KR102104049B1 - Menhole water measurement system - Google Patents

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KR102104049B1
KR102104049B1 KR1020180023401A KR20180023401A KR102104049B1 KR 102104049 B1 KR102104049 B1 KR 102104049B1 KR 1020180023401 A KR1020180023401 A KR 1020180023401A KR 20180023401 A KR20180023401 A KR 20180023401A KR 102104049 B1 KR102104049 B1 KR 102104049B1
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Abstract

본 발명의 일실시 예는 멘홀 수위 측정 시스템을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 멘홀 수위 측정 시스템은 멘홀의 하부에 설치되고, IR레이저부로 수위를 측정하고, 측정된 수위 정보를 무선통신을 이용하여 전송할 수 있는 수위측정부; 상기 수위측정부에서 전송된 정보를 수집할 수 있는 정보수집부; 상기 정보수집부에 수집된 정보를 전달받아 저장할 수 있는 정보저장부; 를 포함한다.One embodiment of the present invention provides a menhole level measurement system. A menhole water level measurement system according to an embodiment of the present invention is installed at the lower part of the menhole, measures the water level with an IR laser unit, and transmits the measured water level information using a wireless level; An information collecting unit capable of collecting information transmitted from the water level measuring unit; An information storage unit capable of receiving and storing the information collected in the information collection unit; It includes.

Description

멘홀 수위 측정 시스템{MENHOLE WATER MEASUREMENT SYSTEM}Menhole Water Level Measurement System {MENHOLE WATER MEASUREMENT SYSTEM}

본 발명은 멘홀 수위 측정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IR 레이저부를 이용하여 수위를 측정하고, 지하관리 침수 측정 실험 장치를 이용한 실험을 통해 오차를 해결하기 위한 보정에 관한 것이다.The present invention relates to a menhole water level measurement system, and more particularly, to a water level measurement using an IR laser unit, and to a correction for solving an error through an experiment using an underground management immersion measurement test apparatus.

도심 지역의 집중호우에 따른 지하 관로의 침수 증가에 따라, 빗물의 지하수 유입으로 인해 지하 관로에 많은 문제점이 발생되고 있다. 특히 최근에는 집중호우로 인하여 지중화된 통신과 전력선의 지하 침수까지 발생해, 부분적인 도시 기능 마비 현상까지 동반되고 있다.Due to the increase in flooding of underground pipelines due to heavy rain in the downtown area, many problems have occurred in underground pipelines due to the inflow of rainwater into the groundwater. In particular, recently due to heavy rain, underground communication and underground flooding of power lines have occurred, which is accompanied by partial paralysis of urban functions.

종래 기술은 지하 관로의 수위를 측정하기 위해 전기 전도식(전극봉 타입) 수위 검지기를 사용하였다. 전도성 액체가 담긴 금속 개방 탱크 내의 금속 전극봉과 금속 탱크 몸체 (접지) 사이에 교류 전류를 흘려보내면 전극봉에 전도성 액체가 닿을 경우 전류가 흐르게 되며, 전도성액체가 닿지 않을 경우에는 전류가 흐르지 않게 된다. 이와 같은 방식은 전류의 흐름여부를 이용하여 일정한 지점에서의 수위의 높고 낮음을 판단할 수 있을 뿐 연속적으로 수위를 측정할 수는 없다는 단점이 있다.In the prior art, an electric conduction type (electrode type) water level detector was used to measure the water level in the underground pipeline. When an alternating current is passed between a metal electrode rod and a metal tank body (ground) in a metal open tank containing a conductive liquid, a current flows when the conductive liquid contacts the electrode, and no current flows when the conductive liquid does not touch. This method has the disadvantage that it is possible to determine the high and low water level at a certain point by using the current flow or not, and it is not possible to measure the water level continuously.

대한민국 등록 특허 제 10-0509294Republic of Korea Registered Patent No. 10-0509294

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 까다로운 작동 조건에서도 목표물의 반사도와 상관없이 목표물까지의 거리를 직접 감지할 수 있는 IR레이저부를 사용하여 지하 관로 수위를 측정한다.An object of the present invention for solving the above problems is to measure the level of the underground pipeline using an IR laser unit capable of directly detecting the distance to the target regardless of the reflectivity of the target even in difficult operating conditions.

그리고, 본 발명의 목적은, Xbee 통신 모듈 활용을 활용하여 IR레이더로 측정된 수위 데이터를 수집하여 수위를 지속적으로 모니터링하여 침수 피해를 사전에 감지할 수 있다.In addition, the object of the present invention is to collect the water level data measured by the IR radar by utilizing the Xbee communication module, and continuously monitor the water level to detect the flood damage in advance.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 지하관로로 출입하기 위한 멘홀의 하부에 설치되며, 집중호우에 따른 지하관로 침수로 인해 지하관로의 침수 수위를 측정하기 위해 IR레이저부를 구비하고, 측정된 지하관로의 침수 수위 정보를 무선통신을 이용하여 실시간으로 전송할 수 있는 하나 이상의 수위측정부; 상기 하나 이상의 수위측정부에서 전송된 상기 지하관로의 침수 수위 정보를 전송받아 수집할 수 있는 정보수집부; 상기 정보수집부에 수집된 정보를 전달받아 하나 이상의 상기 수위측정부에서 측정된 상기 지하관로 침수 수위 정보를 저장하고, 이를 각각의 상기 수위측정부별로 분류할 수 있는 정보저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The configuration of the present invention for achieving the above object is installed in the lower part of the menhole for entering and exiting the underground pipeline, and is equipped with an IR laser unit to measure the flooding level in the underground pipeline due to flooding of the underground pipeline according to the heavy rain. , One or more water level measurement unit capable of transmitting the measured submerged water level information in real time using wireless communication; An information collection unit capable of receiving and collecting inundation level information of the underground pipe transmitted from the at least one water level measurement unit; Including the information storage unit that receives the information collected in the information collection unit and stores the submerged water level information measured by the at least one water level measurement unit and classifies it into each of the water level measurement units. It is characterized by.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 수위측정부는 빗방울 감지센서와 온습도 감지센서를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the water level measurement unit may include a raindrop detection sensor and a temperature and humidity detection sensor.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 수위측정부는 측정정보를 무선통신 하기 위해 XBee Slave 모듈을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the water level measurement unit may include an XBee Slave module to wirelessly communicate measurement information.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 수위측정부는 상기 수위측정부의 전원공급을 위해 멘홀 상부에 설치되어 태양광으로부터 전력을 발생시킬 수 있는 태양광 패널부을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the water level measurement unit may include a solar panel unit that is installed on the top of the menhole for power supply of the water level measurement unit to generate power from sunlight.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 정보수집부는 하나 이상의 상기 수위측정부의 XBee Slave 모듈에서 송신하는 상기 지하관로 침수 수위 정보를 수집하기 위해 XBee Master 모듈을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the information collection unit may include an XBee Master module to collect submerged water level information from the underground pipe transmitted by the XBee Slave module of one or more of the water level measurement units.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 XBee Master 모듈은 복수개의 상기 수위측정부의 XBee Slave 모듈에서 송신하는 상기 지하관로 침수 수위 정보를 동시에 수집할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the XBee Master module may simultaneously collect submerged water level information transmitted from the XBee Slave module of the plurality of water level measurement units.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 정보저장부는 상기 수위측정부별로 측정되고 수집되어 분류된 정보를 매니지먼트 서버로 전달할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the information storage unit may transmit information measured, collected and classified for each water level measurement unit to a management server.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 매니지먼트 서버는 상기 정보저장부로부터 전달받은 정보를 판단하여 점검이 필요할 경우, 작업자 관리장치로 수리 이벤트를 전달할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the management server may transmit the repair event to the operator management device when it is necessary to inspect and determine the information received from the information storage unit.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 측정이 쉽지 않은 까다로운 환경 조건의 지하 관로에 IR레이저부를 이용한 측정장치를 설치하여 실시간으로 수위를 측정할 수 있다.The effect of the present invention according to the configuration as described above, it is possible to measure the water level in real time by installing a measuring device using an IR laser in an underground pipeline of difficult environmental conditions that are not easy to measure.

그리고, 본 발명의 효과는, 무선 통신을 이용하여 IR 레이저부로 측정한 수위를 지속적으로 모니터링하면서 수위 측정 데이터를 저장하고 이를 바탕으로 복수개의 멘홀 중 어느 멘홀이 침수되었는지 바로 확인하여 조치할 수 있다.And, the effect of the present invention can be measured by continuously monitoring the water level measured by the IR laser unit using wireless communication while storing the water level measurement data and immediately checking which menhole among the plurality of menholes is flooded.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도1은 본 발명의 일실시 예에 따른 멘홀 수위 측정 시스템 전체 구성도이다.
도2는 본 발명의 일실시 예에 따른 멘홀 수위 측정 시스템 동작 순서도이다.
도3은 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부 무선 통신 규약표이다.
도4는 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부 인터페이스 하드웨어 규격표이다.
도5는 본 발명의 일실시 예에 따른 Xbee모듈 네트워크표이다.
도6은 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부 수조 수위 측정 실사진이다.
도7은 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부 수조 수위 측정표이다.
도8은 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부 수조 수위 그래프이다.1 is an overall configuration diagram of a menhole water level measurement system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an operation of a menhole level measurement system according to an embodiment of the present invention.
3 is an IR laser part wireless communication protocol table according to an embodiment of the present invention.
4 is an IR laser interface hardware specification table according to an embodiment of the present invention.
5 is a Xbee module network table according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a real water level measurement of the water level of the IR laser unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a water level measurement table of the IR laser unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a water level graph of the IR laser unit according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is "connected (connected, contacted, coupled)" to another part, this is not only when it is "directly connected", but also "indirectly" with another member in between. "It also includes the case where it is. Also, when a part is said to “include” a certain component, this means that other components may be further provided instead of excluding the other component unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일실시 예에 따른 멘홀 수위 측정 시스템 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a menhole water level measurement system according to an embodiment of the present invention.

도심 지역의 집중호우에 따른 지하 관로의 침수 증가에 따라, 빗물의 지하수 유입으로 인해 지하 관로에 많은 문제점이 발생되고 있다.Due to the increase in flooding of underground pipelines due to heavy rain in the downtown area, many problems have occurred in underground pipelines due to the inflow of rainwater into the groundwater.

특히 최근에는 집중호우로 인하여 지중화된 통신선과 전력선이 매설된 지하관로까지 침수 피해가 발생해, 부분적인 도시 기능 마비 현상까지 동반되고 있다.In particular, in recent years, flooding damage has occurred to underground pipelines where underground communication lines and power lines are buried due to heavy rain, which is accompanied by partial paralysis of urban functions.

도1에서 보는 바와 같이, 집중호우로 지중화된 통신선과 전력선이 매설되어 있는 지하관로가 침수되어, 통신선과 전력선 뿐만 아니라, 통신선과 전력선을 제어하는 제어장치까지 침수되어 부분적인 도시 기능 마비 현상이 발생하고 있다.As shown in FIG. 1, the underground pipelines in which communication lines and power lines underground underground with heavy rain are flooded, and not only communication lines and power lines, but also control devices for controlling the communication lines and power lines are flooded, resulting in partial urban function paralysis. Doing.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 지하관로에 출입하기 위한 멘홀의 하부에 수위측정부(10)를 설치하고, 수위측정부(10)에 포함된 IR레이저부(11)를 이용하여, 침수 수위를 측정하고, 측정된 침수 수위정보를 무선통신을 이용하여 실시간으로 정보수집부(20)와 정보저장부(30)로 전달하여 관리자에게 수리 이벤트를 전달할 수 있다. In order to solve this problem, the present invention, the water level measuring unit 10 is installed in the lower portion of the menhole for entering and exiting the underground pipeline, using the IR laser unit 11 included in the water level measuring unit 10, flooding The water level is measured, and the measured immersion level information is transmitted to the information collection unit 20 and the information storage unit 30 in real time using wireless communication, so that a repair event can be delivered to the manager.

이는 도심 지역에 설치된 다수의 멘홀 중 어느 멘홀이 침수되었는지 바로 확인이 가능하고, 관리자가 침수된 멘홀에서 바로 침수제거 작업을 진행할 수 있다.It is possible to immediately check which of the menholes installed in the downtown area has been flooded, and the manager can proceed to immersion removal from the flooded menholes.

종래에는 침수에 의한 부분적으로 도시 기능이 마비되면, 도시 기능이 마비된 해당 지역의 모든 멘홀을 개별적으로 다 열어서 침수 여부를 확인하고, 침수된 멘홀을 찾아내어 침수 관련 조치 취해야 했다.In the past, when the urban function was partially paralyzed by flooding, it was necessary to individually open all the menholes in the area where the urban function was paralyzed to check whether it was flooded or not, and to find the flooded menholes and take measures related to flooding.

하지만 본 발명에서는 멘홀의 침수여부와 침수된 멘홀 위치를 관리자가 실시간으로 확인할 수 있어, 침수된 멘홀을 바로 확인하여 조치함으로 종래보다 침수 멘홀을 찾는 시간과 비용을 줄일 수 있다. However, in the present invention, the manager can check whether or not the menhole is flooded and the location of the flooded menhole in real time, so it is possible to reduce the time and cost of finding a flooded menhole as compared to the conventional one by immediately checking and acting on the flooded menhole.

도2 본 발명의 일실시 예에 따른 멘홀 수위 측정 시스템 동작 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a menhole level measurement system according to an embodiment of the present invention.

도2에서 보는 바와 같이, 본 발명은 지하관로로 출입하기 위한 멘홀의 하부에 설치되며, 집중호우에 따른 지하관로 침수로 인해 지하관로의 침수 수위를 측정하기 위해 IR레이저부(11)를 구비하고, 측정된 지하관로의 침수 수위 정보를 무선통신을 이용하여 실시간으로 전송할 수 있는 하나 이상의 수위측정부(10), 하나 이상의 수위측정부에서 전송된 지하관로의 침수 수위 정보를 전송받아 수집할 수 있는 정보수집부(20), 정보수집부(20)에 수집된 정보를 전달받아 하나 이상의 수위측정부(10)에서 측정된 지하관로 침수 수위 정보를 저장하고, 이를 각각의 수위측정부(10)별로 분류할 수 있는 정보저장부(30)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 2, the present invention is installed in the lower part of the menhole for access to the underground pipeline, and equipped with an IR laser unit 11 to measure the level of flooding of the underground pipeline due to flooding of the underground pipeline due to heavy rain , One or more water level measurement unit 10 that can transmit the measured submerged water level information in real time using wireless communication, and can receive and collect the submerged water level information from the one or more water level measurement units After receiving the information collected by the information collection unit 20 and the information collection unit 20, the submerged water level information stored in the underground pipe measured by the one or more water level measurement units 10 is stored, and each of the water level measurement units 10 An information storage unit 30 that can be classified may be included.

수위측정부(10)는 침수 수위를 측정하기 위한 IR레이저부(11) 발사부, IR레이저부(11) 발사부에서 발사되어 침수 수위를 측정하고 되돌아 오는 레이저를 수신하는 IR레이저부(11) 수신부, 수신된 침수 수위 정보를 저장하기 위한 임시 정보 저장소, 임시 정보 저장소에 저장된 침수 수위 정보를 처리하여 무선신호로 변환할 수 있는 메인처리장치, 메인처리장치에서 변환된 무선신호를 전달받아 무선송신할 수 있는 XBee Slave모듈을 포함할 수 있다.The water level measurement unit 10 is an IR laser unit 11 for measuring an immersion level and receiving a laser that is emitted from an IR laser unit 11 launch unit and an IR laser unit 11 launch unit for measuring the immersion level. Receiver, temporary information storage for storing received immersion level information, main processing unit capable of processing the immersion level information stored in temporary information storage and converting it into a radio signal, and wireless transmission by receiving the converted wireless signal from main processing unit It can include an XBee Slave module that can.

정보저장부(30)는 수위측정부(10)별로 측정되고 분류된 정보를 매니지먼트 서버로 전달할 수 있다.The information storage unit 30 may transmit the measured and classified information for each water level measurement unit 10 to the management server.

매니지먼트 서버는 각각의 수위측정부 침수 수위 정보를 침수위험 기준치와 비교할 수 있다.The management server can compare the immersion level information of each water level measurement unit with the immersion risk reference value.

매지니먼트 서버는 침수위험 기준치 이상의 침수 수위 정보를 감지할 경우, 작업자 관리장치로 침수위험 기준치 이상의 수위측정부의 위치를 전달하고 수리 이벤트를 전달할 수 있다. When the management server detects the immersion level information above the immersion risk threshold, the management server may transmit the location of the water level measurement unit above the immersion risk threshold and the repair event to the operator management device.

도3은 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부(11) 무선 통신 규약표이다.3 is an IR laser unit 11 wireless communication protocol table according to an embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부(11) 인터페이스 하드웨어 규격표이다.4 is a hardware specification table of the IR laser unit 11 interface according to an embodiment of the present invention.

IR 레이저부(11)는 초음파 센서나 기존 IR 거리감지 센서와 달리 직진성이 강해서 거리 감지에 대한 오차가 없는 것은 아니지만 성능을 보면 효율성이 좋다. Unlike the ultrasonic sensor or the conventional IR distance sensor, the IR laser unit 11 has strong linearity, so there is no error in distance sensing, but it is efficient in terms of performance.

I2C 통신을 사용하기 때문에 다른 I2C 통신을 사용하는 모듈을 추가 할 수 있는 장점이 있다. Since it uses I2C communication, it has the advantage of adding modules that use other I2C communication.

특히 VL53L0X 레이저 센서는 시력에 무해한 내장형 적외선 레이저 고급 필터와 초고속 광자 검출 어레이가 있는 완전 통합형 센서이다. In particular, the VL53L0X laser sensor is a fully integrated sensor with a built-in infrared laser advanced filter that is harmless to the eyes and an ultrafast photon detection array.

까다로운 작동 조건에서도 목표물의 반사도와 상관없이 목표물까지의 거리를 약 2M를 직접 감지할 수 있다.Even in difficult operating conditions, the distance to the target can be directly detected, regardless of the reflectivity of the target.

IR레이저부(11) 인터페이스는 다음과 같은 RF 모듈로 동작한다. WIZ610wi는 RS-232 프로토콜과 TCP/IP을 사용한다. 무선 프로토콜은 IEEE802.11 b/g 무선 랜 프로토콜로 변환시키는 게이트웨이 모듈로 RS-232 시리얼 인터페이스 또는 TCP/IP가 장착된 장비를 무선 랜 망에 연결하여 원격 측정, 관리 및 제어를 기능을 가능한 IoT 모듈이다. The IR laser unit 11 interface operates as the following RF module. WIZ610wi uses RS-232 protocol and TCP / IP. The wireless protocol is a gateway module that converts to the IEEE802.11 b / g wireless LAN protocol.It is an IoT module capable of remote measurement, management, and control by connecting a device equipped with an RS-232 serial interface or TCP / IP to the wireless LAN network. to be.

수위측정부(10)는 빗방울 감지센서와 온습도 감지센서를 포함할 수 있다. 지중화된 통신과 전력선의 지하관로의 출입구를 막고 있는 멘홀을 통해 빗물이 유입될 경우, 멘홀 하부에 설치된 빗방울 감지센서가 이를 감지할 수 있다.The water level measurement unit 10 may include a raindrop detection sensor and a temperature and humidity detection sensor. When rainwater enters through the menhole blocking the entrance to the underground passage of the power line and the underground communication, the raindrop detection sensor installed under the menhole can detect this.

지하관로에 계속 빗물이 유입되어 침수가 일어날 경우, 지하관로 내의 습기가 증가하고 온습도 센서 이를 감지할 수 있다.If rainwater continues to flow into the underground pipeline and flooding occurs, the moisture in the underground pipeline increases and the temperature and humidity sensor can detect it.

빗방울 감지센서와 온습도 감지센서에 의해 감지된 측정정보가 사용자가 정한 기준치 이상이 될 경우, IR레이저부(11)로 수위를 측정할 수 있도록 시스템을 구성할 수 있다.When the measurement information detected by the raindrop detection sensor and the temperature / humidity detection sensor exceeds a user-determined reference value, the system can be configured to measure the water level with the IR laser unit 11.

평소에 비가 오지 않을 때에는 수위측정부(10)가 작동을 멈추고 대기 상태로 있다가, 빗방울 감지센서에 의해 빗물이 감지되면 수위측정부(10)가 작동하도록 시스템을 구성할 수 있다. 이럴 경우, 수위측정부(10)에 공급되는 전력을 절약할 수 있는 효과가 있다.When it does not rain normally, the water level measuring unit 10 stops working and is in a standby state, and when rain water is detected by the raindrop detection sensor, the water level measuring unit 10 may be configured to operate. In this case, there is an effect that can save the power supplied to the water level measuring unit 10.

빗방울 감지센서는 감지되는 것이 없지만, 온습도 감지센서에 사용자가 설정한 기준치 이상 측정정보가 감지되면, IR레이저부(11)로 수위를 측정할 수 있도록 시스템을 구성하여 이를 바탕으로 복수개의 멘홀 중 어느 멘홀이 침수되었는지 바로 확인하여 조치할 수 있다. Although the raindrop detection sensor is not detected, when the temperature and humidity detection sensor detects measurement information above the threshold set by the user, the system is configured to measure the water level with the IR laser unit 11, and based on this, any of a plurality of menholes You can immediately check if the menhole has been flooded and take action.

온습도 감지센서는 감지되는 것이 없지만, 빗방물 감지센서에 사용자가 설정한 기준치 이상 측정정보가 감지되면, IR레이저부로 수위를 측정할 수 있도록 시스템을 구성하여 이를 바탕으로 복수개의 멘홀 중 어느 멘홀이 침수되었는지 바로 확인하여 조치할 수 있다.The temperature and humidity detection sensor is not detected, but when the rainwater detection sensor detects the measurement information above the threshold set by the user, the system is configured to measure the water level with the IR laser, and based on this, any of the menholes is flooded. You can check immediately and take action.

빗방물 감지센서와 온습도 감지센서는 상화보완적으로 사용될 수 있다.The rainwater detection sensor and the temperature / humidity detection sensor may be used as complements to the image.

수위측정부(10)는 수위측정부(10)의 전원공급을 위해 멘홀 상부에 설치되어 태양광으로부터 전력을 발생시킬 수 있는 태양광 패널부(12)을 포함할 수 있다. The water level measurement unit 10 may include a solar panel unit 12 that is installed on the top of the menhole for power supply of the water level measurement unit 10 to generate power from sunlight.

본 발명의 실시예로, 수위측정부(10)는 5V로 충전할 수 있는 태양광 패널부(12)을 포함할 수 있다. 평소 비가 오지 않을 때는 태양광을 이용하여 수위측정부(10)에 필요한 전원을 태양광 패널부(12)을 통해 공급받을 수 있다. In an embodiment of the present invention, the water level measurement unit 10 may include a solar panel unit 12 capable of charging at 5V. When it usually does not rain, power required for the water level measurement unit 10 may be supplied through the solar panel unit 12 using sunlight.

수위측정부(10)는 태양광 패널부(12)을 통해 충전된 5V의 전기를 3.3V로 변환하여 수위측정부(10) 전원으로 사용할 수 있다. The water level measurement unit 10 may convert 5V electricity charged through the solar panel unit 12 to 3.3V and use it as a power source for the water level measurement unit 10.

도5는 본 발명의 일실시 예에 따른 Xbee모듈 네트워크표이다.5 is a Xbee module network table according to an embodiment of the present invention.

수위측정부(10)는 측정정보를 무선통신 하기 위해 XBee Slave 모듈을 포함할 수 있다.The water level measurement unit 10 may include an XBee Slave module to wirelessly communicate measurement information.

정보수집부(20)는 수위측정부(10)의 하나 이상의 상기 수위측정부의 XBee Slave 모듈에서 송신하는 상기 지하관로 침수 수위 정보를 수집하기 위해 XBee Master 모듈을 포함할 수 있다.The information collecting unit 20 may include an XBee Master module to collect submerged water level information from the underground pipe transmitted by the XBee Slave module of one or more of the water level measuring unit 10 of the water level measuring unit 10.

XBee Master 모듈은 복수개의 상기 수위측정부의 XBee Slave 모듈에서 송신하는 상기 지하관로 침수 수위 정보를 동시에 수집할 수 있다. The XBee Master module can simultaneously collect submerged water level information transmitted from the XBee Slave module of the plurality of water level measurement units.

목적지까지 무선전송하기 위해서 XBee 무선통신 모듈은 각각의 규약과 프로토콜을 갖게 된다. To transmit wirelessly to a destination, the XBee wireless communication module has its own protocol and protocol.

예를 들어, IEEE 802.11 혹은 IEEE 802.15.1과 같이 WIFI나 블루투수의 프로토콜을 갖게 된다. For example, it has a protocol of WIFI or blue pitcher such as IEEE 802.11 or IEEE 802.15.1.

Xbee는 장치간의 저가격, 저속도 유비쿼터스를 지향하기에 이에 맞는 802.15.4를 채택하게 된다. Xbee adopts 802.15.4 suitable for low-cost, low-speed ubiquitous between devices.

간단한 무선통신을 하기 위해서는 별도의 파라미터 구성이 필요없이 공장 출하 그대로 사용할 수 있다.In order to perform simple wireless communication, it is possible to use it as it is shipped from the factory without any additional parameter configuration.

XBee 모듈은 크게 Series1과 Series2 두 종류로 나눌 수 있다.   XBee module can be divided into two types: Series1 and Series2.

두 시리즈 제품은 기본적으로 동일한 특징들을 많이 가지고 있지만 몇 가지에서 서로 다른 차이점을 보이는데 먼저 Series1 같은 경우에는 별도의 설정이 필요하지 않기 때문에 즉시에 사용할 수 있다는 편리성이 있으며 IEEE 802.15.4 프로토콜을 사용하게 된다.The two series products basically have many of the same features, but they differ in some ways. First, in the case of Series 1, there is no need for a separate configuration, so it is convenient to use immediately, and it is recommended to use the IEEE 802.15.4 protocol. do.

　이 프로토콜은 무선 개인 영역 네트워크로 노드 사이의 데이터 처리를 1초당 250Kbps까지 제공하는 특징이 있다. 또한 네트워크 토폴로지의 경우에는 P2P 또는 스타 네트워크 사용이 가능하다. This protocol is a wireless personal area network that provides data processing between nodes up to 250 Kbps per second. Also, in the case of network topology, P2P or star networks can be used.

반면에 Series2의 경우에는 802.15.4 프로토콜에 네트워크 계층과 응용 계층을 더 추가한 지그비 프로토콜을 지원한다. 이로 인해 초기에 사용하기 위해서는 별도의 설정이 필요하며 더 적은 전력으로 사용할 수 있고 추가적인 기능과 네트워크 사용이 가능하다. On the other hand, in the case of Series2, the ZigBee protocol that adds the network layer and application layer to the 802.15.4 protocol is supported. Because of this, a separate setting is required for initial use, can be used with less power, and additional functions and networks can be used.

도6은 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부 수조 수위 측정 실사진이다.Figure 6 is a real water level measurement of the water level of the IR laser unit according to an embodiment of the present invention.

수조의 물 높이를 5cm채우고, IR레이저부와 수조 측면에 부착된 눈금자로 측정하여 측정값을 비교하였다. The height of the water in the water tank was filled 5 cm, and the measured values were compared by measuring the IR laser and the ruler attached to the side of the water tank.

상기와 같이, 수조의 물 높이를 10cm, 15cm, 20cm로 높여가면서, IR레이저부와 수조 측면에 부착된 눈금자로 측정하여 측정값을 비교하였다. As described above, while increasing the water height of the water tank to 10cm, 15cm, 20cm, the measurement value was compared by measuring the IR laser and the ruler attached to the side of the water tank.

도7은 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부 수조 수위 측정표이고, 도8은 본 발명의 일실시 예에 따른 IR레이저부 수조 수위 그래프이다.7 is a water level measurement table of the IR laser unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a water level graph of the IR laser unit according to an embodiment of the present invention.

도7에서 보는 바와 같이, a는 IR레이저부 측정값, b는 눈금자 측정값, c는 오차값(a-b)이고, A부터 E까지의 표본 오차는 평균값은 1.9cm 를 나타내고 있다. As shown in FIG. 7, a is an IR laser unit measurement value, b is a ruler measurement value, c is an error value (a-b), and the sample error from A to E represents an average value of 1.9 cm.

도8에서 보는 바와 같이, IR레이저부 측정값과 눈금자 측정값이 일정한 오차를 보이고 있어, 상기 평균 오차값을 측정 오차 보정시 적용할 수 있다.As shown in FIG. 8, the IR laser unit measurement value and the ruler measurement value show a constant error, and the average error value can be applied when correcting the measurement error.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The above description of the present invention is for illustration only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention.

10 : 수위측정부
11 : IR레이저부
12 : 태양광 패널부
20 : 정보수집부
30 : 정보저장부10: water level measuring unit
11: IR laser part
12: Solar panel part
20: Information collection department
30: information storage

Claims (8)

지하관로로 출입하기 위한 멘홀의 하부에 하나 이상 설치되며, 집중호우에 따른 지하관로 침수로 인해 지하관로의 침수 수위를 측정하기 위해 IR레이저부를 구비하고, 측정된 지하관로의 침수 수위 정보를 무선통신을 이용하여 실시간으로 전송할 수 있으며, 빗방울 감지센서와 온습도 감지센서를 구비하는 수위측정부;
상기 하나 이상의 수위측정부에서 전송된 상기 지하관로의 침수 수위 정보를 전송받아 수집할 수 있는 정보수집부;
상기 정보수집부에 수집된 정보를 전달받아 하나 이상의 상기 수위측정부에서 측정된 상기 지하관로 침수 수위 정보를 저장하고, 이를 각각의 상기 수위측정부별로 분류할 수 있는 정보저장부; 를 포함하고,
상기 빗방울 감지센서에 의해 빗물이 감지되는 경우 또는, 상기 온습도 감지센서에 의해 미리 설정한 기준치 이상의 습기 측정정보가 감지되는 경우, 대기 중인 상기 IR레이저부에 의한 수위 측정이 수행됨으로써, 상기 수위측정부에 공급되는 전력 효율이 증대되는 것을 특징으로 하는 멘홀 수위 측정 시스템.
One or more are installed in the lower part of the menhole to access the underground pipeline, and an IR laser unit is provided to measure the flooding level in the underground pipeline due to flooding due to heavy rain, and wireless communication of the measured flooding level information of the underground pipeline A water level measurement unit that can be transmitted in real time using a raindrop detection sensor and a temperature and humidity detection sensor;
An information collection unit capable of receiving and collecting inundation level information of the underground pipe transmitted from the at least one water level measurement unit;
An information storage unit that receives the information collected in the information collection unit and stores the submerged water level information measured by the at least one water level measurement unit, and classifies it into each of the water level measurement units; Including,
When rainwater is detected by the raindrop detection sensor or when moisture measurement information above a predetermined reference value is detected by the temperature and humidity detection sensor, water level measurement by the IR laser unit in the air is performed, so that the water level measurement unit Menhole water level measuring system characterized in that the power efficiency is supplied to the increase.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 수위측정부는 측정정보를 무선통신 하기 위해 XBee Slave 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 멘홀 수위 측정 시스템.
The method according to claim 1,
The water level measurement unit Menhole level measurement system, characterized in that it comprises an XBee Slave module for wireless communication of the measurement information.
청구항1에 있어서,
상기 수위측정부는 상기 수위측정부의 전원공급을 위해 멘홀 상부에 설치되어 태양광으로부터 전력을 발생시킬 수 있는 태양광 패널부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멘홀 수위 측정 시스템.
The method according to claim 1,
The water level measuring unit is a menhole water level measuring system characterized in that it comprises a solar panel portion that is installed on the top of the menhole for power supply of the water level measuring unit to generate power from sunlight.
청구항1에 있어서,
상기 정보수집부는 하나 이상의 상기 수위측정부의 XBee Slave 모듈에서 송신하는 상기 지하관로 침수 수위 정보를 수집하기 위해 XBee Master 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 멘홀 수위 측정 시스템.
The method according to claim 1,
The information collection unit menhole level measurement system characterized in that it comprises an XBee Master module for collecting the submerged water level information in the underground pipe transmitted from the XBee Slave module of one or more of the water level measurement unit.
청구항5에 있어서,
상기 XBee Master 모듈은 복수개의 상기 수위측정부의 XBee Slave 모듈에서 송신하는 상기 지하관로 침수 수위 정보를 동시에 수집하는 것을 특징으로 하는 멘홀 수위 측정 시스템.
The method according to claim 5,
The XBee Master module is a Menhole water level measuring system, characterized in that at the same time to collect the submerged water level information transmitted from the XBee Slave module of the plurality of water level measurement units at the same time.
청구항1에 있어서,
상기 정보저장부는 상기 수위측정부별로 측정되고 수집되어 분류된 정보를 매니지먼트 서버로 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 멘홀 수위 측정 시스템.
The method according to claim 1,
The information storage unit is a menhole level measurement system characterized in that it can transmit the information measured and collected by the water level measurement unit to the management server.
청구항7에 있어서,
상기 매니지먼트 서버는 상기 정보저장부로부터 전달받은 정보를 판단하여 점검이 필요할 경우, 작업자 관리장치로 수리 이벤트를 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 멘홀 수위 측정 시스템.

The method according to claim 7,
The management server determines the information received from the information storage unit, and when a check is necessary, a menhole level measurement system characterized in that the repair event can be delivered to the worker management device.

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