KR101915933B1 - 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템에 관한 것으로, 생태하천 조성사업에 필요한 양질의 생태용수원을 확보, 개선, 공급 및 관리를 지원할 있도록 우수, 하천수 등의 용수를 확보 가능한 생태 용수원의 수질 및 주변 대기 환경을 통합적으로 모니터링하여 취수, 수질 개선에 필요한 데이터를 확보하여 생태적으로 건전하고 경제적인 하천복원을 지원할 수 있도록 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 생태하천 조성사업에 필요한 양질의 생태용수원을 확보, 개선, 공급 및 관리를 지원할 있도록 우수, 하천수 등의 용수를 확보 가능한 생태 용수원의 수질 및 주변 대기 환경을 통합적으로 모니터링하여 취수, 수질 개선에 필요한 데이터를 확보하여 생태적으로 건전하고 경제적인 하천복원을 지원할 수 있도록 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템에 관한 것이다.
최근 주거단지 주변에서 무단방류하는 수질오염물질이 생활하천으로 유입되는 것은 물론 공장폐수 및 위탁사업장 등에서 중금속 함유 폐수를 무단방류하여 하수 슬러지에 중금속 검출 및 수질오염(녹조) 등의 다양한 사고가 발생함은 물론 중금속 축적으로 하천의 생태계가 위협 받고 있다.
이러한 하천 오염의 모니터링을 위한 시스템의 일 예가 공개특허 특2002-0005881에 제안된 바 있다. 이는 국내 이동통신망을 이용한 수질 및 대기환경 모니터링시스템에 관한 것으로, 수중 및 대기중에 설치되어 수질 및 대기환경 관련정보를 측정하고, 측정된 상기 수질 및 대기환경 관련정보를 제 1이동통신 단말기를 통하여 상기 이동통신 기지국으로 패킷의 SMS방식 및 서킷방식으로 전송하는수질 및 대기환경정보 측정 및 통신수단; 및 상기 이동통신을 통해 전송받은 상기 수질 및 대기환경 관련정보를 관리하고, 상기 수질 및 대기환경 관련정보를 제공받고자 하는 요청신호가 입력되면 인터넷 및 해당 단말기로 상기 수질 및 대기환경 관련정보를 제공하는 모니터링 수단으로 이루어진다. 이러한 구성에 의하여 특히 강, 해양 등의 수중 및 공기 중에 수질 및 대기환경 측정수단 및 국내 이동통신망을 이용한 전송수단을 설치하여, 중앙 모니터링 수단에서 수질 및 대기환경 관련정보를 전송받아, 해당 강, 해양의 수질 및 대기환경을 모니터링 할 수 있도록 지원하고, 이러한 데이터를 필요로 하는 개인 또는 단체가 일반 전화회선, 인터넷, 이동통신 단말기를 이용하여 상기 수질 및 대기환경 관련정보를 이용할 수 있도록 하며, 상기 중앙 모니터링 수단에서 관리자의 명령을 받아 특정 명령만을 수행할 수도 있다.
그런데 이러한 종래의 모니터링시스템은 강이나 해양의 수질 및 대기환경을 모니터링하여 관련정보를 필요로 하는 개인 또는 단체에게 단순 제공될 뿐이어서 강이나 해양 특성에 따른 특정 생태어종(깃대종)에 적합한 수질이나 대기환경이 유지되는지 확인하는 것은 불가능하다.
따라서 이러한 종래 모니터링시스템은 환경 특성에 따라 수질 또는 대기환경이 제각각인 각각의 생태환경을 체계적으로 감시 및 관리하는데 적합하지 않고, 예를 들어 중금속 함유 폐수를 무단방류시와 같이 수질이나 대기환경이 급격히 나빠지는 경우 경고 메시지 등을 통보하지도 않아 신속한 대처를 기대하기도 어렵다.
따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 생태 하천의 건전하고 경제적인 복원을 지원할 수 있도록 개별 하천별 수질과 대기 환경을 모니터링하여 중앙 관제소에서 데이터베이스화하여 통합적으로 관리하여 생태하천 복원사업에 관한 의사결정 및 관리를 수행할 수 있도록 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
특히 본 발명은 생태하천 복원사업에 관한 의사결정 및 관리를 수행할 수 있도록 개별 하천에 설치되는 현장 제어반에서 생태 하천환경 특히 수질과 대기 환경을 모니터링하고 데이터베이스화하여 관리자의 생태 하천복원에 관한 프로젝트의 개발 및 관리 그리고 지속적인 생태어류 데이터베이스 업데이트에 유리한 하천 환경 통합 운영관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러 본 발명은 주거단지 주변에서 무단방류하는 수질오염물질이 생활 하천으로 유입되는시 상시 감시하고 오염사고 발생시 신속한 대응조치로 방류업체를 단속하고 하천 생태계 보전 및 수질오염사고 사전 예방을 위한 사전계도를 통해 맑고 깨끗한 하천수를 유지하기 위한 목적으로 운영될 수 있는 생태 하천환경의 통합유지관리가 가능한 하천 환경 통합 운영관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
복수의 개별 하천에 각기 설치되어 생태 용수원의 수질 및 주변 대기환경을 측정하는 수질측정장치 및 대기측정장치에서 측정되는 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 실시간으로 저장하고 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 적합여부를 분석하여 중앙관제소로 전송하는 통신 컨트롤러가 구비되는 하천별 현장 제어반과; 상기 중앙관제소에 설치되어 상기 하천별 현장 제어반의 통신 컨트롤러로부터 전송된 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 데이터베이스에 등록 관리하는 중앙 제어반;으로 구성된 것을 특징으로 하는 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템을 제공한다.
이때, 상기 수질측정장치는 개별 하천의 용수 수질의 측정 및 펌핑을 위해 설치되는 펌핑용 맨홀에 설치된 채수용 필터에 의해 필터링된 용수의 Ph, 수온, 용존산소(DO), 부유물질량(SS), 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD), 총질소(TN), 총인(TP), 엽록소(Chlorophy)를 측정하는 복수의 수질 측정용 센서를 포함하며; 상기 대기측정장치는 하천 특히 하천별 현장 제어반 주변의 대기질 모니터링을 위해 대기중 악취의 원인인 황화수소(H2S), 이산화황(SO2), 메탄(CH4)의 농도를 감지하는 농도를 감지하는 대기 측정용 센서를 포함하며; 상기 수질측정장치 및 대기측정장치에서 측정되는 수질 및 대기환경 계측정보는 상기 현장 제어반의 현장 제어부로 입력되며, 상기 현장 제어부는 해당 하천의 정상적인 수질 및 대기환경 범위 내에 존재하는지를 판단하며 상기 통신 컨트롤러를 통해 상기 수질 및 대기환경 계측정보를 중앙 제어반으로 실시간 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 현장 제어반의 현장 제어부에는 깃대종을 기준으로 하는 해당 하천의 정상적인 수질 및 대기환경에 관한 하천별 설정환경 데이터가 저장되어 상기 수질측정장치 및 대기측정장치에서 측정되는 수질 및 대기환경 계측정보가 입력되면 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 정상범위 내에 존재하는지 여부를 판단하며 이에 정상범위를 벗어나면 경고메시지를 발생하여 상기 통신 컨트롤러를 통해 관리자의 휴대단말기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 현장 제어부는 현장 제어반 내부에 구비되는 온도측정센서의 계측온도가 설정온도범위를 초과하면 현장 제어반 내부에 구비되는 냉방기를 구동하고 경보알람 메시지를 음성출력수단으로 출력하며 상기 온도측정센서의 계측온도 계측온도를 포함하는 경보알람 메시지를 상기 통신 컨트롤러를 통해 관리자의 휴대단말기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 현장 제어반에는 원격지에서 관리자가 휴대단말기를 이용한 원격 접속하여 현장 제어반의 각 시스템이 원활히 운전되고 있는지 육안으로 실시간 감시할 수 있도록 ip카메라가 구비되며, 상기 현장 제어반에는 허용된 관리자만 출입가능토록 안면인식 또는 지문인식 센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 중앙 제어반은 하천별 수질 및 대기환경 계측정보가 하천별 현장 제어반으로부터 전송되면 하천의 담수어류에 대한 서식조건을 데이터베이스화하여 목표 생태어종에 적합한 서식조건 DB가 탑재된 데이터베이스에 등록하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템은 복수의 개별 하천의 생태를 건전하고 경제적으로 복원하는 것을 지원할 수 있도록 개별 하천별 수질과 대기 환경을 모니터링하여 중앙 관제소에서 데이터베이스화하여 통합적으로 관리하여 목표 생태어종(깃대종)에 적합한 서식조건에 따라 생태하천 복원사업에 관한 의사결정 및 관리를 수행할 수 있도록 하는 장점이 있다.
특히 본 발명에 따르면 목표 생태어종(깃대종)에 적합한 서식조건을 통계처리화해 데이터베스화가 용이하고, 생태하천 복원사업 사후 유지관리 과정에서도 개별 하천의 생태환경을 모니터링 가능하도록 통합 유지관리 모니터링시스템과 연계해 지속적으로 추가보완이 가능하도록 개방형 DB 체계를 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 개별 하천의 수질 및 대기환경의 모니터링 과정에서 수질 적정성 및 적합성 판단기준은 깃대종 서식조건범위를 만족시키는지 여부를 지속적으로 비교검토하게 되여 하천의 관리 효율을 높이는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 여러 가용한 생태용수원을 대상으로 생태하천 복원사업의 목표인 생태어종(깃대종)에 가장 적합한 수질과 수량 조합조건을 자동으로 선정하고 지속적인 모니터링으로 깃대종 서식환경 변화를 파악하여 목표치 달성여부를 판단하는데 유용할 뿐만 아니라 하천 주변의 대기환경의 오염으로 인한 피부질환, 호흡곤란 등에 대한 신속한 대응 및 예방을 통해 인간의 생명은 물론 각종 미생물과 자연환경을 유지 및 보존하는데 유용하게 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수질측정장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 현장 제어반의 상세 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수질측정장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 현장 제어반의 상세 구성도이다.
이하 본 발명에 따른 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 3에 의하면, 본 발명에 따른 엔지니어링 웹 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템은 생태하천 복원이 목표인 수생태계 건강성 회복을 위해 복원 지표가 될 수 있도록 선정된 생태어종(깃대종) 어류를 보존 및 복원하기 위해 복수의 하천, 저수지 등(이하, '하천'이라 통칭한다.)으로 유입되는 용수의 수질을 수질측정장치(110)로 측정하고, 하천 주변의 대기 환경을 대기측정장치(120)로 측정하며, 이러한 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 개별 하천에 설치되는 현장 제어반(100)에서 저장하고 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 정상범위 이내인지를 분석하고, 현장 제어반(100)에서 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 통신 컨트롤러(130)를 이용해 수집하고 이를 무선 통신장비(CDMA/LTE) 또는 웹(Web)을 통하여 중앙관제소의 중앙 제어반(200)에 전송하여 복수의 하천들에 관한 통합 생태환경 데이터베이스에 등록 관리한다.
이러한 본 발명은 최근 생태하천 복원을 위한 수생태계 건강성 회복을 위해 복원지표가 될 수 있도록 선정된 깃대종 어류의 보전 및 복원을 위한 방법이 강구될 수 있는 자료로 활용될 수 있도록 지원하기 위한 구성으로, 생태하천 복원효과를 확인하고 지속적인 모니터링을 통해 생물종변화, 서식지 훼손 등을 파악하여 개선할 수 있는 데이터베이스 구축이 가능하다.
특히 본 발명은 하천의 연속성 및 생물다양성 확보를 통한 생태적 건강성 증진에 있으므로 대상 하천의 생물자원 모니터링 자료를 이용하여 추이 및 변화를 파악할 수 있도록 자료를 제공함은 물론 하천 주변의 대기환경 감시를 통해 악취로 인한 피부질환, 호흡곤란 등 정상적인 일상생활의 어려움에서 보호하여 현대사회의 안정적인 생활과 자연환경을 최대한 유지 보존을 위한 판단 자료로 유용하게 활용할 수 있고, 미세먼지, 황사 등 다양한 대기 환경오염에 대한 측정데이터를 통하여 예방장치설치 산업에 기여하며, 여러 가용한 생태용수원을 대상으로 한 생태하천 조성사업의 복원 목표인 생태어종(깃대종)에 가장 적합한 수질과 수량 조합조건을 경제성과 물 순환건전성을 고려한 모의를 통하여 자동으로 선정하여 생태환경 복원을 위한 의사결정에 도움을 줄 수 있는 시스템이다.
이러한 본 발명은 우수, 하천수, 하수처리수 및 지하수 등 확보 가능한 생태 용수원을 공급하는 분산된 복수의 개별 하천에 각기 설치되어 생태 용수원의 수질 및 주변 대기환경을 측정하는 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)에서 측정되는 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 실시간으로 저장하고 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 적합여부를 분석하여 중앙관제소로 전송하는 통신 컨트롤러(130)가 구비되는 하천별 현장 제어반(100)과, 상기 중앙관제소에 설치되어 상기 하천별 현장 제어반(100)의 통신 컨트롤러(130)로부터 전송된 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 등록 관리하는 중앙 제어반(200)으로 구성된다.
이하, 본 발명의 각 구성을 구체적으로 설명한다.
상기 수질측정장치(110)는 생태하천 복원이 목표인 수생태계 건강성 회복을 위해 복원 지표가 될 수 있도록 선정된 깃대종 어류를 보존 및 복원하기 위한 방법으로 유입되는 하천의 수질을 측정하기 위한 것으로, 개별 하천의 용수 수질의 측정 및 펌핑을 위해 설치되는 펌핑용 맨홀(111)에 채수용 필터(112)를 설치하고 진공펌프(113)와 연계하여 유입용 배관(118)을 통해 측정용 수조(114)에 일정량 수량을 유지한 상태에서, 복수의 수질 측정용 센서(115)로서 수질을 측정하고 이화학적 서식조건 확인을 위한 Ph, 수온, 용존산소(DO), 부유물질량(SS), 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD), 총질소(TN), 총인(TP), 엽록소(Chlorophy)를 측정한다.
이때, 상기 펌핌용 맨홀(111)에 유입되는 우수, 하천수 등의 용수 유입량이 부족해서 펌핑이 불가능할 때를 대비하여 펌프(1113)의 무부하 운전이 되지 않도록 수위계(116)를 펌핌용 맨홀(111)에 설치하여 일정수위가 유지되지 않으면 펌프(113)를 정지할 수 있도록 하천별 현장 제어반(100)의 통신 컨트롤러(130)와 연동운전이 되도록 구성함이 바람직하다. 그리고 수질 측정을 위해 유입된 용수의 수위는 측정용 수조(114)에 일정량 유지 후 드레인 배관(117)을 통해 방류시킨다.
그리고 상기 대기측정장치(120)는 하천 특히 하천별 현장 제어반(100) 주변의 대기질 모니터링을 위해 대기중 악취의 원인인 황화수소(H2S), 이산화황(SO2), 메탄(CH4) 등의 농도를 감지하는 대기 측정용 센서를 포함한다. 특히 상기 대기측정장치(120)은 현장 제어반(100) 내부 또는 외부에 설치되어 대기환경의 상태 즉 대기질을 감지한다.
한편, 하천 복원의 궁극적 목표가 하천의 연속성 및 생물다양성확보를 통한 생태적 건강성 증진에 있으므로, 대상 하천에 대한 생물자원 모니터링 자료를 이용하여 추이 및 변화를 용이하게 파악할 수 있도록 관련 장비들은 현장 제어반(100) 내에 구비하여 수질을 측정하고자 하는 하천의 특정 지점에 손쉽게 이동 설치할 수 있도록 한다. 특히 하천의 수질보호를 위해 옥외자립형으로 최적화설계, 제작, 설치 운영 할수 있도록 구성함도 바람직하다.
이러한 수질측정장치(110)에서 측정되는 수질 계측정보와 대기측정장치(120)에서 측정되는 대기환경 계측정보는 실시간으로 통신 컨트롤러(130)가 구비되는 하천별 현장 제어반(100)으로 수집된다.
이 경우 상기 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)에서 측정되는 수질 및 대기환경 계측정보는 상기 현장 제어반(100)의 현장 제어부(102)로 입력되며 상기 현장 제어부(102)에서 해당 하천의 정상적인 수질 및 대기환경 범위 내에 존재하는지 여부를 판단하며, 상기 통신 컨트롤러(130)를 통해 상기 중앙 제어반(200)으로 실시간 전송하여 데이터베이스(210)에 등록하도록 한다.
이때, 상기 현장 제어반(100)의 현장 제어부(102)에는 깃대종을 기준으로 하는 해당 하천의 정상적인 수질 및 대기환경에 관한 하천별 설정환경 데이터가 저장되어 상기 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)에서 측정되는 수질 및 대기환경 계측정보가 입력되면 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 정상범위 내에 존재하는지 여부를 판단하며 이에 정상범위를 벗어나면 경고메시지를 발생하여 상기 통신 컨트롤러(130)로 전송하며 상기 통신 컨트롤러(130)는 경고메시지를 관리자의 스마트폰 등의 휴대단말기(300)로 전송하여 경보발생에 따른 현장 감시, 신속한 조사를 진행하여 사전에 예방 할 수 있도록 하며, 이러한 경고메시지는 중앙 제어반(200)으로도 전송한다. 물론 상기 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)에서 측정되는 수질 및 대기환경 계측정보는 현장 제어부(102)로 입력되지 않고, 통신 컨트롤러(130)로 입력되어 통신 컨트롤러(130)에 저장된 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 정상범위 내에 존재하는지 여부를 판단할 수도 있다.
특히 상기 현장 제어부(102)는 복수의 센서로 구성되는 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)의 물리적 서식조건인 생활 하천수, 우수, 하수처리수 및 지하수 등 수질을 측정하고, 이화학적 서식조건인 Ph, 수온, 용존산소(DO), 부유물질량(SS), 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD), 총질소(TN), 총인(TP),엽록소(Chlorophy),황화수소, 아산화황, 메탄 등 하천별 설정환경 데이터가 저장되어 있어, 실시간으로 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)에서 측정되는 수질 및 대기환경 계측정보가 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 정상범위 내에 존재하는지 여부를 판단하다.
그리고 상기 통신 컨트롤러(130)는 데이터 로거 기능이 구비되어 수질측정장치(110)와 대기측정장치(120)에서 측정되어 현장 제어부(102)로 입력되는 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 실시간으로 수집 및 저장하며 무선 통신장비(CDMA/LTE) 또는 Web를 통하여 중앙 제어반(200)에 전송한다. 이러한 통신 컨트롤러(130)는 분산된 복수의 하천, 산업단지 등의 현장 제어반(100)에 설치되어 현장 제어반(100)과 중앙 제어반(200)을 통합 운영할 수 있도록 통신기능을 수행하는 것으로 예를 들어 EWC(Engineering Web Controller)를 적용할 수 있는 것으로, 수질측정장치(110)와 대기측정장치(120)에서 측정되는 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보 저장을 위한 데이터로거 기능을 구비하고 무선데이터전송용 모듈이 일체로 구비된 장비이다. 이를 통해 중앙 제어반(200)의 제어 및 업데이트 정보를 수신하여 현장 제어반(100)이 감시 및 제어하는 상하수도처리설비, 생산공정 자동화설비 등의 다양한 설비는 물론 생태하천수질, 수량에 대한 지속적추가, 보완이 가능하도록 개방형 DB 체계구축이 가능하다.
한편, 상기 현장 제어반(100) 내부에는 수시로 변하는 주위환경온도에 따른 시스템의 안전한 운전과 장비보호를 위하여 온도측정센서(140)를 구비하고, 현장 제어부(102)에 의해 상기 온도측정센서(140)의 계측온도가 설정온도범위를 초과하여 상승시 단계적으로 경보알람(주위, 위험, 조치 등) 메시지를 부저, 스피커 등의 음성출력수단(150)으로 출력하여 준다.
그리고 상기 현장 제어반(100)에는 설정온도를 초과하여 온도상승시 온도를 낮출 수 있는 냉방기(160)를 구비하여, 현장 제어반(100) 내 계측온도가 설정온도를 초과하면 현장 제어부(102)는 냉방기(160)를 구동하여 현장 제어반(100) 내부 온도를 일정하게 유지시켜 주고, 온도측정센서(140)의 계측온도가 설정온도 이하로 낮아지면 상기 냉방기(160)의 구동을 정지한다. 물론 상기 현장 제어부(102)는 온도측정센서(140)에서 측정된 계측온도를 포함하는 경보알람 메시지를 상기 통신 컨트롤러(130)로 전송하며, 상기 통신 컨트롤러(130)는 관리자의 스마트폰 등의 휴대단말기(300)로 전송하여 경보알람에 따른 현장 감시, 신속한 조사를 진행하여 사전에 예방 할 수 있도록 하며, 이러한 경고알람 메시지는 중앙 제어반(200)으로도 전송함도 바람직하다.
그리고 상기 현장 제어반(100)에는 원격지에서 관리자가 휴대단말기(300)를 이용한 원격 접속하여 현장 제어반(100)의 각 시스템이 원활히 운전되고 있는지 육안으로 실시간 감시할 수 있도록 ip카메라(170)를 구비하며, 현장 제어반(100)의 출입문에는 허용된 관리자만 출입가능토록 안면인식 또는 지문인식 센서를 구비함이 바람직하다. 이러한 ip카메라(170)는 통신 컨트롤러(130)와 연계되어 원격지의 관리자가 휴대단말기(300)로 접속하여 현장 제어반(100) 내부의 상황을 감시할 수 있도록 한다.
아울러 상기 현장 제어반(100)은 원활한 시스템 구동을 위해 전원공급장치로서 무부하 전원공급장치와 태양전지 전원공급 시스템을 구축함이 바람직하며, 장비보호용 피뢰기(전원용, 신호용)를 더 설치 운영함이 바람직하다.
한편, 상기 중앙 제어반(200)은 복수의 하천별 현장 제어반(100)의 통신 컨트롤러(130)를 통해 하천별 수질 및 대기환경 계측정보를 수집하여 데이터베이스(210)에 등록 관리한다.
이와 같은 중앙 제어반(200)의 데이터베이스(210)는 예를 들어 하천에 서식하는 40여종의 담수어류에 대한 데이터를 포함하여, 목표 생태어종(깃대종)에 대한 물리적, 이화학적 서식조건의 환경을 만드는데 필요한 통계자료를 제공하기 위하여 구축된다. 따라서 상기 중앙 제어반(200)은 목표 생태어종(깃대종)의 물리적 서식조건인 생활 하천수, 우수, 하수처리수 및 지하수 등 수질을 측정하고 이화학적 서식조건인 Ph, 수온, 용존산소(DO), 부유물질량(SS), 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD), 총질소(TN), 총인(TP),엽록소(Chlorophy),황화수소, 아산화황, 메탄 등의 하천별 수질 및 대기환경 계측정보가 하천별 현장 제어반(100)으로부터 전송되면 데이터베이스(210)에 체계적으로 등록 저장하여, 목표 생태어종(깃대종)에 대한 물리적, 이화학적 서식조건의 환경을 만드는데 필요한 통계자료를 제공할 수 있다.
이때, 상기 중앙 제어반(200)의 데이터베이스(210)에는 다양한 분야에서 데이터를 수집하여 운영자에게 하천의 담수어류에 대한 서식조건을 데이터베이스화하여 목표 생태어종에 적합한 서식조건 DB를 탑재하여, 별도의 실험이나 자료 검색 없이 생태하천 수질, 수량에 대한 의사결정 수행할 수 있도록 자료지원 및 편집기능, 관리(레포트)기능, 트랜드기능, 통계자료 등을 제공한다.
아울러, 이러한 데이터베이스(210)의 자료 및 사전에 설정해 놓은 정보를 토대로 하천별 수질 및 대기환경 계측정보에 따른 경보, 알람, 트랜드 등 다양한 정보를 운영자 및 관라자가 확인할 수 있고, 필요한 경우 휴대 단말기로 문자전송 하여 환경오염을 사전에 예방 할 수 있도록 정보 제공함도 가능하다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고로 본 발명에 따른 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템의 구동 예를 설명한다.
하천별로 설치되는 현장 제어반(100)에서는 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)를 통해 수질과 대기환경을 측정한다.
이때 펌핑용 맨홀(111)의 용수는 수질측정을 위해 펌프(113)를 구동하면 진공을 형성할 수 있도록 튜브 타입의 배관을 통해 분당 3.5 ~ 5.0리터의 용수를 펌핑하여 측정용 수조(114)로 투입한다.
특히 펌핑용 맨홀(111) 내부에는 각종 슬러지와 이물질이 많으므로 채수용 필터(112)에 의해 필터링되어 유입용 배관(118)의 막힘현상과 소손을 최소화한다. 이 경우 채수용 필터(112)의 막힘 현상에 대비하여 에어를 일정 시간 간격을 두고 세척을 위해 배관으로 투입하여 역세 되도록 구성함이 바람직하다.
이러한 과정을 통해 측정용 수조(114)로 용수가 일정 수위를 유지하게 되면 생태하천 복원을 위한 자료로 활용하기 위해 수질측정장치(110)와 대기측정장치(120)를 통해 수질 및 대기환경 계측정보를 검출하며, 이러한 수질 및 대기환경 계측정보는 하천별 현장 제어반(100)으로 실시간 수집된다. 이에 하천별 현장 제어반(100)의 현장 제어부(102)는 수질 및 대기환경 계측정보를 기저장된 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 정상범위를 벗어나면 경고메시지를 발생하여 통신 컨트롤러(130)를 통해 관리자의 휴대단말기(300)로 전송하여 어느 지점의 하천에서 수질 오염물질이 검출되었는지 인지하도록 함은 물룬 경고 발생에 따른 현장의 원격 감시 및 신속한 대응을 할 수 있도록 한다.
한편, 하천별로 설치되는 현장 제어반(100)의 하천별 수질 및 대기환경 계측정보는 통신 컨트롤러(130)를 통해 관제소의 중앙 제어반(200)으로 전송되어, 기존 생태하천 복원사업에서의 수질, 수량 등의 의사결정 과정을 정량화, 시스템화, 목표 생태어종(깃대종)에 적합한 서식조건인 DB를 구축하기 위해 데이터베이스(210)에 등록된다. 이러한 데이터베이스(210)의 등록 자료는 별도의 실험이나 자료검색 없이 생태하천 수질과 수량에 대한 의사결정 및 모니터링에 활용할 수 있고, 분석하여 레포트 및 트랜드 기능 등 수질, 수량을 저장하여 레포트 폼에 작성하여 통계자료로 보관할 수 있다.
아울러 중앙 제어반(200)의 데이터베이스(210) 구축을 통해 대기중 악취로 인한 피부질환, 호흡곤란 등 정상적인 일상생활의 어려움에서 국민의 생명의 안전과 각종 미생물들을 자연환경 파괴로부터 보호하기 위하여 계절별 시간대별 등 주위환경변화를 데이터베이스화하여 유사환경에 적용하는 데 중요한 자료로도 활용할 수 있다.
또한 상기 현장 제어반(100)의 손실 및 파손예방을 위해 현장 제어반(100) 전면에 안면 인식기(Face Reader) 또는 지문인식기를 구비하여 제한된 관리자만 현장 제어반(100)내부에 접근할 수 있도록 은영하며, 도난방지 및 파손 등 운영시스템 설비를 원격에서도 감시 관리할 수 있도록 ip카메라(170)가 설치되어 스마트폰 등의 관리자용 휴대단말기(300)를 이용한 원격 접속하여 현장 제어반(100)이 원활히 운전되고 있는지 실시간 감시할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
100: 현장 제어반 102: 현장 제어부
110: 수질측정장치 120: 대기측정장치
130: 통신 컨트롤러 140: 온도측정센서
150: 음성출력수단 160: 냉방기
170: ip카메라 210: 데이터베이스
200: 중앙 제어반 300: 관리자 휴대단말기
110: 수질측정장치 120: 대기측정장치
130: 통신 컨트롤러 140: 온도측정센서
150: 음성출력수단 160: 냉방기
170: ip카메라 210: 데이터베이스
200: 중앙 제어반 300: 관리자 휴대단말기
Claims (6)
- 복수의 개별 하천에 각기 설치되어 생태 용수원의 수질 및 주변 대기환경을 측정하는 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)에서 측정되는 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 실시간으로 저장하고 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 적합여부를 분석하여 중앙관제소로 전송하는 통신 컨트롤러(130)가 구비되는 하천별 현장 제어반(100)과; 상기 중앙관제소에 설치되어 상기 하천별 현장 제어반(100)의 통신 컨트롤러(130)로부터 전송된 하천별 수질 및 대기 환경 계측정보를 데이터베이스(210)에 등록 관리하는 중앙 제어반(200);으로 구성되며,
상기 수질측정장치(110)는 개별 하천의 용수 수질의 측정 및 펌핑을 위해 설치되는 펌핑용 맨홀(111)에 설치된 채수용 필터(112)에 의해 필터링된 용수의 Ph, 수온, 용존산소(DO), 부유물질량(SS), 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD), 총질소(TN), 총인(TP), 엽록소(Chlorophy)를 측정하는 복수의 수질 측정용 센서(115)를 포함하고;
상기 대기측정장치(120)는 하천별 현장 제어반(100) 주변의 대기질 모니터링을 위해 대기중 악취의 원인인 황화수소(H2S), 이산화황(SO2), 메탄(CH4)의 농도를 감지하는 대기 측정용 센서를 포함하며;
상기 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)에서 측정되는 수질 및 대기환경 계측정보는 상기 현장 제어반(100)의 현장 제어부(102)로 입력되며, 상기 현장 제어부(102)는 해당 하천의 정상적인 수질 및 대기환경 범위 내에 존재하는지를 판단하며 상기 통신 컨트롤러(130)를 통해 상기 수질 및 대기환경 계측정보를 중앙 제어반(200)으로 실시간 전송하며,
상기 현장 제어반(100)의 현장 제어부(102)에는 깃대종을 기준으로 하는 해당 하천의 정상적인 수질 및 대기환경에 관한 하천별 설정환경 데이터가 저장되어 상기 수질측정장치(110) 및 대기측정장치(120)에서 측정되는 수질 및 대기환경 계측정보가 입력되면 하천별 설정환경 데이터와 비교하여 정상범위 내에 존재하는지 여부를 판단하며 이에 정상범위를 벗어나면 경고메시지를 발생하여 상기 통신 컨트롤러(130)를 통해 관리자의 휴대단말기(300)로 전송하며,
상기 현장 제어반(100) 내부에는 원격지에서 관리자가 휴대단말기(300)를 이용한 원격 접속시 현장 제어반(100) 내부를 감시하는 ip카메라(170)가 구비되는 것을 특징으로 하는 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 현장 제어부(102)는 현장 제어반(100) 내부에 구비되는 온도측정센서(140)의 계측온도가 설정온도범위를 초과하면 현장 제어반(100) 내부에 구비되는 냉방기(160)를 구동하고 경보알람 메시지를 음성출력수단(150)으로 출력하며 상기 온도측정센서(140)의 계측온도 계측온도를 포함하는 경보알람 메시지를 상기 통신 컨트롤러(130)를 통해 관리자의 휴대단말기(300)로 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 현장 제어반(100)에는 허용된 관리자만 출입가능토록 안면인식 또는 지문인식 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 중앙 제어반(200)은 하천별 수질 및 대기환경 계측정보가 하천별 현장 제어반(100)으로부터 전송되면 하천의 담수어류에 대한 서식조건을 데이터베이스화하여 목표 생태어종에 적합한 서식조건 DB가 탑재된 데이터베이스(210)에 등록하는 것을 특징으로 하는 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020180064684A KR101915933B1 (ko) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템 |
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| KR1020180064684A KR101915933B1 (ko) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | 통신 컨트롤러 및 생태어류 데이터베이스를 이용한 하천 환경 통합 모니터링 시스템 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112765756A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-07 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 用于生物多样性保护的河流网络构建方法、系统及其应用 |
| CN113654598A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-11-16 | 浙江农林大学 | 一种湖泊生态环境监测系统及方法 |
| CN116308147A (zh) * | 2023-03-05 | 2023-06-23 | 广分测信(广州)环保科技有限公司 | 水环境重金属污染防控系统 |
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2018
- 2018-06-05 KR KR1020180064684A patent/KR101915933B1/ko active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112765756A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-07 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 用于生物多样性保护的河流网络构建方法、系统及其应用 |
| CN112765756B (zh) * | 2021-01-12 | 2023-07-25 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 用于生物多样性保护的河流网络构建方法、系统及其应用 |
| CN113654598A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-11-16 | 浙江农林大学 | 一种湖泊生态环境监测系统及方法 |
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