KR101684696B1 - Device for predicting demanded quantity and deciding supplied quantity of municipal water using all-in-one smart watermeter - Google Patents
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Abstract
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치는 종래의 워터미터 기능에서 워터미터와 챔버를 일체화하여 수질 및 유량을 측정하기 위한 챔버를 일체로 형성한 챔버 일체형 스마트 워터미터를 이용하여 도시 용수의 수요량을 예측하고 공급량을 결정하기 위한 장치로서, 도시용수로부터 도시용수를 공급받아 처리하는 도시용수 공급처리설비와, 상기 도시용수 공급처리설비에 의해 공급되는 용수를 저류하는 도시용수 공급 배수지와, 상기 도시용수 공급 배수지로부터 공급받은 도시용수의 사용량을 측정하는 스마트 워터미터와, 상기 스마트 워터미터로부터 측정된 데이터에 의해 수요량을 예측하고 공급량을 결정하는 수요량 공예측 및 공급량 산출유닛을 포함한다. 이와 같이 구성되는 챔버 일체형 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치에 의하면, 실시간 모니터링 기술을 이용하여 용수수요량 및 물순환 건전화율을 향상시키고, 공급자와 수요자 간 양방향 정보교환을 통해 피크타임 물수요를 낮추어 취수 등의 이용효율이 높아지고 신규 건설 감소로 물절약 및 비용절감을 할 수 있다.The smart water meter is used to estimate the amount of water demanded by the city and to determine the amount of water to be supplied. The smart water meter integrates a water meter and a chamber in a conventional water meter function to measure a water quality and a flow rate, A city water supply and drainage device for storing the water supplied from the city water supply and treatment facility; a city water supply and drainage device for storing the water supplied from the city water supply and treatment facility; A smart water meter for measuring an amount of city water supplied from the city water supply reservoir; and a demand amount prediction and supply amount calculating unit for predicting the demand amount and determining the supply amount based on the data measured from the smart water meter. According to the system for predicting the amount of water demanded by the city and the apparatus for determining the amount of water using the chamber-integrated smart water meter having the above-described structure, the water demand amount and the water circulation rate are improved by using the real time monitoring technology, By lowering water demand, utilization efficiency of water intake and so on can be increased, and new construction can be reduced, saving water and reducing costs.
Description
본 발명은 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 워터미터 기능에서 워터미터와 챔버를 일체화하여 수질 및 유량을 측정하기 위한 챔버를 일체로 형성한 챔버 일체형 스마트 워터미터를 이용하여 도시 용수의 수요량을 예측하고 공급량을 결정하기 위한 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a system and method for predicting and estimating the amount of water demanded by a city using a smart water meter, and more particularly, to a system and method for integrating a water meter and a chamber in a conventional water meter function to form a single chamber for measuring water quality and flow rate The present invention relates to an apparatus for predicting the demanded amount of city water using a chamber-integrated smart water meter and determining the supply amount.
최근에는 지구자원의 중요요소 중 하나로서 수자원에 대한 관심이 높아지고 있다. 물은 인간활동에 기본적으로 요구되는 중요한 자원 중의 하나로서, 산업화의 가속화와 생활폐수의 증가 및 기후환경 변화 등으로 인해 수자원을 관리하고 보호하는 활동이 증가하고 있는 상태이다.In recent years, interest in water resources has been increasing as one of the important factors of the earth resources. Water is one of the important resources that are basically required for human activities, and the activities to manage and protect water resources are increasing due to the acceleration of industrialization, the increase of domestic wastewater, and the change of climate environment.
특히, 강우패턴의 변화에 의한 가뭄의 발생빈도의 증가로 용수의 안정적인 공급능력 감소가 예상되나, 환경 및 경제성 문제로 대형 댐의 건설에 의한 수자원 확보가 곤란하고, 취수와 정수, 송수시설의 노후화 및 비효율적인 운영으로 인한 누수 및 높은 에너지 소비로 용수관리 비용 상승하고 있다.In particular, it is expected that the supply capacity of the water will decrease due to the increase of frequency of drought caused by the change of rainfall pattern. However, due to environmental and economic problems, it is difficult to secure water resources by construction of large dams, And water management costs are rising due to leakage and high energy consumption due to inefficient operation.
그리고, 하수 재이용수 및 빗물 등과 같은 다중수원에 대한 관심 증대로, 기존의 상수도 뿐만 아니라 다중수원으로부터 확보된 용수까지 고려한 효율적 용수공급 방안 및 이를 적절히 제어할 수 있는 관리 시스템의 개발 요구된다.In addition, it is required to develop a management system capable of efficiently supplying water and considering the water secured from multiple water sources, as well as existing waterworks, due to an increase in interest in multiple sources such as sewage reuse water and rainwater.
즉, 용수의 효율적 관리를 위해서는 가용 수자원의 수량 및 수질에 대한 정보의 수집 및 관리가 최우선 과제이며, 일방적 수요관리 방식의 한계 극복을 위한 스마트 워터 미터를 활용한 도시용수 수요를 정확히 예측하여 공급할 수 있는 네트워크 시스템 개발이 요구된다.
In other words, to efficiently manage water, collecting and managing information on the quantity and quality of available water is a top priority, and it is possible to forecast and supply the demand for city water using smart water meters to overcome limitations of unilateral demand management. Network system development is required.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실시간으로 도시 용수의 수요량을 측정하여 공급량을 예측할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a system capable of measuring the demanded quantity of municipal water in real time and estimating the supplied quantity.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치는 도시용수 수원으로부터 공급받은 용수를 도시용수로 처리하는 도시용수 공급 처리설비; 상기 도시용수 공급처리설비에 의해 처리된 도시용수를 일시적으로 저류하여 공급하는 도시용수 공급 배수지; 상기 도시용수 공급 배수지로부터 도시용수를 공급받는 공급지; 상기 공급지에 구비되어 상기 공급지로 공급되는 도시용수와 관련된 파라미터를 측정하는 다수개의 스마트 워터미터;및 상기 스마트 워터미터에 의해 측정된 결과에 의해 도시용수의 수요량을 예측하고 공급량을 결정함으로써 상기 도시용수 공급 처리설비 및 상기 도시용수 공급 배수지를 제어하는 수요량 예측 및 공급량 산출유닛을 포함하는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for predicting and estimating a demand for city water using a smart water meter, comprising: a city water supply processing facility for treating water supplied from a city water source with city water; A city water supply / drainage reservoir temporarily storing and supplying the city water treated by the city water supply / treatment facility; A supply pipe for supplying the city water from the city water supply / drainage compartment; A plurality of smart water meters provided in the supply unit and measuring parameters related to the city water to be supplied to the supply paper, and a smart water meter for estimating the demand amount of the city water according to the result measured by the smart water meter, And a demand quantity forecasting and supply quantity calculating unit for controlling the supply water treatment facility and the city water supply / discharge reservoir.
본 발명의 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치는 공급지의 각 블럭에 구비된 스마트 워터미터에 의해 측정된 데이터를 전송받는 게이트 웨이와, 상기 게이트 웨이에 전송된 데이터를 취합하는 데이터 로거를 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus for predicting and determining the amount of water demanded by a smart water meter according to the present invention includes a gateway for receiving data measured by a smart water meter provided in each block of a supply site and data for collecting data transmitted to the gateway It is preferable to include a logger.
본 발명의 수요량 예측 및 공급량 산출유닛은 데이터 Granulization 기법, 칼만 필터 모델 기법, 또는 신경망 기법 중 어느 하나에 의해 수요량을 예측하는 것이 바람직하다.The demand quantity forecasting and supply quantity calculating unit of the present invention preferably estimates the demand quantity by a data granulation method, a Kalman filter modeling method, or a neural network method.
본 발명의 수요량 예측 및 공급량 산출유닛은 상기 스마트 워터미터에서 시간 단위 간격으로 수집한 데이터를 기반으로 블록 단위의 도시용수 사용량에 의해 시간별 수요량, 요일별 수요량을 예측하는 것이 바람직하다.Preferably, the demand forecasting and supply amount calculating unit of the present invention predicts the demand amount by the hourly demand amount and the day demand amount by the urban water usage amount in units of block based on the data collected at intervals of time in the smart water meter.
본 발명의 스마트 워터미터는 다수개의 챔버를 포함하는 몸체부; 상기 몸체부에 구비되고, 상기 유수와 관련된 파라미터를 측정하는 센서부;및 상기 몸체부와 연결되고, 상기 몸체부 내부의 유수 흐름을 이용하여 동력을 생성하여 저장하고, 상기 센서부에 의해 측정된 데이터를 처리하는 헤드부를 포함하는 것이 바람직하다.The smart water meter of the present invention includes a body portion including a plurality of chambers; A sensor unit that is provided in the body unit and measures parameters related to the oil flow, and a controller that is connected to the body unit and generates and stores power by using the flow of water in the body unit, And a head unit for processing data.
본 발명의 몸체부는 유입관과 연결되는 하부 챔버; 상기 하부 챔버의 상부에 위치되고, 상기 하부 챔버와 연통되는 상부 챔버;및 상기 하부 챔버와 상기 상부 챔버 사이에 위치되는 중간 챔버를 포함하는 것이 바람직하다.The body portion of the present invention comprises: a lower chamber connected to an inlet pipe; An upper chamber positioned above the lower chamber and communicating with the lower chamber, and an intermediate chamber positioned between the lower chamber and the upper chamber.
본 발명의 상부 챔버와 상기 하부 챔버 사이에는 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 사이의 유수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 연통밸브가 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that a communication valve is provided between the upper chamber and the lower chamber of the present invention to selectively open and close the flow of water between the upper chamber and the lower chamber.
본 발명의 센서부는 수질센서, 유량센서, 또는 온도센서를 포함하는 것이 바람직하다.The sensor unit of the present invention preferably includes a water quality sensor, a flow rate sensor, or a temperature sensor.
본 발명의 수질센서는 상기 하부 챔버에 구비되고, 상기 유량센서는 상기 중간 챔버에 구비되는 것이 바람직하다.Preferably, the water quality sensor of the present invention is provided in the lower chamber, and the flow rate sensor is provided in the intermediate chamber.
본 발명의 헤드부는 상기 몸체부 내부의 유수 흐름을 이용하여 동력을 생성하고 이를 저장하는 동력부와, 상기 센서부에 의해 측정된 데이터를 처리하고, 상기 동력부를 제어하는 중앙제어부를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the head unit of the present invention includes a power unit for generating and storing power using flow of water in the body, and a central control unit for processing data measured by the sensor unit and controlling the power unit Do.
본 발명의 헤드부는 상기 센서부에 의해 측정된 데이터를 저장하는 메모리부; 상기 센서부에 의해 측정된 데이터를 외부로 송수신하는 통신부;및 상기 중앙제어부에 의해 처리되는 결과값을 나타내는 디스플레이부를 포함하는 것이 바람직하다.The head unit of the present invention includes a memory unit for storing data measured by the sensor unit; A communication unit for transmitting / receiving data measured by the sensor unit to the outside, and a display unit for displaying a result value processed by the central control unit.
본 발명의 동력부는 상기 몸체부 내부를 통과하는 유수에 의해 회전하는 회전부의 회전력을 이용하여 동력을 생성하는 발전기부와, 상기 발전기부에 의해 생성된 동력을 저장하는 배터리부를 포함하는 것이 바람직하다.The power unit of the present invention preferably includes a power generator unit that generates power using the rotational force of the rotating unit that is rotated by the water flowing through the inside of the body unit, and a battery unit that stores the power generated by the power generator unit.
본 발명의 배터리부는 상기 발전기부에 의해 생성된 동력을 저장하는 주배터리와, 상기 주배터리의 방전시 사용되는 보조배터리를 포함하는 것이 바람직하다.The battery unit of the present invention preferably includes a main battery for storing the power generated by the generator unit, and an auxiliary battery for discharging the main battery.
본 발명의 중앙제어부는 외부환경이 동파조건에 이르면, 상기 연통밸브를 개방하고 상기 동력부에 저장된 동력을 이용하여 상기 회전부를 회전시키는 것이 바람직하다.The central control unit of the present invention preferably opens the communication valve and rotates the rotation unit using the power stored in the power unit when the external environment reaches the freezing condition.
본 발명의 중앙제어부는 상기 동파조건 동안 상기 유량센서에 의해 센싱된 유량 데이터를 산정하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
The central control unit of the present invention is preferably configured not to calculate the flow rate data sensed by the flow rate sensor during the above-mentioned freeze condition.
이와 같은 본 발명에 의한 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치에 의하면, 실시간 모니터링 기술을 이용하여 용수수요량 및 물순환 건전화율의 향상 등 통합제어, 운영, 관리 기술 확보 가능하고, 공급자와 수요자 간 양방향 정보교환을 통해 피크타임 물수요를 낮추어 취수, 정수, 배수설비의 이용효율이 높아지고 신규 건설 감소로 물절약 및 비용절감을 할 수 있으며, 양방향 통신 기반의 스마트 용수 통합관리시스템 구축을 통해 도시 수자원 활용의 건전성 향상 및 에너지 절감할 수 있는 이점이 있다.
According to the present invention, it is possible to obtain integrated control, operation and management technology such as improvement of water demand and water circulation rate by using real-time monitoring technology, Water and water demand by lowering the peak time water demand through the exchange of information between the users and the users, and it is possible to save the water and reduce the cost by reducing the construction of the new construction, and the integrated management system of smart water based on bi- There is an advantage in improving the soundness of utilization of urban water resources and saving energy.
도 1은 본 발명에 의한 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치의 바람직한 실시예를 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치의 스마트 워터미터를 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치의 스마트 워터미터의 구성을 개략적으로 보인 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치의 스마트 워터미터의 동파방지모드를 보인 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치의 스마트 워터미터의 동파방지모드를 순차적으로 나타낸 순서도.1 is a sectional view showing a preferred embodiment of an apparatus for predicting the amount of water demanded in a city and a supply amount determining apparatus using the smart water meter according to the present invention.
2 is a sectional view showing a smart water meter of a city water demand forecasting apparatus and a supply amount determining apparatus using the smart water meter according to the present invention.
3 is a schematic view showing a configuration of a smart water meter of a city water demand forecasting and supply amount determining device using a smart water meter according to the present invention.
4 is a sectional view showing a mode of preventing the freezing of the smart water meter of the device for predicting the amount of water demanded by the city and using the smart water meter according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart sequentially illustrating a mode of preventing the freezing of the smart water meter of the device for predicting the amount of water demanded by the city and using the Smart Water Meter according to the present invention.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명에 의한 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치가 도시되어 있다.FIG. 1 shows an apparatus for predicting and estimating the amount of water demanded by a city using the smart water meter according to the present invention.
본 발명의 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치는 스마트 워터미터(100)를 이용하여 도시용수의 사용량을 측정하고, 그 결과에 근거하여 도시용수의 수요량을 예측함으로써 공급량을 최종 결정하도록 구성된다.The apparatus for predicting the amount of demanded city water and determining the amount of supplied water according to the present invention is configured to determine the amount of supply of the city water by measuring the amount of city water to be consumed by using the
도시용수 수원(10)에서 공급되는 용수는 도시용수 공급 처리설비(20)로 유입되어 도시용수로 사용될 수 있도록 처리된다. 상기 도시용수 공급 처리설비(20)는 일반 용수를 도시용수로 사용할 수 있도록 하기 위한 정화, 여과, 및 화학처리 등을 포함하는 처리설비로 구성될 수 있다.The water supplied from the
상기 도시용수 공급 처리설비(20)에서 처리된 도시용수는 도시용수 공급 배수지(30)에서 일시적으로 저류된 후, 각 공급지(40)로 공급된다. 각 공급지(40)는 블럭별로 구분되어 구성되고, 상기 공급지(40)의 각 블럭에는 다수개의 스마트 워터미터(100)가 연결된다.The municipal water treated in the municipal water supply and
상기 스마트 워터미터(100)는 각 공급지(40)로 공급되는 도시용수의 유량, 수질 등을 측정하고, 상기 스마트 워터미터(100)에서 측정된 측정 데이터는 각 블럭별로 구분되는 게이트웨이(50)를 통해 데이터 로거(60)로 통합된다.The
상기 데이터 로거(60)는 각 스마트 워터미터(100)에서 측정된 측정 데이터를 종합하여 수요량 예측 및 공급량 산출 유닛(70)으로 전달한다. 상기 수요량 예측 및 공급량 산출 유닛(70)은 상기 스마트 워터미터(100)에서 측정된 측정데이터에 근거하여 도시용수의 수요량을 예측하고 그에 따라 공급량을 산출하도록 구성된다.The
상기 수요량 예측 및 공급량 산출 유닛(70)은 데이터 Granulization 기법, 칼만 필터 모델 기법, 또는 신경망 기법 등에 의해 수요량을 예측할 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 그리고, 상기 수요량 예측 및 공급량 산출 유닛(70)은 시간 단위 간격으로 수집한 데이터를 기반으로 블록 단위의 도시용수 사용량을 기초 데이터로 활용하여 시간별 수요량, 요일별 수요량을 예측할 수도 있다.The demand quantity forecasting and supply
상기 수요량 예측 및 공급량 산출 유닛(70)에 의해 수요량이 예측되면 그에 따라 공급량을 산출하고, 그 결과를 중앙관리센터(810)로 전달한다. 또한, 상기 수요량 예측 및 공급량 산출 유닛(70)은 그 결과를 개인 사용자에게 이동통신망을 이용하여 전송할 수도 있다.When the demand quantity is predicted by the demand quantity forecasting and supply
상기 중앙관리센터(810)는 상기 수요량 예측 및 공급량 산출 유닛(70)에 의해 도출된 결과에 따라 도시용수 공급 처리 설비(20)의 처리 용량 및 도시용수 공급 배수지(30)의 배수 용량을 조정한다.The central management center 810 adjusts the processing capacity of the city water
상기 중앙관리센터(810)는 상기 수요량 예측 및 공급량 산출 유닛(70)에 의해 산출된 도시용수 공급량에 대한 생산시간과 수요지까지의 공급하는데 소요되는 시간을 계산하여 도시용수 공급 처리 설비(20)의 처리 용량 및 도시용수 공급 배수지(30)의 배수 용량을 결정한다.The central management center 810 calculates the production time of the city water supply quantity calculated by the demand quantity forecasting and supply
도 2 내지 도 4에는 본 발명에 의한 스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치에 사용되는 챔버 일체형 스마트 워터미터의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.FIGS. 2 to 4 show a preferred embodiment of the chamber-integrated smart water meter used in the city water demand forecasting and supply amount determining apparatus using the smart water meter according to the present invention.
도시된 바와 같이, 상기 스마트 워터미터(100)는 유입관(20)과 유출관(30) 사이에 연결되도록 구성되고, 상기 스마트 워터미터(100)는 다수개의 챔버로 구분되는 몸체부(110)를 포함함으로써, 상기 몸체부(110) 내부의 챔버를 이용하여 유수의 속력을 일시적으로 지연시킬 수 있다. As shown, the
상기 몸체부(110)는 상기 유입관(20)과 연통되는 하부 챔버(111)와, 상기 하부 챔버(111)의 상단에 연결되고 유출관(20)과 연통되는 상부 챔버(113)와, 상기 하부 챔버(111) 및 상기 상부 챔버(113) 사이에 구비되는 중간 챔버(115)를 포함한다.The
상기 하부 챔버(111)와 상기 유입관(20)의 연결부 및 상기 상부 챔버(113)와 상기 유출관(20)의 연결부에는 각각을 연결시키기 위한 나사결합과 같은 별도의 연결수단이 구비될 수 있다.A separate connection means such as a screw connection for connecting the connection between the
상기 중간 챔버(115)는 하단이 상기 하부 챔버(111) 내부로 연장되고, 상단이 상기 상부 챔버(113) 내부로 연장된다. 그리고, 상기 중간 챔버(115)의 상단 및 하단은 모두 개방된다. 따라서, 상기 하부 챔버(111)로부터 유입되는 유수는 상기 중간 챔버(115)를 통해 상기 상부 챔버(113)로 유입된 후, 상기 유출관(20)을 통해 유출된다.The
그리고, 상기 상부 챔버(113)와 상기 하부 챔버(111) 사이의 경계면(117)에는 상기 상부 챔버(113)와 상기 하부 챔버(111)를 선택적으로 연통시키는 연통밸브(120)가 구비된다. 상기 연통밸브(120)는 아래에서 설명할 중앙제어부(600)에 의해 제어되고, 상기 연통밸브(120)의 개방여부에 따라 상기 상부 챔버(113)와 상기 하부 챔버(111) 사이를 유체가 직접적으로 이동할 수 있다.A
상기 몸체부(110) 내부에는 상기 몸체부(110) 내부를 통과하는 유수의 유량 및 수질을 센싱하는 센서부(200)가 구비된다. 상기 센서부(200)는 유수와 관련된 모든 파라미터를 측정하도록 구성될 수 있으며, 바람직하게는 수질을 측정하는 수질센서(210)와 유량을 측정하는 유량센서(220)와 온도를 측정하는 온도센서(230)를 포함할 수 있다. The
상기 수질센서(210)는 상기 하부 챔버(111)의 바닥면에 설치되는 것으로서, 탁도, 잔류염소, 압력, pH, 전기전도도의 수질 특성을 측정한다The
그리고, 상기 하부 챔버(111)와 상기 중간 챔버(115) 사이에는 유수가 일시적으로 머물도록 형성되는 담수부(119)가 형성되고, 상기 담수부(119) 하방측인 하부챔버(111)의 바닥면에 상기 수질센서(210)가 설치된다. 따라서, 상기 담수부(119)에 유수가 일시적으로 머무른 상태에서 수질이 측정되기 때문에, 유수가 빨리 통과함으로써 발생되는 수질 측정 오차를 감소시킬 수 있다.A
한편, 상기 유량센서(220)는 중간 챔버(115) 내에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 중간 챔버(115) 내부를 통해 유수가 이동함으로써 유수의 속력을 일시적으로 감소시키기 때문에 유량 측정 오차를 감소시킬 수 있다. The
상기 유량센서(220)는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바에 의하면, 상기 유량센서(220)는 상기 중간 챔버(115) 내부 벽면에 설치되는 초음파 방식의 유량계로서, 일측에서 초음파가 발생되면 타측에서 이를 감지하여 유량을 측정하도록 구성될 수 있다.The
상기 온도센서(230)는 수온을 측정하기 위한 것으로서, 상기 몸체부(110) 내외부에 구비될 수 있고, 바람직하게는 상기 중간 챔버(115) 내부에 구비되는 것이 바람직하다.The
상기 몸체부(110)의 상면에는 장치를 구동시키기 위한 배터리 및 발전기와 기타 전자제어장치가 탑재됨으로써 상기 몸체부(110) 내부의 유수를 이용하여 동력을 생성하여 저장하고, 상기 센서부(200)에 의해 측정된 데이터를 처리하는 헤드부(300)가 연결된다.A battery, a generator, and other electronic control devices for driving the apparatus are mounted on the upper surface of the
상기 헤드부(300)의 내부에서 상기 상부 챔버(113)와 접하는 면에는 동력부(400)가 구비된다. 상기 동력부(400)는 상기 몸체부(110) 내부를 통과하는 유수의 힘을 이용하여 발전을 하는 발전기부(410)와, 상기 발전기부(410)에 의해 생성된 동력을 저장하거나 외부로부터 공급된 동력을 저장하는 배터리부(420)를 포함한다.A
상기 발전기부(410)는 상기 헤드부(300)로부터 상기 중간 챔버(115) 내부까지 연장되고 임펠러와 같이 유수의 흐름에 의해 회전하도록 구성되는 회전부(411)와, 상기 회전부(411)와 연결되고 상기 회전부(411)의 회전력에 의해 동력을 생성하는 동력 생성부(413)를 포함한다. 상기 동력 생성부(413)는 일반적인 발전기 구성을 가진다.The
상기 하부 챔버(111)로부터 유입되는 유수가 상기 중간 챔버(115)를 통해 상기 상부 챔버(113)로 유출되는 과정에서 상기 회전부(411)가 회전함으로써 동력을 생성할 수 있다.The
또는, 상기 회전부(411)에 유량센서(220)가 연결됨으로써, 상기 회전부(411)의 회전수에 따라 유량을 측정하도록 구성될 수도 있다.Alternatively, the
상기 발전기부(410)는 상기 발전기부(410)로부터 생성된 동력을 저장하는 배터리부(420)와 연결된다. 상기 배터리부(420)는 상기 발전기부(410)로부터 생성된 동력을 저장하는 주배터리(421)와, 일반적인 리튬 배터리로 구성됨으로써 상기 주배터리(421)가 방전될 경우 임시로 사용되는 보조배터리(423)로 구성될 수 있다.The
따라서, 유수에 의해 회전하는 상기 회전부(411)의 회전력에 의해 생성되는 동력은 상기 배터리부(420)에 저장됨으로써, 본 발명의 스마트 워터미터의 구동에 필요한 동력을 상기 배터리부(420)로부터 공급받는다.Therefore, the power generated by the rotational force of the
상기 헤드부(300)에는 상기 센서부(200)에 의해 센싱된 데이터를 저장하고 상기 데이터를 외부로 송신하며, 본 발명의 스마트 워터미터의 각 구성요소를 제어하는 중앙제어부(600)가 실장된 제어기판(500)이 구비된다.The
상기 중앙제어부(600)는 상기 센서부(200)에 의해 센싱된 데이터를 처리하여 메모리부(700)에 저장하고, 유선 및 무선을 이용한 통신부(800)에 의해 외부의 중앙관리센터(810)에 데이터를 송수신한다.The
그리고, 상기 중앙제어부(600)는 동계시 발생할 수 있는 동파방지모드를 구현할 수 있다. 상기 동파방지모드는 유수가 빙결될 수 있는 온도에서 유수의 흐름이 없을 때 발생할 수 있는 워터미터의 동파를 방지하기 위한 것으로서, 상기 배터리부(500)에 저장된 동력을 이용하여 상기 회전부(411)를 지속적으로 회전시키고 워터미터 내부에 유수 순환흐름을 발생시킴으로써 동파를 방지한다.In addition, the
구체적으로는, 먼저, 상기 중앙제어부(600)는 상기 온도센서(230)에 의해 측정된 온도가 물의 응결점 이하로 내려가고, 상기 몸체부(110) 내부에 유수 흐름이 없는 경우(이를 '동파 조건'이라 한다)에는 상기 상부 챔버(113)와 상기 하부 챔버(111) 사이에 위치한 연통밸브(120)를 개방한다.Specifically, when the temperature measured by the
그리고, 상기 배터리부(420)에 저장된 동력을 이용하여 상기 회전부(411)를 회전시킨다. 이때, 상기 배터리부(420)의 주배터리(421)의 충전량을 체크한다. 상기 주배터리(421)의 충전량이 충분하면 상기 주배터리(421)를 사용하고, 상기 주배터리(421)의 충전량이 충분하지 않으면 상기 보조배터리(423)를 사용한다.Then, the
상기 배터리부(420)가 연결되면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전부(411)의 회전에 의해 상기 중간 챔버(115) 내의 유수가 상방 또는 하방으로 이동하여 상기 연통밸브(120)를 통해 상기 상부 챔버(113) 또는 상기 하부 챔버(111)로 이동함으로써 유수가 상기 몸체부(110) 내부를 순환하도록 할 수 있다.4, the rotation of the
유수가 상기 몸체부(110) 내부를 지속적으로 순환하기 때문에 외기 온도에 의해 워터미터가 동파되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 배터리부(420)의 동력에 의해 발열하는 열선(도시되지 않음)이 보조적으로 구비됨으로써 동파를 방지할 수도 있다.Since water flows continuously through the inside of the
상기 중앙제어부(600)가 동파방지모드를 구현하는 동안에는 강제로 유량이 발생하는 것이기 때문에 상기 유량센서(220)에 의해 측정되는 유량은 측정하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the flow rate measured by the
상기 중앙제어부(600)에 의해 측정되는 데이터 및 구동현황은 상기 헤드부(300)의 상면에 구비되는 디스플레이부(900)에 모두 디스플레이될 수 있다.Data and driving status measured by the
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20 : 도시용수 공급처리설비 30 : 도시용수 공급 배수지
40 : 공급지 50 : 게이트웨이
60 : 데이터 로거 70 : 수요량 예측 및 공급량 산출유닛
110 : 몸체부 111 : 하부 몸체
113 : 상부 몸체 115 : 중간 몸체
120 : 연통밸브 200 : 센서부
210 : 수질센서 220 : 유량센서
300 : 헤드부 400 : 동력부
410 : 발전기부 420 : 배터리부
600 : 중앙제어부 700 : 메모리부
800 : 통신부 900 : 디스플레이부Description of the Related Art [0002]
20: Municipal water supply treatment facility 30: City water supply reservoir
40: feeder 50: gateway
60: Data logger 70: Demand quantity forecasting and supply quantity calculating unit
110: body part 111: lower body
113: upper body 115: middle body
120: communication valve 200: sensor part
210: Water quality sensor 220: Flow sensor
300: head part 400: power part
410: Generator base 420: Battery unit
600: central control unit 700: memory unit
800: communication unit 900: display unit
Claims (15)
상기 도시용수 공급처리설비에 의해 처리된 도시용수를 일시적으로 저류하여 공급하는 도시용수 공급 배수지;
상기 도시용수 공급 배수지로부터 도시용수를 공급받는 공급지;
상기 공급지에 구비되어 상기 공급지로 공급되는 도시용수와 관련된 파라미터를 측정하는 다수개의 스마트 워터미터;및
상기 스마트 워터미터에 의해 측정된 결과에 의해 도시용수의 수요량을 예측하고 공급량을 결정함으로써 상기 도시용수 공급 처리설비 및 상기 도시용수 공급 배수지를 제어하는 수요량 예측 및 공급량 산출유닛을 포함하되,
상기 스마트 워터미터는,
다수개의 챔버를 포함하는 몸체부를 포함하며,
상기 몸체부는
유입관과 연결되는 하부 챔버;
상기 하부 챔버의 상부에 위치되고, 상기 하부 챔버와 연통되는 상부 챔버;
상기 하부 챔버와 상기 상부 챔버 사이에 위치되는 중간 챔버; 및
상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 사이에는 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 사이의 유수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 연통밸브가 구비되는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
City water supply processing facility for treating city water with city water;
A city water supply / drainage reservoir temporarily storing and supplying the city water treated by the city water supply / treatment facility;
A supply pipe for supplying the city water from the city water supply / drainage compartment;
A plurality of smart water meters provided in the supply pond and measuring parameters related to the municipal water supplied to the supply pond;
A demand forecasting and supply amount calculating unit for controlling the city water supply processing facility and the city water supply / discharge facility by predicting a demand amount of city water according to a result measured by the smart water meter and determining a supply amount,
The smart water meter comprises:
And a body portion including a plurality of chambers,
The body
A lower chamber connected to the inlet pipe;
An upper chamber positioned above the lower chamber and communicating with the lower chamber;
An intermediate chamber positioned between the lower chamber and the upper chamber; And
And a communication valve is provided between the upper chamber and the lower chamber for selectively opening and closing the flow of water between the upper chamber and the lower chamber
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 공급지의 각 블럭에 구비된 스마트 워터미터에 의해 측정된 데이터를 전송받는 게이트 웨이와,
상기 게이트 웨이에 전송된 데이터를 취합하는 데이터 로거를 포함하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.The method according to claim 1,
A gate for receiving data measured by a smart water meter provided in each block of the supply source,
And a data logger for collecting data transmitted to the gateway
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 수요량 예측 및 공급량 산출유닛은
데이터 Granulization 기법, 칼만 필터 모델 기법, 또는 신경망 기법 중 어느 하나에 의해 수요량을 예측하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
The method according to claim 1,
The demand forecasting and supply amount calculating unit
Data granulization, Kalman filter model, or neural network technique.
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 수요량 예측 및 공급량 산출유닛은
상기 스마트 워터미터에서 시간 단위 간격으로 수집한 데이터를 기반으로 블록 단위의 도시용수 사용량에 의해 시간별 수요량, 요일별 수요량을 예측하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
The method according to claim 1,
The demand forecasting and supply amount calculating unit
Based on the data collected at intervals of time in the smart water meter, the demand amount by hour and demand amount by day are predicted by the amount of city water used in blocks
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 스마트 워터미터는
상기 몸체부에 구비되고, 상기 몸체부 내부의 유수와 관련된 파라미터를 측정하는 센서부;및
상기 몸체부와 연결되고, 상기 몸체부 내부의 유수 흐름을 이용하여 동력을 생성하여 저장하고, 상기 센서부에 의해 측정된 데이터를 처리하는 헤드부를 포함하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
The method according to claim 1,
The smart water meter
A sensor part provided on the body part and measuring a parameter related to water flow inside the body part;
And a head connected to the body and generating and storing power using the flow of water in the body and processing the data measured by the sensor,
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 센서부는
수질센서, 유량센서, 또는 온도센서를 포함하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
6. The method of claim 5,
The sensor unit
A water quality sensor, a flow sensor, or a temperature sensor
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 수질센서는 상기 하부 챔버에 구비되고,
상기 유량센서는 상기 중간 챔버에 구비되는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the water quality sensor is provided in the lower chamber,
Wherein the flow sensor is provided in the intermediate chamber
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 헤드부는
상기 몸체부 내부의 유수 흐름을 이용하여 동력을 생성하고 이를 저장하는 동력부와,
상기 센서부에 의해 측정된 데이터를 처리하고, 상기 동력부를 제어하는 중앙제어부를 포함하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.9. The method of claim 8,
The head
A power unit for generating and storing power by using a flow of water inside the body,
And a central control unit for processing data measured by the sensor unit and controlling the power unit
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 헤드부는
상기 센서부에 의해 측정된 데이터를 저장하는 메모리부;
상기 센서부에 의해 측정된 데이터를 외부로 송수신하는 통신부;및
상기 중앙제어부에 의해 처리되는 결과값을 나타내는 디스플레이부를 포함하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
11. The method of claim 10,
The head
A memory unit for storing data measured by the sensor unit;
A communication unit for externally transmitting and receiving data measured by the sensor unit;
And a display unit for displaying result values processed by the central control unit
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 동력부는
상기 몸체부 내부를 통과하는 유수에 의해 회전하는 회전부의 회전력을 이용하여 동력을 생성하는 발전기부와,
상기 발전기부에 의해 생성된 동력을 저장하는 배터리부를 포함하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
11. The method of claim 10,
The power unit
A power generator unit that generates power using a rotational force of a rotating part that is rotated by water flowing through the inside of the body part;
And a battery portion for storing the power generated by the power generator portion
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 배터리부는
상기 발전기부에 의해 생성된 동력을 저장하는 주배터리와,
상기 주배터리의 방전시 사용되는 보조배터리를 포함하는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
13. The method of claim 12,
The battery unit
A main battery for storing the power generated by the generator section;
And an auxiliary battery for use in discharging the main battery
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 중앙제어부는
외부환경이 동파조건에 이르면, 상기 연통밸브를 개방하고 상기 동력부에 저장된 동력을 이용하여 상기 회전부를 회전시키는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.
13. The method of claim 12,
The central control unit
When the external environment reaches the freezing condition, the communication valve is opened and the rotation part is rotated using the power stored in the power part
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
상기 중앙제어부는
상기 동파조건 동안 상기 유량센서에 의해 센싱된 유량 데이터를 산정하지 않도록 구성되는
스마트 워터미터를 이용한 도시용수 수요량 예측 및 공급량 결정장치.15. The method of claim 14,
The central control unit
And not to estimate flow data sensed by the flow sensor during the east wave conditions
Forecasting and Supply Quantity of City Water Using Smart Water Meter.
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- 2012-12-20 KR KR1020120149978A patent/KR101684696B1/en active IP Right Grant
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