발생시에 현장 상태를 원격지의 관리자가 신속하게 파악할 수 있게 함은 물론이고 수질 오염에 대한 즉각적인 경보를 제공할 수 있게 한다.

<태양광 발전 무인 수질 검사 시스템의 구성>

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전 무인 수질 검사 시스템의 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.

상기 태양광 발전 무인 수질 검사 시스템은 원격 모니터링 서버(100)와 관리자 단말기(102)와 탐사선(104)과 측정장치들(1061~1065)로 구성된다.

상기 측정장치들(1061~1065)은 하천 전체에 대해 고르게 배치되어 설치되며, 자신이 설치된 위치에서 미리 정해둔 제1주기마다 수질 측정을 이행하고, 그에 따른 측정장치 측정정보를 생성하여 저장하였다가, 탐사선(104)으로부터의 요청에 따라 근거리 무선통신방식으로 상기 탐사선(104)으로 전송한다. 여기서, 상기 제1주기는 30분, 1시간 등 비교적 짧은 시간으로 설정된다. 그리고 상기 측정장치 측정정보에는 측정장치 식별정보, 측정결과정보, 측정위치정보, 측정시각정보 등이 포함된다.

또한 상기 측정장치들(1061~1065)은 수질측정정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나는 경우에는 자신의 위치정보가 포함된 경보정보를 생성하여 브로드캐스팅하여 전송함과 아울러 경보음을 출력하거나 경광등을 점멸시켜 경보를 출력한다.

또한 상기 측정장치들(1061~1065)은 다른 측정장치로부터 경보정보가 수신되면, 이를 다시 브로드캐스팅하여 전송함으로써, 하천 어디엔가 위치하고 있을 탐사선(104)으로 상기 경보정보가 전달되게 한다.

상기한 실시예에서는 측정장치가 경보정보를 근거리 무선통신방식을 통해 브로드캐스팅방식으로 전달하는 것만을 예시하였으나, 상기 측정장치 각각이 근거리 통신이 불가능한 거리로 이격 설치된 경우에는 원거리 무선통신방식에 따른 통신모듈을 구비하여, 상기 경보정보를 상기 탐사선(104) 또는 원격 모니터링 서버(100)로 직접 전송할 수도 있으며, 이는 본 발명에 의해 자명하다. 특히 원격 모니터링 서버(100)로 경보정보를 전송하는 경우에는 상기 원격 모니터링 서버(100)가 상기 탐사선(104)으로 상기 경보정보를 전달한다.

상기 탐사선(104)은 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 운행하면서, 미리 정해둔 제2주기마다 수질 및 수심을 측정하고 그 수질 및 수심 측정정보에 위치 정보를 결합하여 탐사선 측정정보를 생성하여 저장하며, 미리 정해둔 제3주기마다 근거리 무선통신방식으로 통신할 수 있는 통신가능영역에 위치하는 측정장치들로 측정정보를 요청함과 아울러, 상기 요청에 따라 상기 측정장치들이 제공하는 측정장치 측정정보를 저장하며, 미리 정해둔 제4주기마다 측정장치 측정정보와 탐사선 측정정보를 원거리 무선통신방식으로 상기 원격 모니터링 서버(100)로 전송한다. 여기서, 상기 제2주기는 제1주기에 대응되게 설정되며, 제3주기는 측정장치 사이의 이격거리를 탐사선이 이동할 수 있는 시간으로 설정되며, 상기 제4주기는 12시간, 24시간 등 비교적 긴 시간으로 설정된다. 그리고 상기 탐사선 측정정보에는 탐사선 식별정보, 측정결과정보, 현재위치정보, 측정시각정보 등이 포함된다.

또한 상기 탐사선(104)은 경보정보가 수신되면, 그 경보정보를 원거리 무선통신방식으로 상기 원격 모니터링 서버(100)로 전송하며, 상기 경보정보에 포함된 위치정보에 대응되는 위치로 이동함과 아울러, 상기 위치로 이동한 후에는 촬상을 이행하여 촬상정보를 생성하고, 상기 촬상정보 및 위치정보를 포함하는 단속정보를 상기 원격 모니터링 서버(100)로 전송함과 아울러 경보음을 출력하거나 경광등을 점멸시켜 경보를 출력한다.

상기 원격 모니터링 서버(100)는 상기 탐사선(104)으로부터 측정장치 측정정보와 탐사선 측정정보가 수신되면, 이를 데이터베이스에 등록하고, 상기 등록된 측정장치 측정정보와 탐사선 측정정보는 관리자 단말기(102)를 통해 관리자에게 안내한다. 특히 상기 측정장치 측정정보와 탐사선 측정정보는 미리 정해둔 제1주기마다 하천 전체에 대해 고르게 분산된 위치에서 측정된 것이므로, 장기간에 걸쳐 하천 전체에 대해 수질 및 수심 등이 어떻게 변화하고 있는지 파악할 수 있게 한다.

또한 상기 원격 모니터링 서버(100)는 상기 탐사선(104)으로부터 경보정보 또는 단속정보가 수신되면, 이를 데이터베이스에 저장함과 아울러 관리자 단말기(102)를 통해 관리자에게 안내하여 즉각적인 조치를 수행할 수 있게 한다.

<탐사선의 구성>

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탐사선(104)의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 탐사선(104)의 외부 하우징은 유선형인 배의 형태를 가진다.

상기 탐사선(104)에는 제어장치(200)와 GPS 모듈(202)과 메모리 장치(204)와 구동장치(206)와 프로펠러장치(208)와 수심 측정 센서(210)와 수질 측정 센서(212)와 제1통신장치(214)와 제2통신장치(216)와 제1안테나(218)와 제2안테나(220)와 스피커(222)와 촬상장치(224)와 경광등(226)과 전원부(228)와 솔라셀어레이(230)와 솔라셀어레이 세척장치(232)가 구비된다.

상기 제어장치(200)는 상기 탐사선(104)에 구비되는 각종 장치를 전반적으로 제어한다.

특히 상기 제어장치(200)는, 상기 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 운행하도록 상기 구동장치(206)를 구동하면서, 근거리 무선통신방식으로 통신할 수 있는 통신가능영역에 위치하는 측정장치들로 측정장치 측정정보를 요청함과 아울러, 그 요청에 따라 측정장치들이 전송하는 측정장치 측정정보를 수신받아 상기 메모리 장치(204)에 저장하고, 그 측정장치 측정정보를 미리 정해둔 주기마다 원거리 무선통신방식으로 원격 모니터링 서버(100)로 전송한다.

또한 상기 제어장치(200)는 미리 정해둔 제2주기마다 수심 측정 센서(210)와 수질 측정 센서(212)를 통해 수질 및 수심을 측정하고, 그에 따른 측정결과정보를 포함하는 탐사선 측정정보를 생성하여 상기 메모리 장치(204)에 저장하고, 상기 측정장치 측정정보와 상기 탐사선 측정정보를 결합하여 원거리 무선통신방식으로 상기 원격 모니터링 서버(100)로 전송한다.

또한 상기 제어장치(200)는 근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅되어 전달되는 경보정보를 수신받거나, 원거리 무선통신방식으로 전송되는 경보정보를 수신받으면, 상기 경보정보에 포함된 위치정보의 위치로 이동하도록 상기 구동장치(206)를 제어하며, 상기 위치로 이동한 경우에는, 상기 스피커(222)를 통해 경보음을 출력하고 경광등(226)을 발광시켜 경보를 발생함과 아울러 상기 촬상장치(224)를 통해 촬상을 이행하고 그 촬상에 따른 촬상정보를 상기 원격 모니터링 서버(100)로 전송한다.

상기 GPS 모듈(202)은 GPS 위성정보를 수신하여 현재위치정보를 검출하고, 상기 현재위치정보를 상기 제어장치(200)에 제공한다.

상기 메모리 장치(204)는 상기 제어장치(200)의 제어 프로그램을 포함하는 다양한 정보 및 측정장치 측정정보, 탐사선 측정정보를 저장한다.

상기 구동장치(206)는 상기 제어장치(200)의 제어에 따라 기구부(208)를 구동하여 상기 탐사선(106)을 운항한다.

상기 기구부(208)는 다수의 프로펠러 및 조향장치 등로 구성되어 상기 구동장치(206)에 의해 구동하여 상기 탐사선(104)을 이동시킨다.

상기 수심 측정 센서(210)은 하천의 수심을 측정하고 그 측정결과정보를 상기 제어장치(200)에 제공하며, 수질 측정이 완료된 물을 배수한다.

상기 수질 측정 센서(212)은 하천의 물을 취수하여 수질을 측정하고 그 측정결과정보를 상기 제어장치(200)에 제공한다.

상기 제1통신장치(214)는 상기 제어장치(200)의 제어에 따라 제1안테나(218)를 통해 근거리 무선통신을 이행하여, 근거리 무선통신 가능영역에 위치하는 측정장치들과 상기 제어장치(200) 사이의 통신을 담당한다.

상기 제2통신장치(216)는 상기 제어장치(200)의 제어에 따라 제2안테나(220)를 통해 원거리 무선통신을 이행하여, 원거리에 위치하는 원격 모니터링 서버(100)와 상기 제어장치(200) 사이의 통신을 담당한다.

상기 스피커(222)는 상기 제어장치(200)의 제어에 따라 경고음을 출력한다.

상기 경광등(226)은 상기 제어장치(200)의 제어에 따라 발광한다.

상기 촬상장치(224)는 상기 제어장치(200)의 제어에 따라 촬상을 이행하고, 그에 따른 촬상정보를 상기 제어장치(200)에 제공한다.

상기 전원부(228)는 상기 탐사선(104)의 상면에 설치된 솔라셀 어레이(230)로부터의 전기에너지를 공급받아 충전하고, 그 충전된 전기에너지를 상기 탐사선(104)의 각부의 구동전원으로 공급한다.

상기 솔라셀 어레이(230)는 상기 탐사선(104)의 상면에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 전원부(228)로 공급한다.

상기 솔라셀 어레이 세척장치(232)는 하천으로부터 취수한 물을 상기 솔라셀 어레이(230)로 분사하여 상기 솔라셀 어레이(230)의 상면을 세척하며, 이로는 스프링쿨러 등이 채용될 수 있다.

<측정장치의 구성>

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정장치의 구성을 도 3을 참조하여 설명한다.

상기 측정장치는 본체부(300)와 제어모듈(302)과 메모리부(304)와 GPS 모듈(306)과 통신모듈(308)과 전원부(310)와 솔라셀 어레이(312)와 부력조정장치(314)와 상측 수질 측정 센서(316)와 센서 세척기(318)와 하측 수질 측정 센서(320)와 지지봉(322)과 경광등(326)과 스피커(328)와 안테나(324)로 구성된다.

상기 지지봉(322)의 상측종단면에는 솔라셀 어레이(312)가 장착되며, 상기 솔라셀 어레이(312)는 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전원부(310)에 공급한다.

상기 전원부(310)는 상기 본체부(300)에 내장되며, 상기 솔라셀 어레이(312)로부터의 전기에너지를 충전하여 상기 측정장치의 각부의 구동전원으로 공급한다.

상기 제어모듈(302)는 상기 본체부(300)에 내장되며, 상기 측정장치의 각부를 전반적으로 제어한다.

또한 상기 제어모듈(302)은, 미리 정해둔 제1주기마다 상기 상측 및 하측 수질 측정 센서(316,320)를 통해 하천의 상측 및 하측 수질 측정을 이행하고, 그에 따른 측정결과정보를 포함하는 측정장치 측정정보를 생성하여 상기 메모리부(304)에 저장하고, 외부로부터의 요청에 따라 상기 측정장치 측정정보를 상기 통신모듈(308)을 통해 근거리 무선통신방식으로 외부로 전송한다.

또한 상기 제어모듈(302)은, 상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나는지를 체크하고, 상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나면 경보정보를 생성하여 상기 통신모듈(308)을 통해 근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅하며, 상기 통신모듈(308)을 통해 외부로부터 경보정보가 수신되면 근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅하여 상기 경보정보를 전달한다.

상기 메모리부(304)는 상기 본체부(300)에 내장되며, 상기 제어모듈(302)의 제어 프로그램을 포함하는 다양한 정보와 측정장치 측정정보 등을 저장한다.

상기 통신모듈(308)은 상기 본체부(300)에 내장되며, 근거리 무선통신을 이행하여 상기 제어모듈(302)과 무선통신가능영역에 존재하는 탐사선(104)과 측정장치들과의 근거리 무선통신을 이행한다. 여기서, 상기 측정장치가 서로 멀리 이격 설치되는 경우에는 상기 원거리 무선통신을 이행하는 통신모듈이 더 구비될 수 있다.

상기 GPS 모듈(306)은 상기 본체부(300)에 내장되며, GPS 위성정보를 수신받아 현재위치정보를 생성하여 상기 제어모듈(302)에 제공한다.

상기 부력조정장치(314)는 상기 지지봉(322)의 하측에 설치되며, 수심의 변화에 따라 자동으로 수면에 위치하도록 부력을 조정한다.

상기 상측 수질 측정 장치(316)는 상기 지지봉(322)의 하측이며 하천의 상측에 대응되는 위치에 설치되며, 하천의 상측으로 흐르는 물을 취수하여 수질을 측정하고 측정후에 취수한 물을 배수하며, 수질 측정에 따른 측정결과정보는 상기 제어모듈(302)에 제공한다.

상기 하측 수질 측정 장치(320)는 상기 지지봉(322)의 하측이며 하천의 하측에 대응되는 위치에 설치되며, 하천의 하측으로 흐르는 물을 취수하여 수질을 측정하고 측정후에 취수한 물을 배수하며, 수질 측정에 따른 측정결과정보는 상기 제어모듈(302)에 제공한다.

상기 센서 세척기(318)는 상기 상측 및 하측 수질 측정장치(316,318)에 부착된 이물질을 제거한다.

상기 경광등(326)은 제어모듈(302)의 제어에 따라 발광한다.

상기 스피커(328)는 제어모듈(302)의 제어에 따라 경보음을 출력한다.

<모니터링 방법>

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모니터링 방법을 도 4의 흐름도를 참조하여 설명한다.

상기 측정장치들 각각은 미리 정해둔 제1주기가 도래될 때마다 자신이 설치된 위치에서 하천의 상부 및 하천의 하부에 대한 수질을 측정하고, 수질 측정에 따른 측정결과정보와 측정시각정보, 현재위치정보, 측정장치 측정정보를 결합하여 측정장치 측정정보를 생성하여 메모리부에 저장한다(400,402단계). 여기서, 상기 제1주기는 비교적 짧은 시간으로 설정되어 하천의 상부 및 하부의 수질상태가 비교적 짧은 시간간격으로 측정될 수 있게 한다.

또한 탐사선(104)은 미리 정해둔 코스를 따라 운행을 이행한다(410단계).

상기 탐사선(104)은 상기 미리 정해둔 코스를 따라 운행하면서 미리 정해둔 제2주기가 도래될 때마다 자신이 위치하는 위치에서 하천의 수질을 측정함과 아울러 하천의 수심을 측정하고, 상기 수질 및 수심에 대한 측정결과정보와 측정시각정보, 현재위치정보, 탐사선 식별정보를 결합하여 탐사선 측정정보를 생성하여 메모리부에 저장한다(412,414단계). 여기서, 상기 제2주기는 상기 제1주기에 대응되는 비교적 짧은 시간으로 설정될 수 있다.

또한 상기 탐사선(104)은 미리 정해둔 코스를 따라 운행하면서 미리 정해둔 제3주기가 도래될 때마다 근거리 무선통신방식으로 통신가능영역에 위치하는 측정장치들로 측정장치 측정정보를 요청한다(416,418단계). 여기서, 상기 제3주기는 하천에 고르게 배치되어 설치된 측정장치 사이를 운행하는 데에 소요되는 시간 등으로 설정될 수 있다.

상기 측정장치 측정정보 요청에 따라 측정장치들은 메모리부에 저장해두었던 측정장치 측정정보들을 독취하여 상기 근거리 무선통신방식을 통해 상기 탐사선(104)으로 전송한다(408단계).

상기 탐사선(104)은 상기 측정장치들이 전송하는 측정장치 측정정보가 수신되면 이를 메모리 장치에 저장한다(420단계).

상기한 바와 같이 탐사선(104)은, 미리 정해둔 코스를 돌면서, 미리 정해둔 제2주기마다 수질 및 수심을 측정하고, 미리 정해둔 제3주기마다 근거리에 위치하는 측정장치들의 수질측정정보를 수집하다가 미리 정해둔 제4주기가 도래되는지를 체크한다(422단계).

상기 미리 정해둔 제4주기가 도래되면, 상기 탐사선(104)은 저장해둔 측정장치 측정정보들과 탐사선 측정정보들을 독출하여 원거리 무선통신방식으로 상기 원격 모니터링 서버(100)로 전송한다(424단계).

상기 탐사선(104)으로부터 측정장치 측정정보들과 탐사선 측정정보들이 수신되면, 상기 원격 모니터링 서버(100)는 측정장치 측정정보들과 탐사선 측정정보들을 데이터베이스에 저장한다(426단계).

또한 상기 모니터링 서버(100)는 관리자 단말기(102)의 요청에 따라 상기 측정장치 측정정보들과 탐사선 측정정보들을 관리자에게 제공하여 안내한다(428,430,432단계). 여기서, 상기 모니터링 서버(100)에 저장된 측정장치 측정정보들과 탐사선 측정정보들은 누적 저장되어 장기간에 대한 하천의 수심 및 수질의 변화를 추적 관찰할 수 있게 하는 자료로서의 역할을 수행할 수 있다.

<경보방법>

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경보 방법을 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다.

상기 측정장치들 각각은 미리 정해둔 제1주기가 도래될 때마다 자신이 설치된 위치에서 하천의 상부 및 하천의 하부에 대한 수질을 측정하고, 수질 측정에 따른 수질측정정보와 현재시각정보, 현재위치정보를 결합하여 측정장치 측정정보를 생성하여 메모리부에 저장한 후에, 상기 수질측정정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나는지를 체크한다(도 4의 404단계).

상기 수질측정정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나면(404단계), 상기 측정장치는 자신의 위치정보를 포함하는 경보정보를 생성함과 아울러 경보를 출력하고(500단계), 상기 경보정보를 브로드캐스팅하여 근거리에 위치하는 다른 측정장치나 탐사선(104)으로 전송한다(502단계). 상기 경보정보를 수신받은 측정장치는 상기 경보정보를 다시 브로드캐스팅하여 근거리에 위치하는 다른 측정장치나 탐사선(104)으로 전송한다(504,508단계). 이와같이 본 발명의 측정장치들은 경보정보를 근거리 무선통신 방식에 따라 근거리에 위치하는 측정장치들 또는 탐사선(104)으로 브로드캐스팅하여 전달하여, 탐사선이 자신과 이격된 원거리에 위치하더라도 경보정보가 전달될 수 있게 한다. 이와 달리 상기 측정장치가 원거리 무선통신 방식의 통신모듈을 구비하는 경우에는 상기 경보정보를 상기 탐사선(104)으로 직접 전송할 수도 있고, 상기 원격 모니터링 서버(100)를 통해 상기 탐사선(104)으로 전송할 수도 있다.

상기한 방식으로 상기 탐사선(104)으로 경보정보가 전달되면(510단계), 상기 탐사선(104)은 경보정보에 포함된 위치정보에 대응되는 위치로 이동한다(514단계).

현재 위치가 경보정보에 포함된 위치정보에 대응되는 위치이면, 상기 탐사선(104)은 촬상을 이행함과 아울러 촬상정보를 포함하는 단속정보를 생성하여 원격 모니터링 서버(100)로 전송함과 아울러 경보를 출력한다(516,518단계).

상기 단속정보를 수신받은 원격 모니터링 서버(100)는 상기 단속정보를 관리자 단말기(102)를 통해 관리자에게 안내한다(520,522단계).

<적용예>

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 수질 검사 시스템의 적용예를 도 6을 참조하여 설명한다.

태양광 발전에 의해 구동하는 측정장치들은 하천에 대해 고르게 배치되어 설치되며, 특히 하천의 수질 감시, 공장의 오수 처리 감시, 축산업장의 배수 처리 감시, 상수원의 수질감시, 음식영업장의 하수 처리 감시가 요구되는 곳에 설치될 수 잇다.

상기 태양광 발전에 의해 구동하는 측정장치들은 수질 측정을 이행하고, 그에 따른 측정장치 측정정보를 생성하여 저장하였다가, 태양광 발전에 의해 구동하는 탐사선으로부터의 요청에 따라 근거리 무선통신방식인 RF 통신으로 상기 탐사선으로 전송한다.

상기 태양광 발전에 의해 구동하는 탐사선은 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 운행하면서, 수질 및 수심을 측정하고 그 수질 및 수심 측정정보에 위치 정보를 결합하여 탐사선 측정정보를 생성하여 저장하며, RF 통신으로 통신할 수 있는 통신가능영역에 위치하는 측정장치들로 측정정보를 요청함과 아울러, 상기 요청에 따라 상기 측정장치들이 제공하는 측정장치 측정정보를 저장하며, 상기 측정장치 측정정보와 탐사선 측정정보를 원거리 무선통신방식인 CDMA 통신으로 원격 모니터링 서버로 전송한다.

이로서 본 발명은 하천의 수질 감시, 공장의 오수 처리 감시, 축산업장의 배수 처리 감시, 상수원의 수질감시, 음식영업장의 하수 처리 감시를 적은 통신 비용으로도 하천 전체에 대한 지속적인 수질 모니터링을 이행할 수 있다.

또한 하천 전체에 대해 수질 검사를 지속적으로 이행하는 측정장치들이 측정정보가 미리 정해둔 정상 범위를 벗어나는 경우에는 상기 탐사선으로 위치 정보를 포함하는 경보 정보를 전송하고, 상기 경보 정보를 수신받은 탐사선이 상기 경보 정보에 포함된 위치 정보에 대응되는 위치로 이동하여 촬상 및 경보를 이행함과 아울러 촬상정보를 원격 모니터링 센터로 전송한다.

이로서 본 발명은 경보발생시에 현장 상태를 원격지의 관리자가 신속하게 파악할 수 있게 함은 물론이고 수질 오염에 대한 즉각적인 경보를 제공할 수 있게 한다.

100 : 원격 모니터링 서버
102 : 관리자 단말기
104 : 탐사선
1061~1065 : 측정장치들

Claims (12)

1. 무인 수질 검사 시스템에 있어서,
   하천 전체에 대해 고르게 배치되어 설치되며, 미리 정해둔 제1주기마다 수질 측정을 이행하고, 그에 따른 측정결과정보를 포함하는 측정장치 측정정보를 생성하여 저장하고, 외부로부터의 요청에 따라 상기 측정장치 측정정보를 근거리 무선통신방식으로 외부로 전송하는 측정장치들;
   상기 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 운행하면서, 근거리 무선통신방식으로 통신할 수 있는 통신가능영역에 위치하는 측정장치들로 측정장치 측정정보를 요청함과 아울러, 그 요청에 따라 측정장치들이 전송하는 측정장치 측정정보를 수신받아 저장하고, 그 측정장치 측정정보를 미리 정해둔 제2주기마다 원거리 무선통신방식으로 원격 모니터링 서버로 전송하는 탐사선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 수질 검사 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탐사선은,
   미리 정해둔 제3주기마다 수질 및 수심을 측정하고, 그에 따른 측정결과정보를 포함하는 탐사선 측정정보를 생성하여 저장하고,
   상기 미리 정해둔 제2주기마다 상기 측정장치 측정정보와 상기 탐사선 측정정보를 결합하여 원거리 무선통신방식으로 상기 원격 모니터링 서버로 전송함을 특징으로 하는 무인 수질 검사 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 측정장치는,
   상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나는지를 체크하고, 상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나면 경보정보를 생성하여 근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅하며,
   외부로부터 경보정보가 수신되면 근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅하여 상기 경보정보를 상기 탐사선으로 전달함을 특징으로 하는 무인 수질 검사 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 측정장치는,
   상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나는지를 체크하고, 상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나면 경보정보를 생성하여 원거리 무선통신방식으로 상기 탐사선 또는 상기 원격 모니터링 서버로 전송함을 특징으로 하는 무인 수질 검사 시스템.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 탐사선은,
   근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅되어 전달되는 경보정보를 수신받거나,
   원거리 무선통신방식으로 전송되는 경보정보를 수신받으면,
   상기 경보정보에 포함된 위치정보의 위치로 이동하여, 경보를 발생함과 아울러 촬상을 이행하고 그 촬상에 따른 촬상정보를 상기 원격 모니터링 서버로 전송함을 특징으로 하는 무인 수질 검사 시스템.
6. 무인 수질 검사를 위한 측정장치에 있어서,
   지지봉과;
   상기 지지봉의 상측 종단면에 부착된 솔라셀 어레이와;
   상기 지지봉의 중간 부분에 설치된 본체부;
   상기 본체부에 위치하며, 솔라셀 어레이로부터의 전기에너지를 충전하여 구동전원을 생성하는 전원부와;
   상기 지지봉의 하측에 부착되어, 수심의 변화에 따라 자동으로 수면에 위치하도록 부력을 조정하는 부력조정장치;
   상기 지지봉의 하측에 부착되며, 하천 상측의 물을 취수하여 수질 측정하고, 수질 측정후에는 취수한 물을 배수하는 상측 수질 측정 센서;
   상기 지지봉의 하측에 부착되며, 하천 하측의 물을 취수하여 수질 측정하고, 수질 측정후에는 취수한 물을 배수하는 하측 수질 측정 센서;
   상기 본체부에 위치하며, 측정장치 측정정보를 저장하는 메모리부;
   상기 본체부에 위치하며, 근거리 무선통신방식으로 통신하는 통신모듈;
   상기 본체부에 위치하며, 미리 정해둔 제1주기마다 상기 상측 및 하측 수질 측정 센서를 통해 수질 측정을 이행하고, 그에 따른 측정결과정보를 포함하는 측정장치 측정정보를 생성하여 상기 메모리부에 저장하고, 외부로부터의 요청에 따라 상기 측정장치 측정정보를 상기 통신모듈을 통해 근거리 무선통신방식으로 외부로 전송하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 수질 검사를 위한 측정장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어모듈은,
   상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나는지를 체크하고, 상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나면 경보정보를 생성하여 상기 통신모듈을 통해 근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅하며,
   상기 통신모듈을 통해 외부로부터 경보정보가 수신되면 근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅하여 상기 경보정보를 전달함을 특징으로 하는 무인 수질 검사를 위한 측정장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 측정장치는, 원거리 무선통신방식으로 통신하는 원거리 무선통신용 통신모듈을 더 구비하며,
   상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나는지를 체크하고, 상기 측정결과정보가 미리 정해둔 정상범위를 벗어나면 경보정보를 생성하여 상기 원거리 무선통신용 통신모듈을 통해 원거리 무선통신방식으로 탐사선 또는 원격 모니터링 서버로 전송함을 특징으로 하는 무인 수질 검사를 위한 측정장치.
9. 무인 수질 검사를 위한 탐사선에 있어서,
   하천에서의 운항을 이행하는 기구부;
   상기 기구부를 구동하는 구동장치;
   근거리 무선통신방식으로 통신하는 제1통신모듈;
   원거리 무선통신방식으로 통신하는 제2통신모듈;
   상기 하천 전체에 대해 설정된 코스를 따라 운행하도록 상기 구동장치를 구동하면서, 근거리 무선통신방식으로 통신할 수 있는 통신가능영역에 위치하는 측정장치들로 측정장치 측정정보를 요청함과 아울러, 그 요청에 따라 측정장치들이 전송하는 측정장치 측정정보를 수신받아 저장하고, 그 측정장치 측정정보를 미리 정해둔 주기마다 원거리 무선통신방식으로 원격 모니터링 서버로 전송하는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 수질 검사를 위한 탐사선.
10. 제9항에 있어서,
    상기 탐사선은 수질 및 수심을 측정하는 센서들;을 더 구비하며,
    상기 제어장치는 미리 정해둔 주기마다 수질 및 수심을 측정하고, 그에 따른 측정결과정보를 포함하는 탐사선 측정정보를 생성하여 저장하고,
    상기 측정장치 측정정보와 상기 탐사선 측정정보를 결합하여 원거리 무선통신방식으로 상기 원격 모니터링 서버로 전송함을 특징으로 하는 무인 수질 검사를 위한 탐사선.
11. 제9항에 있어서,
    상기 탐사선은,
    상기 탐사선의 상측면에 부착된 솔라셀 어레이와;
    상기 솔라셀 어레이로부터의 전기에너지를 충전하여 구동전원을 생성하는 전원부;를 더 구비함을 특징으로 하는 무인 수질 검사를 위한 탐사선.
12. 제9항에 있어서,
    상기 탐사선은,
    촬상을 이행하는 촬상장치; 및 경보를 출력하는 경보장치;를 더 구비하며,
    상기 제어장치는,
    근거리 무선통신방식으로 브로드캐스팅되어 전달되는 경보정보를 수신받거나,
    원거리 무선통신방식으로 전송되는 경보정보를 수신받으면,
    상기 경보정보에 포함된 위치정보의 위치로 이동하도록 상기 구동장치를 제어하며,
    상기 위치로 이동한 경우에는, 상기 경보장치를 통해 경보를 발생함과 아울러 상기 촬상장치를 통해 촬상을 이행하고 그 촬상에 따른 촬상정보를 상기 원격 모니터링 서버로 전송함을 특징으로 하는 무인 수질 검사를 위한 탐사선.

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