KR101356605B1 - 수중 탐사 시스템 - Google Patents

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KR101356605B1
KR101356605B1 KR1020120091304A KR20120091304A KR101356605B1 KR 101356605 B1 KR101356605 B1 KR 101356605B1 KR 1020120091304 A KR1020120091304 A KR 1020120091304A KR 20120091304 A KR20120091304 A KR 20120091304A KR 101356605 B1 KR101356605 B1 KR 101356605B1
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박성준
전준호
황보세희
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강릉원주대학교산학협력단
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Abstract

수중 탐사 시스템은 수중에서 수중 환경을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 센서 노드, 수중에서 상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하는 싱크 노드 및 수면 상에 위치하여 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션으로 전송하는 게이트웨이를 포함하되, 상기 싱크 노드는 상기 게이트웨이와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고, 상기 센서 노드는 상기 싱크 노드와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 탐사 시스템{SYSTEM FOR EXPLORING OF UNDERWATER}
본 발명은 수중 환경을 탐사하는 기술에 관련된 것으로, 보다 자세하게는 수중 환경을 원격으로 탐사하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 물속에서는 전파의 산란과 감쇄현상 때문에 지상에서 통신매체로 사용하고 있는 전자파나 레이저 신호를 사용하지 못하고 초음파를 사용하여 통신을 하게 된다. 그러나 물속에서는 공기 중의 이동통신과 달리 음파의 느린 속도(초당 약 1.5km)와 협소한 사용 가능 대역폭, 표면과 해저면의 반사 등의 한계로 인해 수중에서 데이터 통신이 원활하지 않다.
이로 인해 종래에는 수중 환경을 탐사하기 위해서는 관측자가 배를 타고 이동하여 수중 환경을 측정하기 위한 장치를 직접 제어하여 데이터를 수집하는 과정을 수행하였다. 따라서, 수중 환경을 주기적으로 탐사하기 위해서는 관측자의 제어 없이 자동으로 동작하거나, 베이스 스테이션(base station)에서 장치를 제어할 수 있는 시스템이 필요하다. 본 발명의 배경기술로서 한국특허공개공보 2009-0088707호가 있다.
본 발명에서는 수중 환경에 대한 데이터 수집을 위한 수중 통신 및 지상 통신이 가능한 수중 탐사 시스템을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수중에서 수중 환경을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 센서 노드; 수중에서 상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하는 싱크 노드; 및 수면 상에 위치하여 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션으로 전송하는 게이트웨이를 포함하되, 상기 싱크 노드는 상기 게이트웨이와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고, 상기 센서 노드는 상기 싱크 노드와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하는 것을 특징으로 하는 수중 탐사 시스템이 제공된다.
상기 센서 노드는 수중 환경을 측정하여 상기 측정 데이터를 생성하는 센서; 및 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 상기 싱크 노드로 전송하는 수중 통신부를 포함할 수 있다.
상기 센서 노드는 전력을 저장하는 전력 관리부; 상기 전력 관리부에 저장된 전력량이 미리 지정된 수치 이하가 되는 경우, 상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드를 수면으로 이동시키는 모터; 및 상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드가 수면으로 이동하는 경우, 무선 전력 전송 방식을 통해 상기 게이트웨이로부터 전력을 수신하여 상기 전력 관리부로 저장하는 전력 수신부를 더 포함할 수 있다.
상기 싱크 노드는 상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 상기 게이트웨이로 전송하는 수중 통신부를 포함할 수 있다.
상기 싱크 노드는 전력을 저장하는 전력 관리부; 상기 전력 관리부에 저장된 전력량이 미리 지정된 수치 이하가 되는 경우, 상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드를 수면으로 이동시키는 모터; 및 상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드가 수면으로 이동하는 경우, 무선 전력 전송 방식을 통해 상기 게이트웨이로부터 전력을 수신하여 상기 전력 관리부로 저장하는 전력 수신부를 더 포함할 수 있다.
수중 환경을 측정하여 상기 측정 데이터를 생성하는 센서를 더 포함하고, 상기 수중 통신부는 상기 센서에 의해 생성된 측정 데이터를 부가적으로 상기 게이트웨이로 전송할 수 있다.
상기 게이트웨이는 상기 싱크 노드로부터 측정 데이터를 초음파 통신 방식을 통해 수신하는 수중 통신부; 및 상기 싱크 노드로부터 수신한 측정 데이터를 상기 베이스 스테이션으로 전송하는 전파 통신부를 포함할 수 있다.
상기 게이트웨이는 자가 발전을 통해 전력을 생성하는 자가 발전부; 상기 전력을 저장하는 마스터 전력 관리부; 및 저장된 전력을 상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드로 전송하는 전력 송신부를 더 포함할 수 있다.
상기 게이트웨이는 수중 탐사의 대상 영역에 해당하는 좌표를 포함하는 제어 신호를 수신하여 상기 싱크 노드로 전송하고, 상기 싱크 노드는 상기 제어 신호를 상기 센서 노드로 전송하고, 상기 게이트웨이, 상기 싱크노드 및 상기 센서 노드는 대상 영역에 해당하는 좌표에 따라 이동할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수중 환경 모니터링에 있어 이동성 보장으로 다양한 위치에서 수중 정보 수집이 가능하여 정보의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 실시간으로 수중 탐사 과정을 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 실시간으로 데이터를 전송할 수 있다.
도 1은 수중 탐사 시스템을 예시한 블록도.
도 2는 수중 탐사 시스템에 포함된 싱크 노드의 기능부를 예시한 블록도.
도 3은 수중 탐사 시스템에 포함된 싱크 노드 및 센서 노드의 기능부를 예시한 블록도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소로 신호를 "전송한다"로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되어 신호를 전송할 수 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 신호를 전송할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 수중 탐사 시스템을 예시한 블록도이다.
수중 탐사 시스템은 베이스 스테이션(100), 센서 노드(110), 싱크 노드(120) 및 게이트웨이(130)를 포함한다.
베이스 스테이션(100)은 게이트웨이(110)로 당해 게이트웨이(130), 센서 노드(110) 및 싱크노드(120)의 동작 제어를 위한 제어 신호를 전송하여, 센서 노드(110), 싱크 노드(120) 및 게이트웨이(130)를 제어한다. 즉, 베이스 스테이션(100)은 게이트웨이(130)로 제어 신호를 전송하고, 게이트웨이(130)는 제어 신호에 따라 당해 게이트웨이(130)의 동작을 수행하고, 싱크 노드(120)로 제어 신호를 전송한다. 싱크 노드(120)는 센서 노드(110)로 제어 신호를 전송한다.
게이트웨이(130)는 수면 상에 위치하여 싱크 노드(120)로부터 수중 무선 통신 방식(초음파 방식)을 통해 데이터를 수신하고, 수신한 데이터를 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션(100)으로 전송한다. 또한 게이트웨이(130)는 베이스 스테이션(100)로부터 수신한 제어 신호에 따라 이동하거나 싱크 노드(110)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 이하 게이트웨이(130)의 구성부를 도 2를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 수중 탐사 시스템에 포함된 싱크 노드의 기능부를 예시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 게이트웨이(130)는 자가 발전부(210), 전파 통신부(220), 전력 관리부(230), 제어부(240), 위치 인식부(250), 전력 송신부(260), 수중 통신부(270) 및 모터(280)를 포함한다.
자가 발전부(210)는 진동 발전, 태양력 발전 등의 공지된 자가 발전 방식을 통해 전력을 생성한다. 자가 발전부(210)는 전력 관리부(230)로 전력을 축전한다.
전파 통신부(220)는 전파(Radio Frequency) 통신 방식을 이용하여 통신망에 연결되어 지상 또는 선상에 위치하는 제어부(240)로부터 수신되는 데이터를 베이스 스테이션(100)로 전송한다. 또한, 전파 통신부(220)는 베이스 스테이션(100)으로부터 제어 신호를 수신한다. 또한, 전파 통신부(220)는 수면에 위치한 싱크 노드(120) 또는 센서 노드(110)와 전파 통신 방식을 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
전력 관리부(230)는 자가 발전부(210)에서 생성된 전력을 축전한다. 전력 관리부(230)는 제어부(240)에 제어에 의해 축전된 전력을 전력 송신부(260)로 인가한다.
위치 인식부(250)는 인공 위성으로부터 신호를 수신하여 현재 게이트웨이(130)가 위치한 지점의 좌표를 생성한다. 위치 인식부(230)는 좌표를 제어부(240)로 전송한다.
전력 송신부(260)는 전력 관리부(230)로부터 전력을 인가 받아, 싱크 노드(120) 및 센서 노드(110)로 공지된 무선 전력 전송 방식을 통해 전력을 송신한다. 예를 들어, 싱크 노드(120) 또는 센서 노드(110)로부터 전력 전송을 요청하는 전력 전송 요청 신호를 전파 통신부(220)를 통해 수신하는 경우, 제어부(240)는 전력 송신부(260)가 전력 관리부(230)로부터 전력을 인가 받아 전력을 싱크 노드(120) 또는 센서 노드(110)로 전송하도록 제어한다.
수중 통신부(270)는 초음파를 이용한 수중 통신 방식을 통해 싱크 노드(120)와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 제어부(240)는 전파 통신부(220)를 통해 베이스 스테이션(100)로부터 수신한 제어 신호가 싱크 노드(120) 및 센서 노드(110) 중 하나 이상의 제어를 요청하는 신호인 경우, 해당 제어 신호를 싱크 노드(120)로 전송한다. 또한, 수중 통신부(270)는 싱크 노드(120)로부터 수중 환경을 감지하여 생성한 측정 데이터를 수신할 수 있다.
모터(280)는 제어부(240)의 제어에 따라 동작하여 당해 게이트웨이(130)가 수면 상에서 이동시키는 모터이다.
제어부(240)는 게이트웨이(130)의 동작을 위한 각 기능부의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(240)는 수중 통신부(270)로부터 측정 데이터를 수신하여 전파 통신부(220)로 전송하여 베이스 스테이션(100)으로 전송되도록 한다. 또한 제어부(240)는 위치 인식부(250)로부터 수신한 좌표에 위치한 게이트웨이(130)가 이동하도록 미리 지정된 좌표 또는 제어 신호에 따른 좌표로 모터(280)를 제어한다. 또한 제어부(240)는 베이스 스테이션(100)으로부터 수신한 제어 신호에 싱크 노드(120) 및 센서 노드(110) 중 하나 이상을 위한 제어 신호가 포함되어 있는 경우, 해당 제어 신호를 수중 통신부(270)를 통해 싱크 노드(120)로 전송한다.
지금까지 도 2를 참조하여 게이트웨이(130)의 기능부를 설명하였다. 이하 도 3을 참조하여, 싱크 노드(120)의 각 기능부를 설명하도록 한다.
도 3은 수중 탐사 시스템에 포함된 싱크 노드 및 센서 노드의 기능부를 예시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 싱크 노드(120)는 센서(310), 전파 통신부(320), 전력 관리부(330), 제어부(340), 위치 인식부(350), 전력 수신부(360), 수중 통신부(370) 및 모터(380)를 포함한다.
센서(310)는 수중 환경을 감지하여 데이터를 생성한다. 센서(320)는 온도 센서, 수압 센서, 방사능 센서 등의 공지된 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전파 통신부(320)는 싱크 노드(120)가 수면에 위치하여 있을 때, 게이트웨이(130)과 전파를 이용한 통신을 수행한다. 즉, 제어부(340)의 제어에 의해 싱크 노드(120)가 수면으로 부상하였을 때, 전파 통신부(320)는 전파를 통하여 게이트웨이(130)으로부터 제어 신호를 수신하거나 전력 전송 요청 신호를 게이트웨이(130)으로 전송할 수 있다.
수중 통신부(370)는 게이트웨이(130) 및 센서 노드(110)와 수중 통신 방식을 통해 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 수중 통신부(370)는 게이트웨이(130)에서 발신한 제어 신호를 수신하거나, 센서 노드(110)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 또한, 수중 통신부(370)는 센서 노드(110)로부터 생성된 측정 데이터를 제어부(340)로부터 수신하여, 게이트웨이(130)로 측정 데이터를 전송할 수 있다. 이 때, 수중 통신부(370)는 게이트웨이(130) 및 세서 노드(110)로부터 수신한 초음파의 진행 방향을 감지할 수 있다.
위치 인식부(350)는 현재 싱크 노드(120)의 좌표를 산출한다. 이 때, 위치 인식부(350)는 게이트웨이(130)와의 상대적 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(130)가 전송하는 제어 신호에는 게이트웨이(130)가 제어 신호를 전송한 시간이 포함될 수 있다. 위치 인식부(350)는 제어 신호에 포함된 시간과 현재 시간과의 차이를 산출하고, 차이와 미리 지정된 초음파의 속력을 곱하여 거리를 산출한다. 또한, 위치 인식부(350)는 수중 통신부(370)에서 감지된 초음파의 진행 방향 및 산출된 거리를 이용하여 게이트웨이(130)를 기준으로 한 싱크 노드(120)의 상대적 좌표를 산출할 수 있다.
모터(380)는 제어부(340)의 제어에 따라 동작하여 싱크 노드(120)를 수면과 수중에서 이동시킨다. 또한, 제어부(340)는 위치 인식부(350)에서 산출한 좌표에 따라 모터(380)를 제어하여 싱크 노드(120)의 위치를 이동시킬 수 있다.
제어부(340)는 센서로부터 수신한 측정 데이터를 수중 통신부(370)로 전송하여, 수중 통신부(370)가 수중 통신 방식을 이용하여 측정 데이터를 게이트웨이(130)로 전송하도록 한다. 또한 제어부(340)는 수중 통신부(370)로부터 수신한 제어 신호에 따라 싱크 노드(120)가 이동하도록 모터(380)를 제어한다. 이 때, 제어부(340)는 수중 통신부(370)를 통해 수신한 제어 신호가 수중 탐사의 종료를 명령하는 신호일 경우, 모터(380)를 제어하여 싱크 노드(120)가 수면으로 부상하도록 제어할 수 있다.
전파 통신부(320)는 싱크 노드(120)가 수면에 위치하여 있을 때, 게이트웨이(130)와 전파를 이용한 통신을 수행한다. 즉, 제어부(240)의 제어에 따른 모터(380)의 작동에 의해 싱크 노드(120)가 수면으로 부상하였을 때, 전파 통신부(320)는 전파를 통하여 게이트웨이(130)으로 전력 전송 요청 신호를 전송할 수 있다.
전력 수신부(360)는 싱크 노드(120)가 수면에 위치하는 경우, 게이트웨이(130)로부터 무선 전력 전송 방식을 통해 전력을 전송 받는다. 전력 수신부(360)는 전력 관리부(330)를 전송받은 전력을 축전한다.
전력 관리부(330)는 전력 수신부(360)에 의해 축전된 전력에 따른 전력량이 미리 지정된 수치 이하가 되는 경우, 제어부(340)로 전력의 충전을 요청하는 충전 요청 신호를 전송한다. 제어부(340)는 충전 요청 신호를 수신하는 경우, 싱크 노드(120)가 수면으로 이동하도록 모터(380)를 제어한다. 싱크 노드(120)가 수면상에 위치하는 경우, 제어부(340)는 전파 통신부(320)를 통해 게이트웨이(130)로 전력 전송 요청 신호를 전송한다.
센서 노드(110)는 위치 인식부(380) 및 수중 통신부(370)를 제어한 나머지 기능부는 적용 대상이 센서 노드(110)일 뿐 전반적인 기능은 도 3을 참조하여 상술한 싱크 노드(120)와 동일하다. 따라서, 위치 인식부(380) 및 수중 통신부(370) 이외의 기능부의 설명은 생략하기로 한다.
센서 노드(110)의 수중 통신부(370)는 측정 데이터를 싱크 노드(120)로 전송한다. 즉, 수중 통신부(730)는 센서(310)에 의해 생성된 측정 데이터를 수중에서 싱크 노드(120)로 전송한다. 이에 따라, 센서 노드(110)는 멀리 떨어진 게이트웨이(130)로 근접하기 위해 모터(380)를 작동시키지 않아도 된다. 따라서, 모터(280)를 작동시키기 위해 소모되는 전력량을 감소시킬 수 있다. 또한, 센서 노드(310)에 의해 생성된 측정 데이터는 초음파 통신 방식을 이용하여 싱크 노드(120)를 거쳐 게이트웨이(130)로 전송됨에 따라 실시간으로 측정 데이터를 베이스 스테이션(100)으로 전송할 수 있다. 따라서, 일반적인 수중 탐사 시스템의 센서 노드의 이동 시간으로 인한 센서 노드의 측정 데이터를 획득에 소요되는 시간에 비해 본 발명에 따른 수중 탐사 시스템의 측정 데이터 획득에 소요되는 시간을 짧고 연속적이다.
또한, 센서 노드(110)의 모터(380) 작동을 줄임으로써, 전력 관리부(330)에 축전된 전력량의 소모를 줄여, 센서 노드(110)가 한번의 충전으로 수중에 머무르며 센서(310)를 작동시키는 시간을 늘릴 수 있다.
위치 인식부(350)는 현재 센서 노드(110)의 좌표를 산출한다. 이 때, 위치 인식부(350)는 싱크 노드(120)와의 상대적 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 싱크 노드(120)가 전송하는 제어 신호에는 싱크 노드(120)가 제어 신호를 전송한 시간이 포함될 수 있다. 위치 인식부(350)는 제어 신호에 포함된 시간과 현재 시간과의 차이를 산출하고, 차이와 미리 지정된 초음파의 속력을 곱하여 거리를 산출한다. 또한, 위치 인식부(350)는 수중 통신부(370)에서 감지된 초음파의 진행 방향 및 산출된 거리를 이용하여 싱크 노드(120)를 기준으로 한 센서 노드(110)의 상대적 좌표를 산출할 수 있다.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 수중 탐사 시스템이 동작하는 과정을 순차적으로 설명하도록 한다. 이 때, 센서 노드(110) 및 싱크 노드(120)는 초기에 수면 상에 위치하고 있음을 가정하도록 한다.
베이스 스테이션(100)은 게이트웨이(130)로 특정 좌표에 대한 수중 탐사의 시작을 요청하는 제어 신호를 전송한다. 게이트웨이(130)는 베이스 스테이션(110)로부터 전파 통신 방식을 통해 수신한 제어 신호를 싱크 노드(120)로 전파 통신 방식을 통해 전송한다. 또한, 게이트웨이(130)는 제어 신호에 상응하는 좌표로 이동하기 위해 모터(280)를 제어한다. 제어 신호를 수신한 싱크 노드(120)는 해당 제어 신호를 센서 노드(110)로 전송한다. 또한, 싱크 노드(120) 및 센서 노드(110)는 해당 제어 신호에 상응하는 좌표로 이동하도록 모터(380)를 제어한다. 이 때, 싱크 노드(120)는 게이트웨이(130)와 수중 통신 방식으로 통신 가능한 범위 내에 위치할 수 있고, 센서 노드(110)는 싱크 노드(120)와 수중 통신 방식으로 통신 가능한 범위 내에 위치할 수 있다. 제어 신호에 따른 좌표에 도달한 싱크 노드(120) 및 센서 노드(110)는 센서(310)를 통해 수중 환경을 모니터링하여 측정 데이터를 생성한다. 센서 노드(110)는 생성된 측정 데이터를 싱크 노드(120)로 전송한다. 싱크 노드(120)는 센서 노드(110)로부터 수신한 측정 데이터 및 당해 싱크 노드(120)가 생성한 측정 데이터를 게이트웨이(130)로 전송한다. 게이트웨이(130)는 측정 데이터를 수신하여, 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션(100)로 전송한다. 센서 노드(110) 및 싱크 노드(120)는 측정 데이터를 생성하여 전송하는 도중 전력 관리부(330)에 저장된 전력량이 미리 지정된 수치 이하임을 감지하는 경우, 모터(380)를 동작시켜 수면으로 이동한다. 센서 노드(110) 및 싱크 노드(120)는 수면에 위치하는 경우, 전력 수신부(360)를 통해 게이트웨이(130)로부터 전력을 수신하여 전력 관리부(330)에 저장한다. 이 때, 센서 노드(110) 및 싱크 노드(120)는 전력의 충전이 완료되는 경우, 모터(380)를 동작시켜 수중으로 이동하여 측정 데이터의 생성 및 전송과정을 계속 수행한다. 이후, 게이트웨이(130)는 베이스 스테이션(100)에서 수중 탐사의 종료를 요청하는 신호를 수신하는 경우, 싱크 노드(120)로 수중 탐사의 종료를 요청하는 제어 신호를 전송한다. 싱크 노드(120)는 수중 탐사의 종료를 요청하는 제어 신호를 센서 노드(110)로 전송하고, 수면으로 이동한다. 센서 노드(110)는 수중 탐사의 종료를 요청하는 제어 신호를 수신한 이후 수면으로 이동한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 수중에서 수중 환경을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 센서 노드;
    수중에서 상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하는 싱크 노드; 및
    수면 상에 위치하여 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션으로 전송하는 게이트웨이
    를 포함하되,
    상기 싱크 노드는 상기 게이트웨이와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 센서 노드는 상기 싱크 노드와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 센서 노드는
    수중 환경을 측정하여 상기 측정 데이터를 생성하는 센서;
    초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 상기 싱크 노드로 전송하는 수중 통신부;
    전력을 저장하는 전력 관리부;
    상기 전력 관리부에 저장된 전력량이 미리 지정된 수치 이하가 되는 경우, 상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드를 수면으로 이동시키는 모터; 및
    상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드가 수면으로 이동하는 경우, 무선 전력 전송 방식을 통해 상기 게이트웨이로부터 전력을 수신하여 상기 전력 관리부로 저장하는 전력 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 탐사 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 수중에서 수중 환경을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 센서 노드;
    수중에서 상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하는 싱크 노드; 및
    수면 상에 위치하여 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션으로 전송하는 게이트웨이
    를 포함하되,
    상기 싱크 노드는 상기 게이트웨이와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 센서 노드는 상기 싱크 노드와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 싱크 노드는
    상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 상기 게이트웨이로 전송하는 수중 통신부;
    전력을 저장하는 전력 관리부;
    상기 전력 관리부에 저장된 전력량이 미리 지정된 수치 이하가 되는 경우, 상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드를 수면으로 이동시키는 모터; 및
    상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드가 수면으로 이동하는 경우, 무선 전력 전송 방식을 통해 상기 게이트웨이로부터 전력을 수신하여 상기 전력 관리부로 저장하는 전력 수신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 탐사 시스템.
  6. 수중에서 수중 환경을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 센서 노드;
    수중에서 상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하는 싱크 노드; 및
    수면 상에 위치하여 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션으로 전송하는 게이트웨이
    를 포함하되,
    상기 싱크 노드는 상기 게이트웨이와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 센서 노드는 수중 환경을 측정하여 상기 측정 데이터를 생성하는 센서를 포함하고, 상기 싱크 노드와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 싱크 노드는
    상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 상기 게이트웨이로 전송하는 수중 통신부;
    를 포함하고,
    상기 수중 통신부는 상기 센서에 의해 생성된 측정 데이터를 부가적으로 상기 게이트웨이로 전송하는 것을 특징으로 하는 수중 탐사 시스템.
  7. 삭제
  8. 수중에서 수중 환경을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 센서 노드;
    수중에서 상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하는 싱크 노드; 및
    수면 상에 위치하여 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션으로 전송하는 게이트웨이
    를 포함하되,
    상기 싱크 노드는 상기 게이트웨이와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 센서 노드는 상기 싱크 노드와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 게이트웨이는
    상기 싱크 노드로부터 측정 데이터를 초음파 통신 방식을 통해 수신하는 수중 통신부;
    상기 싱크 노드로부터 수신한 측정 데이터를 상기 베이스 스테이션으로 전송하는 전파 통신부
    자가 발전을 통해 전력을 생성하는 자가 발전부;
    상기 전력을 저장하는 마스터 전력 관리부; 및
    저장된 전력을 상기 싱크 노드 또는 상기 센서 노드로 전송하는 전력 송신부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 탐사 시스템.
  9. 수중에서 수중 환경을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 센서 노드;
    수중에서 상기 센서 노드로부터 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하는 싱크 노드; 및
    수면 상에 위치하여 초음파 통신 방식을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 전파 통신 방식을 통해 베이스 스테이션으로 전송하는 게이트웨이
    를 포함하되,
    상기 싱크 노드는 상기 게이트웨이와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 센서 노드는 상기 싱크 노드와 초음파 통신이 가능한 거리 내의 수중에 위치하고,
    상기 게이트웨이는 수중 탐사의 대상 영역에 해당하는 좌표를 포함하는 제어 신호를 수신하여 상기 싱크 노드로 전송하고,
    상기 싱크 노드는 상기 제어 신호를 상기 센서 노드로 전송하고,
    상기 게이트웨이, 상기 싱크노드 및 상기 센서 노드는 대상 영역에 해당하는 좌표에 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 수중 탐사 시스템.
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