KR102030420B1 - 미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수질측정 센서, 온도측정 센서, 산소 공급장치, 사료 공급장치, 살균 필터, 무선통신장치를 포함한 양식장, 양식장과 통신하는 서버, 서버에 접속하여 양식장 환경을 모니터링 하고, 원격제어 하는 스마트폰을 포함하는 스마트 양식장 시스템에 있어서, 동물성 플랑크톤을 배양, 생산, 공급하는 미세 조류 공급장치를 더 포함하여 식물성 플랑크톤에 의한 녹조, 적조 현상을 완화하는 것을 특징으로 하는 미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템{Care System of Aquaculture Ground Using Microalgae Supply Apparatus}

본 발명은 수질측정 센서, 온도측정 센서, 산소 공급장치, 사료 공급장치, 살균 필터, 무선통신장치를 포함한 양식장, 양식장과 통신하는 서버, 서버에 접속하여 양식장 환경을 모니터링 하고, 원격제어 하는 스마트폰을 포함하는 스마트 양식장 시스템에 있어서, 동물성 플랑크톤을 배양, 생산, 공급하는 미세 조류 공급장치를 더 포함하여 식물성 플랑크톤에 의한 녹조, 적조 현상을 완화하는 것을 특징으로 하는 미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 동물성 플랑크톤을 배양, 생산하여 식물성 플랑크톤에 의한 녹조, 적조 현상을 완화하는 미세 조류 공급 장치에 관한 것이다.

녹조(綠潮, algal bloom)란 강이나 호수에 남조류가 과도하게 성장하여 물의 색깔이 짙은 녹색으로 변하는 현상을 말하며, 적조(赤潮, red tide)란 갈색을 띄는 규조류나 와편모조류가 번성하여 바다가 붉게 물드는 현상을 부른다. 적조는 주로 해안가 양식장에 영향을 미쳐 재산상 손해를 끼치고, 녹조는 상수원으로 이용되는 강이나 호수에 발생하여 먹는 물에 영향을 끼친다.

기존에는 녹조, 적조를 제거하기 위해 황토를 살포하는 방법이 주로 사용되었는데, 이러한 방식의 경우 황토 살포에 의해 생태계가 파괴될 수 있고 황토를 무한으로 사용할 수 없으며 비용이 계속해서 든다는 단점이 있다.

선행기술인 대한민국 등록특허 제10-1114885호에는 미생물간 기질 경쟁을 방지하여 유기물, 질소 및 인 처리 효율을 향상할 수 있으며, 산소 공급에 따른 기계설비 및 처리기능에 따른 부가설비가 대폭 축소되어 설비 및 유지비용을 절감할 수 있는 미세조류를 이용한 하수처리 장치가 제시된다. 또한, 선행기술인 대한민국 등록특허 제10-1409035호에는 인공 광원 및 플루 가스를 이용한 미세조류 배양조 및 이를 이용한 하폐수 처리공정 시스템이 제시된다. 상기 두 선행기술의 경우, 폐수 처리에 관한 것으로 녹조 피해를 보고 있는 양식장에 적용하기에는 어려움이 있다.

대한민국 등록특허번호 : 제10-1114883호 대한민국 등록특허번호 : 제10-1409035호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동물성 플랑크톤을 배양, 생산, 공급하는 미세 조류 공급장치를 더 포함하여 식물성 플랑크톤에 의한 녹조, 적조 현상을 완화하는 것을 특징으로 하는 미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

수질측정 센서, 온도측정 센서, 산소 공급장치, 사료 공급장치, 살균 필터, 무선통신장치를 포함한 양식장, 상기 양식장과 통신하는 서버, 상기 서버에 접속하여 상기 양식장 환경을 모니터링 하고, 원격제어 하는 스마트폰을 포함하는 스마트 양식장 시스템에 있어서, 상기 서버에서 전송한 신호, 상기 양식장에서 전송한 신호 중 어느 하나 이상의 신호에 따라 동물성 플랑크톤을 배양, 생산, 공급하는 미세 조류 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 미세 조류 공급장치는 상기 서버, 상기 양식장 중 어느 하나 이상과 통신하기 위한 무선인터넷 조정장치; 내부에 미세조류를 수납하여 미세조류를 배양하는 미세조류 배양장치; 상기 미세조류 배양장치과 일정 간격 떨어져 설치되며, 상기 미세조류 배양장치에 빛 에너지를 제공하는 LED 조명등; 상기 미세조류 배양장치에서 생산된 미세조류를 상기 양식장으로 공급하는 미세조류 분사기; 상기 무선인터넷 조정장치에서 수신한 신호에 따라 상기 미세조류 배양장치, 상기 LED 조명등, 상기 미세조류 분사기 중 어느 하나 이상을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동물성 플랑크톤을 배양, 생산, 공급하는 미세 조류 공급장치를 더 포함하여 식물성 플랑크톤에 의한 녹조, 적조 현상을 완화하는 것을 특징으로 하는 미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템을 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 양식장 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 미세 조류 공급 장치를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

또한, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 아울러, 본 발명의 실시 예를 설명하면서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 나은 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "... 부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

녹조를 일으키는 식물 플랑크톤은 호수 생태계의 1차 생산자로 물속 생명체들의 원천적 먹이원이 되어 왔다. 건강한 생태계의 경우 생산자인 식물 플랑크톤 대부분은 1차 소비자인 동물 플랑크톤에 포식되어 일정 수준을 유지하고 있어야 하며, 동물 플랑크톤은 2차 소비자인 물고기에게 잡아 먹혀 개체수가 일정하게 유지된다. 하지만 수질오염이 장기화된 비정상적 생태계에서 동물 플랑크톤은 매우 적어나 거의 존재하지 않아 녹조 발생에 더욱 취약해 진다.

녹조를 물리화학적인 방법이 아닌 생물 조절 방법으로 제어하는 원리는 크게 식물 플랑크톤을 자라지 못하게 하거나, 식물 플랑크톤의 포식자인 동물 플랑크톤을 증가시키는 방법이 있다. 식물 플랑크톤을 자라지 못하게 하는 방법은 식물 플랑크톤의 영양 원인인 질소와 인을 제거하는 것인다, 이러한 방법은 막대한 예산을 투입하여 저감 사업을 해도 식물 플랑크톤이 자라지 못하는 수준까지 달성하기는 불가능하다.

동물 플랑크톤은 해수 중에 부유한 채로 물의 흐름에 따라 이동하면서, 식물 플랑크톤을 먹이로 서식하는 플랑크톤을 말한다. 먹이사슬에서 최하위 단계인 식물플랑크톤의 다음 단계에 위치하고 있으며, 식물플랑크톤과 함께 바다동물의 가장 기본적인 먹이로 기능한다. 단세포인 방산충류와 유공충류에서부터 청어류, 게, 바닷가재 등의 알, 유생까지 많은 동물이 동물플랑크톤이 될 수 있다.

도 1은 기존의 동물성 플랑크톤 배양장치를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 동물성 플랑크톤 배양장치(100)는 동물성플랑크톤(M)과 배양액이 수용되며 동물성플랑크톤(M)의 배양이 진행되는 배양본체(110)와, 배양본체(110)로 배양액을 공급하는 배양액공급부(120)와, 배양본체(110)로 먹이를 공급하는 먹이공급부(130)와, 배양액의 온도를 조절하는 수중히터(140)과, 배양액으로 산소(A)를 물리적으로 공급하는 산기부(150)를 포함한다.

배양본체(110)는 수용공간을 갖는 원형 실린더의 형태로 구비된다. 배양본체(110)는 지지프레임(112)에 의해 지면에 기립되게 지지된다. 배양본체(110)의 상부 일측에는 배양액을 배양본체(110) 내부로 공급하는 배양액유입관(111)이 형성된다. 배양액유입관(111)은 배양액공급부(120)와 연결되어 배양액을 주기적으로 공급한다. 배양액유입관(111)에는 배양액유입밸브(111a)가 구비되어 자동 또는 수동으로 배양액유입관(111)을 개폐한다.

도 1에 도시된 동물성 플랑크톤 배양장치는 실내에서 배양해 현장으로 운반, 살포하는 과정에서 비용이 발생하고 현장 활성도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템은 스마트 양식장 내에 동물성 플랑크톤을 배양, 생산, 살포하는 미세 조류 공급장치를 포함한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 양식장 관리 시스템을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 양식장 관리 시스템은 기존의 스마트 양식장 시스템에 동물성 플랑크톤을 배양, 생산, 공급하는 미세 조류 공급 장치를 더 포함하여 스마트 양식장 내의 적조, 녹조 피해를 방지하는 것이다. 미세 조류 공급장치는 스마트 양식장 자체 센서에서 측정한 측정값에 따라 스마트 양식장에서 전송한 신호, 서버에서 전송한 제어 신호 중 어느 하나 이상을 수신하여 동작한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 양식장 시스템은 협력기관과 연계된 빅데이터 기반의 서버, 스마트 양식장, 서버에 접속하여 스마트 양식장을 원격으로 모니터링, 제어하는 어플이 설치된 스마트 폰으로 구성된다. 스마트 양식장은 용존산소(Dissolves Oxygen) 측정 센서, 수질 관측 센서, 온도 센서 등의 센서와 산소 공급장치, 사료 공급 필터 등의 공급장치, 살균 필터, 바닷물 여과기, 무선인터넷 공급장치가 설치되어, 스마트 폰이나 서버에서 전송한 신호에 따라 원격으로 양식장 제어가 가능하다. 또 다른 예에서 스마트 양식장은, 수중 음파를 이용한 양식 어류 개체 수 측정, 양식 어류 크기 측정이 가능하고, 측정된 센서 값에 따라 경보 기능, SMS 알람 기능 등을 갖추고 있다.

현재 전국적으로 이러한 형태의 스마트 양식장은 158곳으로, 전체 가두리 양식장의 30% 정도가 스마트양식장이 쓰이고 있으며 스마트폰으로 24시간 감시할 수 있고 CCTV 또한 작동되고 있다. 이러한 스마트 양식장은 통신기술, 전자기술이 발달함에 따라 앞으로 더 늘어날 것으로 예상된다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 미세 조류 공급 장치를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조한 본 발명의 일실시 예에 따른 미세 조류 공급 장치는 무선인터넷 조정장치, 미세조류 배양장치, LED 조명등, 미세조류 분사기, 제어부로 구성된다.

무선인터넷 조정장치는 서버, 양식장 중 어느 하나 이상과 통신하여, 미세조류 배양, 공급 신호, 공급 중단 신호를 수신한다.

미세조류 배양장치는 내부에 미세조류를 수납하여 미세조류를 배양하고, LED 조명등은 미세조류 배양장치과 일정 간격 떨어져 설치되며, 미세조류 배양장치에 빛 에너지를 제공한다. 미세조류 분사기는 미세조류 배양장치에서 생산된 미세조류를 양식장으로 공급한다. 제어부는 무선인터넷 조정장치에서 수신한 신호에 따라 미세조류 배양장치, LED 조명등, 미세조류 분사기 중 어느 하나 이상을 제어한다.

미세종류 배양장치는 미세조류를 배양하기 위한 배양액을 저장한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 미세조류 공급 장치를 이용하여 동물성 플랑크톤을 생산, 배양하고 양식장에 공급함으로써 황토를 살포하여 적조를 완화하는 기존 방식에 비해, 편리하고 초기 설치 후 비용이 거의 들지 않는다는 장점이 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따른 미세 조류 공급 장치를 적용한 스마트 양식장 관리 시스템은, 기존 스마트 양식장에 비해 녹조, 적조 발생, 또는 발생 예측 시 원격으로 미세 조류 공급 장치를 작동하여 녹조, 적조 현상을 줄일 수 있다.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 어류가 양식되는 양식장으로서, 수질측정 센서와, 온도측정 센서와, 산소 공급장치와, 사료 공급장치와, 살균 필터와, 무선통신장치를 포함하여 구성되는 스마트 양식장;
   상기 스마트 양식장과 통신하는 서버;
   상기 서버에 접속하여 상기 스마트 양식장의 환경을 모니터링하고, 상기 스마트 양식장을 원격제어 가능한 스마트폰; 및
   동물성 플랑크톤을 배양 및 생산하며, 상기 수질측정 센서 또는 상기 온도측정 센서 중 적어도 어느 하나 이상으로부터 측정된 측정값에 대응하여 상기 스마트 양식장으로 상기 동물성 플랑크톤을 공급하는 미세 조류 공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 양식장 관리 시스템.
   
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 미세 조류 공급장치는
   상기 서버, 상기 양식장 중 어느 하나 이상과 통신하기 위한 무선인터넷 조정장치;
   내부에 미세조류를 수납하여 미세조류를 배양하는 미세조류 배양장치;
   상기 미세조류 배양장치과 일정 간격 떨어져 설치되며, 상기 미세조류 배양장치에 빛 에너지를 제공하는 LED조명등;
   상기 미세조류 배양장치에서 생산된 미세조류를 상기 양식장으로 공급하는 미세조류 분사기;
   상기 무선인터넷 조정장치에서 수신한 신호에 따라 상기 미세조류 배양장치,상기 LED조명등, 상기 미세조류 분사기 중 어느 하나 이상을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템.
   

Images