KR102167652B1 - 수중환경 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
통신망을 통하여 사용자의 단말기로 수중 환경정보를 제공하는 수중환경 모니터링 시스템에 있어서,
수중어구에 설치되며, 수중어구의 상태와 위치를 포함하는 수중환경정보를 음파신호로 탐지하는 수중환경탐지기와; 수상에서 단말기와 전파신호로 통신하고, 수중에서 수중환경탐지기와 음파통신하여 위치 탐지시 시공간 다이버시티를 적용한 중계부표를 포함한다.
수중어구에 설치되며, 수중어구의 상태와 위치를 포함하는 수중환경정보를 음파신호로 탐지하는 수중환경탐지기와; 수상에서 단말기와 전파신호로 통신하고, 수중에서 수중환경탐지기와 음파통신하여 위치 탐지시 시공간 다이버시티를 적용한 중계부표를 포함한다.
Description
본 발명은 수중환경 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 수중어구의 위치, 상태 및 어획량 정보를 음파신호로 통신하고 이 음파신호를 변조하여 사용자의 단말기로 전파통신하여 실시간 확인할 수 있는 수중환경 모니터링 시스템에 관한 것이다.
전 세계적으로 수산자원을 지속적으로 이용할 수 있는 방안을 모색하고 있으며, 국내에서도 수산자원을 보호하기 위하여 수산자원의 포획·채취, 어선·어구·어법 등을 제한하고 있다. 그러나 어업인들은 수중에 설치한 어구의 어획량을 확인하기가 어렵고 어획량을 확인 및 어구회수를 위하여 무리한 조업을 해야하는 부담이 따를 수 있다. 또한, 수중에서 수산자원을 포획·채취하기 위하여 어구를 과다하게 사용하게 되면 수산자원의 감소가 빨라지고, 수중에서 유실되거나 폐기되는 어구가 많아지게 된다. 따라서 어업인이 사용하는 어구의 위치, 상태 및 어획량을 효율적으로 실시간 확인할 수 있고, 해양 수중 상태를 확인하기 위한 수중환경 모니터링 시스템이 필요하다.
따라서, 수중환경을 모니터링하기 위한 수중 음파 통신 시스템은 수중 다중경로 환경에 강인하고 대역 효율이 좋으며 고속 디지털 전송에 적합한 PSK (Phase Shift keying) 등의 위상변조(phase modulation) 방식이 적용되고 있다. 하지만 수중의 환경 변동 및 송수신기의 이동 등에 의해 위상과 주파수 변동이 발생된다. 예를 들어, 모선과 AUV(Autonomous underwater vehicle) 간에 신호전송에서 수중환경의 변동과 로봇의 움직임에 의해 시공간적인 해양 음파 통신 채널 환경 변화에 영향을 받게 된다.
특히 수중음파 통신 채널에서 다중 경로의 시공간적 변동성은 통신 성능을 좌우하는 주요 환경요인이다. 해면 변동, 조석, 염도와 수온 그리고 해저의 반사 매질 특성 등은 시간 및 공간적 변동 특성을 가지고 있으며, 수중 다중 경로로 송신되는 송신 신호의 각 경로 특성을 변화시킨다.
또한, 송신기와 수신기의 수심 및 거리, 송신 반송파 주파수 그리고 이동성을 가지는 수중 시스템의 위치 변동 등의 외적인 요인에 의해서도 영향을 받게 된다. 수중 음파 통신의 성능에 영향을 미치는 다른 환경요인으로는 흡수손실, 배경잡음, 도플러 등이 있다.
수중 다중경로 채널은 해면 변동, 조석에 따른 수심 변동, 송/수신기의 이동, 반사 경계면의 불규칙성 등에 의한 시공간적 변동 특성을 가지면, 이로 인해 송신 신호는 진폭, 위상, 주파수 그리고 각 경로의 시간 지연(time delay)에 영향을 준다. 결과적으로 시변적 다중경로 채널에서 송신 주파수는 도플러 확산 (Doppler spread)과 위상 천이 (phase shift)를 갖는다.
따라서 디지털 수중음파 통신의 각 심벌 신호는 위상의 변화를 받게 되며 각각의 심벌신호는 다중경로에 의해 지연 확산되어 통신채널의 상관대역폭 (coherence bandwidth)이 제한되어 심벌 간 간섭 (inter symbol interference)이 발생된다. 또한, 시공간적 변동 특성을 가지는 수중 다중경로 채널에서 통신시스템의 성능은 채널의 주파수 선택성(frequency selective)과 페이딩에 영향을 받게 된다.
특허문헌 1을 참조하면, 종래의 해양관측 부이 시스템은 와이어 로프를 이용하여 수심별 해양상태를 관측하는 장치에 관하여 기재되어 있고, 수중의 음파변조를 이용한 어획량 모니터링에 대해서 기재되어 있지 않다.
또한, 특허문헌 2를 참조하면, 수중에서 이용되어지는 어구들을 통합적으로 관리하기 위한 어구통합관리시스템에 관한 것에 관련하여 기재되어 있고, 위치 탐사시 시공간 다이버시티를 적용하는 점에 대해서 미기재되었다.
본 발명은 상기한 점들을 감안하여 창안된 것으로서, 수중어구 위치, 상태 및 어획량을 실시간으로 확인할 수 있도록 된 수중환경 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 수중의 환경 변동 및 수중환경탐지기의 이동 등에 의해 위상과 주파수가 변동하더라도 정확하고 안정적으로 통신을 중계할 수 있도록 된 수중환경 모니터링 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 통신망을 통하여 사용자의 단말기로 수중 환경정보를 제공하는 수중환경 모니터링 시스템에 있어서, 수중어구에 설치되며, 상기 수중어구의 상태와 위치를 포함하는 수중환경정보를 음파신호로 탐지하는 수중환경탐지기와; 수상에서 상기 단말기와 전파신호로 통신하고, 수중에서 상기 수중환경탐지기와 음파통신하여 위치 탐지시 시공간 다이버시티를 적용한 중계부표를 포함할 수 있다.
상기 수중환경탐지기는 본체와; 상기 본체 내에 설치되며, 음파신호로 상기 수중환경정보를 탐지하는 제1음파신호모듈과; 상기 제1음파신호모듈에서 전송된 음파신호를 상기 중계부표로 송신하는 음파송신트랜듀서를 포함할 수 있다.
상기 중계부표는 수중 및 해상에 설치되는 부표본체와; 상기 부표본체 내부에 설치되고 수중 음파 통신하며 상기 수중환경탐지기의 위치를 탐지하는 위치탐지모듈과; 상기 위치탐지모듈로부터 전송된 추출된 음파신호를 전파신호로 변환하는 전파신호변환부; 및 상기 전파신호변환부와 상기 단말기 사이에 설치되며, 전파신호로 상기 단말기로 송신하는 전파송신부를 포함할 수 있다.
상기 위치탐지모듈은 상기 수중환경탐지기의 음파신호를 수신하여 변환시키는 음파수신트랜듀서와; 상기 음파수신트랜듀서로부터 음파신호를 수신하는 음파수신부; 및 상기 음파수신부로부터 수신된 데이터를 추출하는 데이터추출부를 포함할 수 있다.
상기 중계부표는 상기 부표본체에 설치되며, 음파신호로 상기 수중환경정보를 탐지하는 제2음파신호모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 통신망을 통하여 사용자의 단말기로 수중 환경정보 및 수중어구의 위치를 제공하는 수중환경 모니터링 시스템에 있어서, 수상 및 수중에 위치하는 것으로, 수상에 위치한 상부는 상기 단말기와 전파신호로 통신하고, 수중에 위치한 하부는 상기 수중어구의 상태와 위치를 포함하는 수중환경정보를 음파신호로 탐지하는 중계부표를 포함할 수 있다.
상기 중계부표는 해상 및 수중에 위치하는 부표본체와; 상기 부표본체 내부에 설치되고 수중 음파 통신하며 상기 수중어구의 위치를 탐지하는 위치탐지모듈과; 상기 위치탐지모듈로부터 전송된 추출된 음파신호를 전파신호로 변환하는 전파신호변환부; 및 상기 전파신호변환부와 상기 단말기 사이에 설치되며, 전파신호로 상기 단말기로 송신하는 전파송신부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2음파신호모듈, 상기 음파신호모듈 각각은 수중에서의 음파신호를 발생시키는 음파발생부와; 상기 음파발생부에서 발생된 음파신호를 송신하는 음파송신부와; 상기 음파신호를 수중에 방사하고 수중에서 반사된 음파를 수신하여 수중 환경정보를 탐지하는 탐지부와; 상기 탐지부로부터 수중 환경정보가 반영된 음파신호를 수신하는 음파수신부; 및 상기 음파수신부에서 받은 신호 데이터로부터 유효 데이터를 추출하는 음파데이터추출부를 포함할 수 있다.
상기 탐지부는 타겟이 되는 상기 수중어구 주변의 수온, 수압, 염분 및 유속을 감지하는 수중환경센서부; 및 상기 수중어구의 위치와 상태정보 및, 어획량정보를 감지하는 어구탐지부를 포함할 수 있다.
상기 중계부표는 상기 수중환경탐지기의 중심을 지나는 가상 수평면 및 가상 수직면과 교차되어 위치하여 상기 수중환경탐지기의 위치를 찾는 어구탐지센서부와; 상기 어구탐지센서부에 시간차를 두고 입력되는 수신신호들의 위상동기 시점을 찾아 잡음을 제거하는 잡음감소부와; 상기 어구탐지센서부의 수신신호를 시간 지연시켜 도출된 위상 동기 시점을 기준으로 위상을 정합처리하는 지연조정부; 및 상기 지연조정부의 신호들을 가산하여 합성하는 신호합성부를 더 포함하여 상기 시공간 다이버시티를 적용할 수 있다.
상기 어구탐지센서부는 상기 수중환경탐지기의 중심을 지나는 가상 수평면과 교차되도록 배치되는 제1어구탐지센서부; 및 상기 수중환경탐지기의 중심을 지나며 가상 수평면과 수직하는 가상 수직면과 교차되도록 배치되는 제2어구탐지센서부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수중환경 모니터링 시스템은 어구의 상태 및 해양 수중 상태를 모니터링 할 수 있기에 어구회수 비용이 감소하고 무리한 조업에 대한 노동시간을 감소시키는 효과가 있다.
또한, 중계부표는 수중의 환경 변동 및 송수신기의 이동 등에 의해 위상과 주파수가 변동하더라도 센서그룹부 및 정합필터부를 통하여 정확하고 안정적으로 통신을 중계할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 도 1의 일 예에 따른 수중환경탐지기 및 중계부표의 블록도.
도 3은 도 1의 다른 예에 따른 수중환경탐지기 및 중계부표의 블록도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템의 중계부표를 보인 블록도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템을 나타낸 구성도.
도 6은 도 5의 어구탐지센서부를 나타낸 도면.
도 7은 도 5에서 나타낸 중계부표의 블록도.
도 8a은 도 5의 중계부표 센서하우징과 관련하여 시공간 다이버시티의 적용을 설명하기 위한 도면.
도 8b은 도 8a의 시간에 따른 주파수 신호의 도달시간을 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명에 따른 수중환경탐지기의 위치를 파악하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 일 예에 따른 수중환경탐지기 및 중계부표의 블록도.
도 3은 도 1의 다른 예에 따른 수중환경탐지기 및 중계부표의 블록도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템의 중계부표를 보인 블록도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템을 나타낸 구성도.
도 6은 도 5의 어구탐지센서부를 나타낸 도면.
도 7은 도 5에서 나타낸 중계부표의 블록도.
도 8a은 도 5의 중계부표 센서하우징과 관련하여 시공간 다이버시티의 적용을 설명하기 위한 도면.
도 8b은 도 8a의 시간에 따른 주파수 신호의 도달시간을 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명에 따른 수중환경탐지기의 위치를 파악하는 방법을 설명하기 위한 도면.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 본 출원에서, "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.
이하 첨부한 도면들을 참조로 본 발명에 따른 수중환경 모니터링 시스템을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템을 나타낸 구성도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템은 통신망을 통하여 사용자의 단말기(10) 및/또는 기지국(30)으로 수중 환경정보를 제공한다. 이를 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템은 수중어구(50)에 설치되는 수중환경탐지기(300)와, 수면에 위치하는 중계부표(100)를 포함할 수 있다.
기지국(30)은 육상 이동국과의 통신 또는 이동 중계국의 중계에 의한 통신을 하기 위한 무선국을 말할 수 있다. 지상에 있는 관제센터 내지 선박 등에 설치되어 단말기(10)와 중계부표(100) 간에 통신을 중계할 수 있다.
단말기(10)는 선박 위 또는 지상에서 개인이 사용하는 범용 이동통신수단을 의미한다. 단말기(10)에 수중환경 모니터링 시스템관련 어플 또는 프로그램을 설치하여 어업인들이 실시간으로 수중환경, 수중어구(50) 상태 및 어획량을 확인할 수 있다. 또한, 단말기(10)는 영상장비와 같은 소프트웨어가 임베디드된 전용 단말기(10)를 의미할 수도 있다.
중계부표(100)는 부표본체(101), 수중본체(103) 및 해상본체(105)를 포함할 수 있다. 또한, 수상에서 수면에 위치하는 것으로, 단말기(10)와 전파신호로 통신하고, 수중에서 수중환경탐지기(300)와 수중에서 음파통신하여 위치 탐지시 시공간 다이버시티를 적용할 수 있다. 부표본체(101)는 중계부표(100)의 몸체에 속하여 부력재로 구성되어 일부분은 수중에 위치하고 나머지 부분은 해상에 위치할 수 있다. 수중본체(103)는 부표본체(120) 하부와 연결되어 수중에서 음파통신할 수 있다. 해상본체(105)는 부표본체(120) 상부와 연결되어 안테나와 같이 해상에서 단말기(10) 및/또는 기지국(30)과 전파 통신할 수 있다. 또한, 해상본체(105)는 도 1에서 보는 바와 같이 상부의 가장 끝부분이 넓은 판으로 되어 태양에너지를 흡수하는 태양열패널을 더 포함할 수도 있다.
수중환경탐지기(300)는 본체(301), 어구고리(303), 본체상부(305), 본체하부(307)를 포함하고, 수중어구(50)에 설치되며, 수중어구(50)의 상태와 위치를 포함하는 수중환경정보를 음파신호로 탐지할 수 있다. 본체(301)는 부력재로 구성되어 해저와 해수면 사이에 위치할 수 있다. 또한, 본체(301)는 해저로 가라앉지 않고 자체적으로 뜰 수 있고 직립하여 어망(51)과 그 어망(51)을 지지하는 부력지지대(55)로 구성된 수중어구(50)의 상태와 위치를 탐지할 수 있다. 어구고리(303)는 본체(301)에 설치되고 부력지지대(55)와 나란히 위치하거나 그 보다 상부에 위치하여 본체(301)와 어망(51)을 연결할 수 있다. 또한, 어구고리(303)는 급격한 해류의 변화에도 이탈하지 않도록 수중어구(50)를 지지하는 역할을 할 수도 있다. 본체상부(305)는 본체(301) 상부에 설치되어 중계부표(100)와 음파통신할 수 있다. 본체하부(307)는 본체(301) 하부에 설치되어 음파신호를 발생하여 어망(51) 안의 어획량을 포함하는 수중환경정보를 탐지할 수 있다.
여기서, 음파는 음의 소밀을 통해 주기적인 반복을 이용한 파의 총체를 의미하고 음향은 음의 소밀을 통해 인간이 듣고 말하는 음역을 말한다. 여기서 음향은 20Hz 내지 20,000Hz 범위를 의미한다.
도 2는 도 1의 일 예에 따른 수중환경탐지기 및 중계부표의 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 수중환경탐지기(300)는 통신망을 통하여 사용자의 단말기(10) 및/또는 기지국(30)으로 수중 환경정보를 제공하는 수중환경 모니터링 시스템 중 하나이며 수중어구(50)에 설치될 수 있다. 수중어구의 상태와 위치를 포함하는 수중환경정보를 음파신호로 탐지할 수 있다.
수중환경탐지기(300)는 제1음파신호모듈(310), 음파송신트랜듀서(330) 및 전원부(340)을 포함할 수 있다. 제1음파신호모듈(310)은 본체(320) 내에 설치되며 음파발생부(311), 음파송신부(313), 탐지부(320), 음파수신부(315) 및 음파데이터추출부(317)을 포함할 수 있다. 음파발생부(311)는 전원부(340)에서 공급되는 전류로 음파를 생성하고 수중에서의 음파신호를 발생시킬 수 있다. 음파송신부(313)는 음파발생부(311)에서 발생된 음파신호를 송신할 수 있다. 탐지부(320)는 음파송신부(313)로부터 송신된 음파신호를 수중에 방사하고 수중의 목표물 즉, 어구, 어류 등에서 반사된 음파를 수신하여 수중 환경정보를 탐지할 수 있다. 음파수신부(315)는 탐지부(320)로부터 수중 환경정보가 반영된 음파신호를 수신할 수 있다. 여기서 탐지부(320)는 수중에 대략 100 내지 250kHz 범위의 주파수를 방사할 수 있다. 탐지부(320)는 목표물로 하는 수중어구(50) 주변의 수온, 수압, 염분 및 유속을 감지하는 환경센서부(321) 및 수중어구(50)의 위치와 상태정보 및, 어획량정보를 감지하는 어구탐지부(325)를 포함할 수 있다. 음파데이터추출부(317)은 음파수신부(315)에서 받은 신호 데이터로부터 유효 데이터를 추출할 수 있다.
또한, 제1음파신호모듈(310)은 다양한 수중음파전달로 탐사하는 방법을 활용할 수 있다. 예를들어, 정합장 처리, 해양음파 토모그래피 및 시계열 반전 거울(시역전) 등을 활용할 수 있다.
정합장 처리(Matched field processing; 이하 MFP)는 해양환경에 대한 정보가 주어진 경우, 임의 위치의 음원으로 방사된 음파를 수신된 수직 선배열 청음기로 수신할 수 있다. 그 수신 신호와 음파전달 모델에 의한 결과와의 상관관계를 이용하여 음원의 위치를 추정하는 방법이다. 그리고 해양음파 토모그래피(Ocean acoustic tomography; 이하 OAT)는 해수 중에서 음파가 전파할 때 통과 매질의 음속장 변화에 따른 음파 전파시간 변화특성을 근거로 해수의 물리적 성질 (수온이나 음속, 해류 등)을 역추정하는 해양탐사 방법이다. 해수 중에서 음속은 매질의 수온과 염분 및 밀도의 함수로 음파 통과매질의 음속변화는 음파 전파경로 및 도달시간 변화를 일으킨다. 즉, 송신기와 수신기 사이의 음속장에 따라 도달시간이 달라지게 된다. 이때 송신기와 수신기 사이의 매질의 음속장 변화량이 평균 음속장에 비하여 크지 않다는 가정하에 대상해역의 음속구조 기준이 되는 표준해양(canonical ocean)을 설정한다. 이러한 표준해양에서의 음파 도달시간을 음파모델을 이용하여 계산하고 대상해역에서 정확한 도달시간을 관측하여 역문제를 이용한 음속 변동량 추측이 해양음파 토모그래피의 핵심 내용이 될 수 있다. 또한, 시계열 반전 거울(Time reversal mirror;이하 TRM)은 송신기에서 송신된 신호를 임의 위치에 있는 수신기에서 수신한 후, 그 신호를 뒤집어(time reversal 또는 phase conjugation) 수신기 위치에서 송신하면 송신기 위치의 수신기에서는 원래 송신된 신호를 가장 잘 수신할 수 있다는 원리이다. TRM은 해양환경에 대한 정보가 전혀 없는 경우에도 음원의 위치파악이나 해양환경의 변화와 phase conjugation과의 관계를 통한 표적탐지나 해양환경의 연구에 많이 쓰이는 방법이다.
음파송신트랜듀서(330)는 본체상부(305) 및/또는 본체(320) 내에 위치할 수 있다. 상세하게 음파송신트랜듀서(330)는 수중에서 음파신호를 통해 먼 거리에 있는 중계부표(100)와 통신하여 자신의 위치 정보를 송신할 수 있다. 또한, 음파송신트랜듀서(330)는 수중환경정보 즉, 수중어구(50)의 상태정보, 위치정보, 어획량정보, 수온, 수압, 염분 및 유속 등의 정보를 중계부표(100)로 송신할 수 있다. 음파송신트랜듀서(330)는 수중환경정보를 음향변조하여 중계부표(100)로 송신할 수 있다. 음향변조 방식은 예를 들어, 주파수 편이 방식(FSK), 다중 주파수 편이 방식(MFSK), 위상 편이 방식(PSK), 2진 위상 편이 방식(BPSK), 직교 위상 편이 방식(QPSK) 등을 활용할 수 있다.
주파수 편이 방식(Frequency-Shift Keying; 이하 FSK)는 넓은 의미의 주파수 변조(FM)의 한 형태로, 디지털 신호를 아날로그 전송로를 통하여 전송할 때 사용하는 변조 방식이다. 중심 주파수를 삽입한 고주파수와 저주파수 2개의 주파수에 이진수 1과 0이 대응된다. 즉 1과 0의 신호에 각각 f1, f0의 2개 주파수가 할당된다. 고주파수와 저주파수의 2개의 상태를 사용하기 때문에 잡음에 강한 반면 고속 전송에는 부적합하다. 200 ~ 1,200 bps의 저속 회선용 모뎀에서 사용된다.
또한, 다중 주파수 편이 방식(Multiple Frequency Shift Keying; 이하 MFSK)은 다중 오디오 톤 주파수를 디지털 데이터에 대응하여 변조시키는 방식을 말한다. 2개 이상의 주파수를 사용하는 주파수 편이 방식(FSK)으로 가장 흔한 것이 16개 주파수 톤을 사용하는 MFSK16이다. 16개의 주파수 톤을 동시에 전송하며, 전송 속도는 디지털 전송보다 낮다. 따라서 잡음과 혼신에 의한 오류 발생 효과를 줄일 수 있고 순방향 오류 정정(FEC) 방식을 사용하여 정확도를 높일 수 있다. 대역폭은 주어진 데이터 속도에서 디지털 전송보다 크다.
위상 편이 방식(Phase Shift Keying; 이하 PSK)는 디지털 변조에서 반송파의 위상, 진폭, 주파수의 어느 하나 또는 이들의 조합을 0, 1의 디지털 데이터로 변화시켜 신호를 전송하는데, 이중에서 위상 변화에 부호를 대응시켜 신호를 전송하는 것이다. 그리고 2진 위상 편이 방식(BPSK: binary PSK) 또는 2위상 편이 방식은 기본적인 위상 편이 방식이고 전송하고자 하는 두 값(0 또는 1)의 디지털 신호를 반송파의 0위상(同位相)과 π위상(逆位相)의 2위상에 대응시켜 전송하는 것이다. 또한, 직교 위상 편이 방식(QPSK) 또는 4위상 편이 방식은 두 값의 디지털 신호 0과 1의 2비트를 모아서 반송파의 4위상에 대응시켜 전송할 수 있다. 예를 들면 0 위상에 (0, 0), π/2 위상에 (0, 1), π위상에 (1, 0), 3π/ 2 위상에 (1, 1)을 대응시켜 전송한다. QPSK 방식파는 BPSK 방식파와 같은 주파수 대역에서 2배의 정보를 전송할 수 있으며, 위성 방송의 음성 신호 전송이나 위성 통신 분야에서 널리 사용된다.
또한, 수중환경탐지기(300)는 전원부(340)를 더 포함할 수 있다. 전원부(340)는 본체(301) 내에 설치되어 제1음파신호모듈(310)과 음파송신트랜듀서(330)에 전원을 공급할 수 있다.
중계부표(100)는 수중환경탐지기(300)와 단말기(10) 및/또는 기지국(30) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 중계부표(100)는 수중환경탐지기(300)와는 음파신호로 통신하여 정보를 송수신하고 단말기(10) 및/또는 기지국(30)과는 전파신호로 통신하여 정보를 송수신할 수 있다. 또한, 중계부표(100)는 위치탐지모듈(120), 전파통신부(130), 부표전원부(141) 및 태양광발전부(143)을 포함할 수 있다.
위치탐지모듈(120)는 부표본체(101) 내부 및/또는 수중본체(103)에 설치되고 수중에 위치하여 음파통신할 수 있다. 위치탐지모듈(120)은 수중 음파통신하며 수중환경탐지기(300)의 위치를 탐지할 수 있다. 여기서 위치를 탐지하는 방법은 수중환경탐지기(300)의 송신신호 주기에 따른 신호의 도달시간을 계산하여 위치변동을 확인하여 탐지할 수 있다. 위치탐지모듈(120)은 대략 10 내지 40kHz의 주파수를 가지며 수중환경탐지기(300)의 위치를 감지할 수 있다. 또한, 위치탐지모듈(120)은 음파수신트랜듀서(121), 음파수신부(123) 및 데이터추출부(125)를 포함할 수 있다.
음파수신트랜듀서(121)는 수중환경탐지기(300)의 음파신호를 수신하여 변환시킬 수 있다. 음파수신트랜듀서(121)는 주로 수중 음파의 송수신기로 작동할 수 있다. 두께방향의 진동을 이용하기 때문에 제작이 용이하고, 배열형에 적용하기 쉬우며 수십 kHz 대역에서 고출력이 가능하다. 음파수신부(123)는 음파수신트랜듀서(121)로부터 음파신호를 수신할수 있다. 데이터추출부(125)는 데이터추출부(115)는 음파수신부(113)와 전기적으로 연결되고 수신한 신호 데이터로부터 유효 데이터를 추출하여 전파통신부(130)로 전송할 수 있다.
전파통신부(130)는 안테나와 같이 중계부표(100)의 해상본체(105)에 설치되고 해상에 위치하여 단말기(10) 및/또는 기지국(30)으로 전파통신할 수 있다. 전파통신부(130)는 태양광발전패널을 더 포함할 수도 있다. 따라서, 낮에는 태양에너지를 태양광발전부(143)로 공급할 수 있다. 또한, 전파통신부(130)는 전파신호변환부(131) 및 전파송신부(135)를 포함할 수 있다. 전파신호변환부(131)는 위치탐지모듈(120)로부터 전송된 추출된 음파신호를 전파신호로 변환할 수 있다. 전파송신부(135)는 전파신호변환부(131)와 단말기(10) 사이에 설치되며, 전파신호로 단말기(10)로 송신할 수 있다. 전파송신부(135)는 무선주파수(Radio Frequency; 이하 RF) 또는 휴대통신망(Long Term Evolution, LTE) 접속을 통해 정보를 단말기(10), 선박 및 기지국(30) 등으로 전송할 수 있다.
또한, 중계부표(100)는 부표전원부(141) 및 태양광발전부(143)를 더 포함할 수 있다. 부표전원부(141)는 부표본체(101) 내에 설치되어 부표전원부(141)는 위치탐지모듈(120) 및 전파통신부(130)에 전원을 공급하는 배터리이다. 태양광발전부(143)는 전파통신부(130)이 태양광패널을 더 포함하는 경우 설치될 수 있다. 예를 들어, 수중환경탐지기(300)의 배터리의 수명이 다할 경우 중계부표(100)는 단말기(10)로 신호를 보내서 관리하는 선박 등으로 수중환경탐지기(300)의 위치를 찾아내어 배터리 교체를 가능하도록 할 수 있다.
한편, 도 1에서 보는 바와 같이, 수중환경탐지기(300)와 중계부표(100)는 무선으로 통신할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 와이어, 로프 및 케이블 등과 같은 유선을 통해 통신할 수도 있다.
도 3은 도 1의 일 예에 따른 수중환경탐지기 및 중계부표의 블록도이다.
도 3을 도 2와 대비하면, 수중환경탐지기(300)는 동일하나, 중계부표(100)는 음파신호로 수중환경정보(300)를 탐지하는 제2음파신호모듈(170)을 더 포함하는 점에서 구별될 수 있다. 제2음파신호모듈(170)는 음파발생부(171), 음파송신부(173), 음파수신부(175), 음파데이터추출부(177), 탐지부(190)를 포함할 수 있다. 여기서 탐지부(190)는 환경센서부(191) 및 어구탐지부(195)를 포함할 수 있다. 제2음파신호모듈(170)의 부재들 각각은 도 2에서 언급한 제1음파신호모듈(310)를 구성하는 부재들과 실질적으로 동일한 구성, 기능 및 역할을 수행함에 따라 중복설명을 피하고자 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에서의 다른 실시예에 따른 중계부표(100)는 위치탐지모듈(120) 및 음파신호모듈(170) 둘 다 포함된 듀얼방식을 적용함으로써 음파신호를 목표로하는 수중어구(50') 및 수중환경탐지기(300)로 송수신할 수 있다. 위치탐지모듈(120)은 수중환경탐지기(300)의 위치 및 수중어구(50)의 상태를 감지할 수 있다. 제2음파신호모듈(170)은 목표물이 되는 수중어구(50')의 위치, 상태 및 어획량을 포함한 해양환경상태를 감지할 수 있다. 도 3에 따른 수중환경 모니터링 시스템의 경우 중계부표(100)는 직접적으로 수중환경 모니터링이 가능함으로써, 만일 위치탐지모듈(120)이 고장 나서 수중환경탐지기(300)의 위치탐사가 불가할 경우 제2음파신호모듈(170)로 수중어구(50)를 탐색 뿐만 아니라 해상 환경 모니터링 등을 실행할 수 있는 이점이 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템의 중계부표를 보인 블록도이다.
여기서 제2실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템은 통신망을 통하여 사용자의 단말기로 수중 환경정보 및 수중어구의 위치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템의 중계부표(100)는 도 2 및 도 3의 수중환경 모니터링 시스템과 비교할 수 있다. 이때, 수중환경탐지기(300)를 배제한 점과, 중계부표(100)를 이용하여 수중환경을 탐지할 수 있도록 된 점에서 구별될 수 있다.
즉, 중계부표(100)는 수상 및 수중에 위치하여 통신망을 통하여 사용자의 단말기(10)로 송신함으로써, 수중환경 모니터링할 수 있다. 따라서, 단독 수중어구(50') 탐지기로 활용할 수 있다. 즉, 중계부표(100)의 수상에 위치한 상부는 단말기(10)와 전파신호로 통신하고, 중계부표(100)의 수중에 위치한 하부는 수중어구(50')의 상태와 위치를 포함하는 수중환경정보를 음파통신하여 위치 탐지시 시공간 다이버시티를 적용할 수 있다.
상세하게, 중계부표(100)는 전파통신부(130), 부표전원부(141), 태양광발전부(143) 및 음파신호모듈(170)를 포함할 수 있다. 여기서 중계부표(100)의 부재들 각각은 도 2 및 도 3에서 언급한 부재들과 실질적으로 동일한 구성, 기능 및 역할을 수행함에 따라 중복설명을 피하고자 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 수중환경 모니터링 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 6은 도 5의 어구탐지센서부를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5에서 나타낸 중계부표의 블록도이다.
이미 도 1 내지 도 4에서도 언급된 다이버시티(Diversity)란 무선 전파 환경에서 경로가 다른 2 이상의 전파가 상호 간섭하여 신호 진폭 및 위상 등이 시간적으로 불규칙하게 변화는 현상인 페이딩(Fading) 발생 영향을 적게하기 위해서 취해지는 방식을 의미한다. 다이버시티의 종류에는 공간 다이버시티, 주파수 다이버시티, 시간 다이버시티 및 편파 다이버시티 등이 있다.
따라서, 이와 같은 다이버시티를 적용하기 위하여 도 5 내지 도 7를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중계부표(100)는 수중본체(1103), 잡음감소부(1120), 지연조정부(1130) 및 신호합성부(1140)를 더 포함할 수 있다.
수중본체(1103)는 중계부표(100)의 하부에 설치되어 중계부표(100)가 수면에 떠 있을 때 수중에서 서로 다른 방향에서 전송되는 신호들을 수신할 수 있다. 수중본체(1103)는 서로 다른 방향에서 전송되는 신호들을 수신하기 위한 공간적 배치에 따라 설치될 수 있다. 또한, 수중본체(1103)는 어구탐지센서부(1115)를 포함할 수 있다. 어구탐지센서부(1115)는 신호를 수신하는 방향이 서로 다른 제1어구탐지센서부(1115a)와 제2어구탐지센서부(1115b)를 포함하며, 제1어구탐지센서부(1115a)는 수중환경탐지기(300)의 중심을 지나는 가상 수평면과 교차되도록 배치되고, 제2어구탐지센서부(1115b)는 수중환경탐지기(300)의 중심을 지나며 가상 수평면과 수직하는 가상 수직면과 교차되도록 배치되도록 할 수 있다.
잡음감소부(1120)는 어구탐지센서부(1115)에 시간차를 두고 입력되는 수신신호들의 위상동기 시점을 찾아 잡음을 제거할 수 있다. 상세하게 위치탐지모듈(120) 및 음파신호모듈(310) 중 어느 하나에서 수신된 신호들을 정합신호와 상관시켜 데이터 신호를 추출하고 정합배열 처리하여 배경잡음을 감소시킬 수 있다. 이를 위하여 잡음감소부(1120)는 입력 신호 s(t)를 시간축상에 반전(-t)시키고, 그것을 시간지연(T)시킨 임펄스 응답, 즉, h(t) = s(T-t)을 수행할 수 있다. 지연조정부(1130)는 잡음감소부(1120)로부터 정합처리된 신호들에 대한 지연보상을 실시하여 지연보상신호들을 출력할 수 있다. 즉, 어구탐지센서부(1115)의 수신신호를 시간 지연시켜 도출된 위상 동기 시점을 기준으로 위상을 정합처리할 수 있다. 신호합성부(1140)는 지연조정부(1130)로부터의 신호들을 가산하여 합성할 수 있다. 이와 같이 합성된 신호를 전파신호변환부(131)로 송부할 수 있다.
한편, 수중 다중경로 채널의 환경요인에 의한 시공간적 환경 변동에 통신신호의 위상 및 주파수 변동, 페이딩 등의 영향이 위상변조방식의 동기위상을 불안정하게 할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 어구탐지센서부(1115)가 서로 다른 방향의 신호를 수신하도록 센서하우징(1100) 내부에 구비될 수 있다. 즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 수중본체(1103)는 어구탐지센서부(1115)가 내부에 구비되는 센서하우징(1100)을 포함하며, 어구탐지센서부(1115)는 제1어구탐지센서부(1115a)와 제2어구탐지센서부(1115b)를 포함할 수 있다. 이 때 어구탐지센서부(1115) 각각이 신호를 수신하는 방향이 서로 다를 수 있다. 제1어구탐지센서부(1115a)는 센서하우징(1110)의 중심을 지나는 가상 수평면과 교차되도록 배치되고, 제2어구탐지센서부(1115b)은 센서하우징(1110)의 중심을 지나며 가상 수평면과 수직하는 가상 수직면과 교차되도록 배치될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 어구탐지센서부(1115) 중 가상 수평면과 가상 수직면이 교차하는 위치에 배치된 센서는 제1어구탐지센서부(1115a)에도 포함되고 제2어구탐지센서부(1115b)에도 포함될 수 있다. 이와 같이 배치된 어구탐지센서부(1115)의 내부 배치를 위하여 센서하우징(1110)은 이중절단된 준정다면체의 형상을 지닐 수 있다. 이중절단된 준정다면체를 이루는 정사면체의 센서하우징(1110) 영역에 인접하거나 부착되도록 어구탐지센서부(1115)이 설치될 수 있다. 이와 같은 센서하우징(1110)의 형상은 일례일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7를 참조하면, 본 발명에 따른 수중환경 모니터링 시스템은 위치감지부(1150)를 더 포함할 수 있다. 위치감지부(1150)는 정합처리된 신호들의 위상과 진폭의 강도를 통하여 수중 송신장치의 위치를 감지할 수 있다. 여기서 송신장치는 AUV나 수중 통신 모뎀일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 송신장치로부터 전송된 신호는 수중본체(1103)를 통하여 수신될 수 있다. 위치감지부(1150)는 정합처리된 신호의 위상과 진폭의 강도를 실시간으로 확인하여 기존에 방향성만을 감지하던 수중 송신장치를 수직 및 수평 배열된 어구탐지센서부(1115)의 위상차 통해 현재 수중 송신장치의 수심과 방향을 감지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 중계부표(100)는 시공간 정합배열 어구탐지센서부(1115)를 이용한 수중통신 및 수중 위치 추적 전송 부이 시스템을 통해 수중 통신장치의 위치와 이동에 따른 수중 환경영향을 최소화 하여 성능을 향상시킨다. 또한 소형의 이동성을 가질 수 있어 필요에 따라 손쉽게 설치가 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 중계부표(100)는 수중의 배경잡음이 지상에 비해 상대적으로 높은 편으로 잡음에 영향을 받는 수중음파 통신시스템의 정합배열 처리를 통해 신호대 잡음비(SNR)를 높이는 효과를 가져올 수 있다.
도 8a는 도 5의 중계부표 센서하우징과 관련하여 시공간 다이버시티(Diversity)의 적용을 설명하기 위한 도면이고, 도 8b는 도 8a의 시간에 따른 주파수 신호의 도달시간을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 9는 본 발명에 따른 수중환경탐지기의 위치를 파악하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 수중 다중경로 채널을 나타낸 도면이다.
도 8a을 참조하면, 수중본체(1103) 내부에 배열된 다수의 어구탐지센서부(1115)을 통해 본 발명의 실시예에 따른 중계부표(100)는 다중경로 반사파에 의한 심벌 간 간섭과 위상동기를 해결할 수 있다. 또한, 정합배열 처리 기법을 통하여 복조 시 성능확보를 위한 시간 다이버시티와 공간 다이버시티를 같이 적용할 수 있다. 이때, 시간 다이버시티는 동일 정보를 시간 차이를 두어 반복적으로 보내는 방법 등을 통해 구현할 수 있다. 또한, 공간 다이버시티는 2 이상의 센서를 페이딩 상관성이 적게되는 위치에 이격 설치하여 가장 좋은 신호를 선택 수신하며 페이딩 영향을 개선할 수 있다. 만약 어구탐지센서부(1115)가 하나의 방향으로만 배치되거나 배치된 방향의 개수가 충분하지 않을 경우, 신호의 방향 탐지가 불가능하거나 정확하지 않을 수 있다. 이는 수중에서 전파(電波)되는 신호는 각기 다른 경로로 수신되기 때문에 하나의 방향에서 수신되거나 수신되는 방향의 개수가 충분하지 않을 경우, 방향감각이 상실되는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 도 8b를 참조하면, 수중본체(1103)은 시간(Tt)에 따라 주파수의 거리가 다른 신호를 수신할 수 있다. rd는 수중환경탐지기(300)로부터의 수평거리 주파수이고, rs는 수중환경탐지기(300)로부터 수면에 반사되어 수신된 주파수이며, rb는 수중환경탐지기(300)로부터 해저에 반사되어 수신된 주파수를 의미한다. 이때, rd의 신호가 도달하는 시간이 가장 빠르고, 그 다음은 rs이며, 마지막으로 rb의 신호가 도달한다는 것을 알 수 있다.
잡음감소부(1120)는 서로 다른 방향에서 수신된 신호들을 정합신호와 상관시켜 위상동기시점을 추출할 수 있다. 즉, 잡음감소부(1120)는 시간 다이버시티를 적용할 수 있다. 즉, 수중에서 전송된 신호는 시간 차를 두고 수평 및 수직 방향으로 배열한 각 어구탐지센서부(1115)에 수신될 수 있다.
잡음감소부(1120), 지연조정부(1130) 및 신호합성부(1140)는 수신된 신호를 정합 처리 후 각 어구탐지센서부(1115)의 수신신호를 시간 지연(time delay)시켜 위상을 정합하여 높은 신호 레벨을 가진 신호를 복조함으로써 신호 복조의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
잡음감소부(1120)는 시간차를 두고 어구탐지센서부(1115)에 입력되는 각 수신신호의 위상동기 시점을 찾을 수 있다. 또한, 지연조정부(1130)는 각 어구탐지센서부(1115)의 수신신호를 시간 지연(time delay)시켜 도출된 위상 동기 시점을 기준으로 위상을 정합처리할 수 있다. 즉, 지연조정부(1130)는 정합처리된 신호들의 위상동기시점들 중 가장 빠른 위상동기시점을 기준으로 정합처리된 신호들의 위상을 이동시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 중계부표(100)는 공간 다이버시티를 적용할 수 있다. 즉, 수평 및 수직 방향으로 일정 간격으로 배열된 어구탐지센서부(1115)를 통해 수신된 음파신호는 각 어구탐지센서부(1115) 마다 신호의 강도가 다르다. 따라서, 신호합성부(1140)는 신호의 강도가 다른 수신 신호를 정합하고 지연보상신호들을 가산하여 합성함으로써 중계부표(100)의 수중환경탐지기(330) 위치 탐지 성능을 확보할 수 있다.
도 9에서 보는 바와 같이 수중 다중경로의 시공간적 변화에 따른 수신신호의 페이딩 영향을 경감시킬 수 있다. 즉, 수중의 경우 다중경로에 의한 송신신호는 반사경로의 특성에 따라 주파수, 진폭, 위상 등의 다양한 변화를 내포하게 되며, 이로 인해 수신신호의 변동이 발생된다. 이러한 변동의 영향을 최소화하고 성능을 향상시키기 위해 시간 및 공간 다이버시티를 적용한다. 이러한 시공간 다이버시티는 음향 파면(acoustic wavefront)를 중심으로 공간에 따른 어구탐지센서부(1115) 간의 거리(d), 시간에 따른 평면파(Plane wave)가 각각의 어구탐지센서부(1115)를 지나가는 시간의 거리(Tθ)를 가질 수 있다. 따라서, 어구탐지센서부(1115)마다 수신되는 신호의 에너지가 다르므로 수신된 신호의 가산(합)을 통해 에너지를 신장시켜 복조 시 신호의 원활한 추출이 이루어질 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
10: 단말기 30: 기지국
50, 50': 수중어구 51: 어망
55: 부력지지대 100: 중계부표
101: 부표본체 103: 수중본체
105: 해상본체 120: 위치탐지모듈
121: 음파수신트랜듀서 123: 음파수신부
125: 데이터추출부 130: 전파통신부
131: 전파신호변환부 135: 전파송신부
141: 부표전원부 143: 태양광발전부
170: 제2음파신호모듈, 음파신호모듈
171: 음파발생부 173: 음파송신부
175: 음파수신부 177: 음파데이터추출부
190: 탐지부 191: 환경센서부
195: 어구탐지부 300: 수중환경탐지기
301: 본체 303: 어구고리
305: 본체상부 307: 본체하부
310: 제1음파신호모듈 311: 음파발생부
313: 음파송신부 315: 음파수신부
317: 음파데이터추출부 320: 탐지부
321: 환경센서부 325: 어구탐지부
330: 음파송신트랜듀서 340: 전원부
1100: 중계부표 1101: 부표본체
1103: 수중본체 1105: 해상본체
1110: 센서하우징 1115: 어구탐지센서부
1115a: 제1어구탐지센서부 1115b: 제2어구탐지센서부
1120: 잡음감소부 1130: 지연조정부
1140: 신호합성부 1150: 위치감지부
50, 50': 수중어구 51: 어망
55: 부력지지대 100: 중계부표
101: 부표본체 103: 수중본체
105: 해상본체 120: 위치탐지모듈
121: 음파수신트랜듀서 123: 음파수신부
125: 데이터추출부 130: 전파통신부
131: 전파신호변환부 135: 전파송신부
141: 부표전원부 143: 태양광발전부
170: 제2음파신호모듈, 음파신호모듈
171: 음파발생부 173: 음파송신부
175: 음파수신부 177: 음파데이터추출부
190: 탐지부 191: 환경센서부
195: 어구탐지부 300: 수중환경탐지기
301: 본체 303: 어구고리
305: 본체상부 307: 본체하부
310: 제1음파신호모듈 311: 음파발생부
313: 음파송신부 315: 음파수신부
317: 음파데이터추출부 320: 탐지부
321: 환경센서부 325: 어구탐지부
330: 음파송신트랜듀서 340: 전원부
1100: 중계부표 1101: 부표본체
1103: 수중본체 1105: 해상본체
1110: 센서하우징 1115: 어구탐지센서부
1115a: 제1어구탐지센서부 1115b: 제2어구탐지센서부
1120: 잡음감소부 1130: 지연조정부
1140: 신호합성부 1150: 위치감지부
Claims (11)
- 통신망을 통하여 사용자의 단말기로 수중 환경정보를 제공하는 수중환경 모니터링 시스템에 있어서,
수중어구에 설치되며, 상기 수중어구의 상태와 위치를 포함하는 수중환경정보를 음파신호로 탐지하는 수중환경탐지기와;
수상에서 상기 단말기와 전파신호로 통신하고, 수중에서 상기 수중환경탐지기와 음파통신하여 위치 탐지시 시공간 다이버시티를 적용한 중계부표를 포함하고,
상기 중계부표는,
상기 수중환경탐지기의 중심을 지나는 가상 수평면 및 가상 수직면과 교차되어 위치하여 상기 수중환경탐지기의 위치를 찾는 어구탐지센서부와;
상기 어구탐지센서부에 시간차를 두고 입력되는 수신신호들의 위상동기 시점을 찾아 잡음을 제거하는 잡음감소부와;
상기 어구탐지센서부의 수신신호를 시간 지연시켜 도출된 위상 동기 시점을 기준으로 위상을 정합처리하는 지연조정부; 및
상기 지연조정부의 신호들을 가산하여 합성하는 신호합성부를 더 포함하여 상기 시공간 다이버시티를 적용하는 것을 특징으로 하는 수중환경 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 수중환경탐지기는,
본체와;
상기 본체 내에 설치되며, 음파신호로 상기 수중환경정보를 탐지하는 제1음파신호모듈과;
상기 제1음파신호모듈에서 전송된 음파신호를 상기 중계부표로 송신하는 음파송신트랜듀서를 포함하는 수중환경 모니터링 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 중계부표는,
수중 및 해상에 설치되는 부표본체와;
상기 부표본체 내부에 설치되고 수중 음파 통신하며 상기 수중환경탐지기의 위치를 탐지하는 위치탐지모듈과;
상기 위치탐지모듈로부터 전송된 추출된 음파신호를 전파신호로 변환하는 전파신호변환부; 및
상기 전파신호변환부와 상기 단말기 사이에 설치되며, 전파신호로 상기 단말기로 송신하는 전파송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중환경 모니터링 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 위치탐지모듈은,
상기 수중환경탐지기의 음파신호를 수신하여 변환시키는 음파수신트랜듀서와;
상기 음파수신트랜듀서로부터 음파신호를 수신하는 음파수신부; 및
상기 음파수신부로부터 수신된 데이터를 추출하는 데이터추출부를 포함하는 수중환경 모니터링 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 중계부표는,
상기 부표본체에 설치되며, 음파신호로 상기 수중환경정보를 탐지하는 제2음파신호모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중환경 모니터링 시스템. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어구탐지센서부는,
상기 수중환경탐지기의 중심을 지나는 가상 수평면과 교차되도록 배치되는 제1어구탐지센서부; 및
상기 수중환경탐지기의 중심을 지나며 가상 수평면과 수직하는 가상 수직면과 교차되도록 배치되는 제2어구탐지센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중환경 모니터링 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 중계부표는,
해상 및 수중에 위치하는 부표본체와;
상기 부표본체 내부에 설치되고 수중 음파 통신하며 상기 수중어구의 위치를 탐지하는 위치탐지모듈과;
상기 위치탐지모듈로부터 전송된 추출된 음파신호를 전파신호로 변환하는 전파신호변환부; 및
상기 전파신호변환부와 상기 단말기 사이에 설치되며, 전파신호로 상기 단말기로 송신하는 전파송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중환경 모니터링 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 제1음파신호모듈과 상기 제2음파신호모듈 각각은,
수중에서의 음파신호를 발생시키는 음파발생부와;
상기 음파발생부에서 발생된 음파신호를 송신하는 음파송신부와;
상기 음파신호를 수중에 방사하고 수중에서 반사된 음파를 수신하여 수중 환경정보를 탐지하는 탐지부와;
상기 탐지부로부터 수중 환경정보가 반영된 음파신호를 수신하는 음파수신부; 및
상기 음파수신부에서 받은 신호 데이터로부터 유효 데이터를 추출하는 음파데이터추출부를 포함하는 수중환경 모니터링 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 탐지부는,
타겟이 되는 상기 수중어구 주변의 수온, 수압, 염분 및 유속을 감지하는 수중환경센서부; 및
상기 수중어구의 위치와 상태정보 및, 어획량정보를 감지하는 어구탐지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중환경 모니터링 시스템. - 삭제
- 삭제
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| KR1020190024706A KR102167652B1 (ko) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 수중환경 모니터링 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190024706A KR102167652B1 (ko) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 수중환경 모니터링 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200106329A KR20200106329A (ko) | 2020-09-14 |
| KR102167652B1 true KR102167652B1 (ko) | 2020-10-19 |
Family
ID=72471280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190024706A KR102167652B1 (ko) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 수중환경 모니터링 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102167652B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102636205B1 (ko) | 2023-12-07 | 2024-02-14 | 대한민국 | 어망에 설치된 음향 센서를 이용한 해양포유류의 탐지 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117387698B (zh) * | 2023-12-11 | 2024-02-27 | 深圳市芯科云科技有限公司 | 一种智能手表对水域环境的定点监测方法及系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016122891A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 株式会社日立国際電気 | 無線通信システム及び中継用通信ブイ |
| KR101858845B1 (ko) * | 2016-12-07 | 2018-05-16 | 호서대학교 산학협력단 | 어구통합관리시스템 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101200895B1 (ko) | 2010-09-30 | 2012-11-13 | 서울대학교산학협력단 | 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법 |
-
2019
- 2019-03-04 KR KR1020190024706A patent/KR102167652B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016122891A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 株式会社日立国際電気 | 無線通信システム及び中継用通信ブイ |
| KR101858845B1 (ko) * | 2016-12-07 | 2018-05-16 | 호서대학교 산학협력단 | 어구통합관리시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102636205B1 (ko) | 2023-12-07 | 2024-02-14 | 대한민국 | 어망에 설치된 음향 센서를 이용한 해양포유류의 탐지 방법 |
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|---|---|
| KR20200106329A (ko) | 2020-09-14 |
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