KR102236790B1 - Road or sewerage water level gauge and real-time water level monitoring system using this - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도로 또는 하수관로 수위를 측정하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로 또는 하수관로 수위가 정밀하게 측정되는 수위계를 구성하면서 이를 이용하여 도로 또는 하수관로 수위를 실시간 모니터링하여 장마철에 집중 호우로 인한 피해를 최소화시킬 수 있도록 하는 도로 또는 하수관로 수위계와 이를 이용한 수위 실시간 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for measuring the water level of a road or sewage pipe, and more particularly, while configuring a water level meter that accurately measures the water level of a road or sewage pipe, and using it to monitor the water level of a road or sewage pipe in real time, damage caused by heavy rain during the rainy season. The present invention relates to a road or sewage pipe water level gauge and a water level real-time monitoring system using the same.
일반적으로, 여름철과 같이 집중 호우가 내리는 시기에 저지대는 상습적인 침수 피해를 입게 되는데, 차량이 다니는 도로의 경우도 마찬가지로 노면수 월류 및 맨홀을 통해 하수관로로부터 빗물이 역류하여 침수된다.In general, low-lying areas are subject to frequent flood damage during heavy rains, such as in summer, and in the case of roads on which vehicles travel, rainwater flows backwards from the sewer pipe through the road surface water overflow and manholes and is flooded.
특히, 기습적인 폭우 상태에서 미처 안전요원들이 도로를 차단하기도 전에 저지대 도로에 진입한 차량은 도로 중간에 고립되어 침수 피해를 당할 수 있으며, 이는 차량뿐 아니라 자칫 운전자의 생명까지 위협받게 되며, 지하상가 및 저지대 주택 침수 발생으로 인한 인명 및 재산 피해도 발생할 수 있다. 따라서, 도로의 침수 상황에 보다 신속하게 대처할 수 있는 방제 시스템이 요구된다.In particular, vehicles entering a low-lying road before safety personnel even block the road during a surprise heavy rain are isolated in the middle of the road and may be subject to flood damage, which threatens not only the vehicle but also the life of the driver. In addition, damage to life and property may occur due to flooding of low-lying homes. Accordingly, there is a need for a control system capable of responding to the flooded situation of the road more quickly.
즉, 상기 방제 시스템은 하수관로 내부 또는 주요 도로의 경계석에 설치되는 수위계를 바탕으로 하수관로 수위 또는 도로의 침수 상태를 실시간으로 감시하고, 셋팅된 임계치 초과시 알람 및 무선 네트워크를 이용하여 재난/재해 정보를 제공할 수 있도록 하는 것이다.That is, the control system monitors the water level of the sewage pipe or the flooded state of the road in real time based on the water level gauge installed inside the sewer pipe or at the boundary of the main road, and provides disaster/disaster information using an alarm and wireless network when the set threshold is exceeded. To be able to do it.
한편, 상기와 같은 방제 시스템에 적용되는 수위계는 수동 방식의 수위계 또는 초음파나 레이저를 이용한 수위계가 주로 사용된다.On the other hand, as a water level gauge applied to the control system as described above, a water level gauge of a manual method or a water level gauge using ultrasonic waves or lasers is mainly used.
그러나, 상기와 같은 수동 방식의 수위계는 뾰족한 탐침과 위아래로 움직일 수 있는 얇은 스테인리스 강봉에 연결된 줄자로 구성된 것으로, 이는 탐침을 사람이 직접 수동으로 움직이는 형식은 저렴한 가격으로 간편하게 만들 수 있지만 계측의 정밀성이 떨어지는 단점이 있다.However, the manual type water level meter as described above is composed of a pointed probe and a tape measure connected to a thin stainless steel bar that can move up and down.This type of manual movement of the probe can be made easily at a low price, but the precision of measurement is low. There is a downside to falling.
반면, 상기 초음파나 레이저를 이용한 수위계는 초음파 또는 레이저를 수면 위쪽에서 연직 아래 방향으로 발사하여 수면에서 반사되어 되돌아오는 시간을 계산하여 수위를 계측하는 것으로, 이는 포인트 게이지에 비해 수위를 더 정밀하게 계측할 수 있다는 장점이 있지만, 수위가 완전히 정지해 있는 경우에만 사용할 수 있으며, 집중 호우 등으로 인해 수위 변화량이 갑자기 커지는 경우에는 수위 측정에 오차가 발생하게 되면서 도로의 침수 상황에 보다 신속하게 대처하지 못하는 문제점이 있었다.On the other hand, the water level meter using the ultrasonic wave or laser measures the water level by calculating the time to return after being reflected from the water surface by emitting the ultrasonic wave or laser in a vertical downward direction from the top of the water surface, which measures the water level more accurately than the point gauge. Although it has the advantage of being able to do so, it can be used only when the water level is completely stopped, and if the amount of water level change suddenly increases due to heavy rain, etc., an error occurs in the water level measurement and it is not possible to respond more quickly to the flooded situation of the road. There was a problem.
또한, 상기와 같은 수동 방식의 수위계나 초음파 또는 레이저를 이용한 수위계는 하수관로의 곡선 구간에서는 수위 관측이 어려웠다.In addition, it was difficult to observe the water level in the curved section of the sewer pipe in the manual type water level meter or the water level meter using ultrasonic waves or lasers as described above.
한편, 도로가 침수되는 경우, 단지 경계석 정도의 높이로만 빗물이 차오르는 게 아니라 도로 바닥면으로부터 40㎝ 내지 1m 정도에 이르러 승용차 운전자는 생명을 위협받을 정도로 순식간에 차오르게 되므로, 종래 방제 시스템에 적용되는 수동 방식의 수위계나 초음파 또는 레이저를 이용한 수위계는 현실적으로 적용이 어려운 측면이 있고, 이를 무리하게 적용한다 하더라도 도로에 수많은 차량들이 경계석 주변에 주정차하거나 교통사고로 인해 파손될 가능성이 높은 것이다.On the other hand, when the road is flooded, rainwater does not rise only to the height of the curb, but it reaches 40cm to 1m from the bottom of the road, so that the driver of the car is rapidly filled to the extent that life is threatened. A water level gauge using a manual method or a level gauge using ultrasonic waves or lasers has a side that is difficult to apply in reality, and even if it is applied excessively, there is a high possibility that numerous vehicles on the road will park or stop around the curb or be damaged due to traffic accidents.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 플렉시블한 보드에 비접촉 정전용량 방식의 센서가 실장되어 도로 또는 하수관로내 하수관로 수위를 측정함으로써, 도로 또는 하수관로에서의 수위계 설치가 용이하게 이루어지도록 하고, 유체와 직접 닿지 않아도 수위 측정이 가능하며, 유체의 오염 및 센서의 변질은 물론 수명 단축을 방지할 수 있으며, 강한 산 및 알칼리 부식에 대응 가능한 도로 또는 하수관로 수위계를 제공하려는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to measure the water level in the sewage pipe in the road or sewage pipe by mounting a sensor of the non-contact capacitance method on a flexible board, so that the water level meter installation in the road or sewer pipe can be easily made, and it is not directly in contact with the fluid. It is possible to measure the water level without needing, and it is possible to prevent contamination of the fluid and deterioration of the sensor as well as shortening the life span, and to provide a water level gauge for roads or sewage pipes that can respond to strong acid and alkali corrosion.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기의 도로 또는 하수관로 수위계가 적용되는 도로 또는 하수관로 수위를 실시간 모니터링하는 시스템을 구성하여, 여름철에 집중 호우로 인한 피해를 최소화시킬 수 있도록 하는 도로 또는 하수관로 수위 실시간 모니터링 시스템을 제공하려는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to configure a system for real-time monitoring of the road or sewage pipe water level to which the above road or sewage pipe water level gauge is applied, thereby minimizing damage due to heavy rain in the summer. It is intended to provide a monitoring system.
본 발명의 과제 해결 수단인 도로 또는 하수관로 수위계는, 플렉시블한 재질로서 실장면과 터치면을 가지는 센서 컨트롤러 보드; 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면에 실장되어 도로 또는 하수관로내 수위를 측정하는 센서부; 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면에 실장되면서 상기 센서부에 의해 측정되는 도로 또는 하수관로내의 유체 수위 정보를 전송하는 것으로 아이피가 부여되는 통신부; 및, 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면에 실장되어 전원을 공급하는 전원부; 를 포함하며, 상기 센서부는 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면에 실장되면서 이에 대응하여 상기 센서 컨트롤러 보드의 터치면에 수위 레벨 측정용 터치 포인트를 형성하게 되는 비접촉 정전용량 방식의 수위 레벨 센서이고, 상기 센서부 및 상기 통신부와 상기 전원부가 실장되는 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면, 그리고 상기 터치 포인트가 형성되는 상기 센서 컨트롤러 보드의 터치면은 각각 에폭시 코팅층에 의해 방수 방진 처리되는 것이다.The road or sewage pipe water level meter, which is a problem solving means of the present invention, includes a sensor controller board having a mounting surface and a touch surface as a flexible material; A sensor unit mounted on a mounting surface of the sensor controller board to measure a water level in a road or a sewage pipe; A communication unit that is mounted on a mounting surface of the sensor controller board and is provided with an IP by transmitting fluid level information in a road or sewage pipe measured by the sensor unit; And a power supply unit mounted on a mounting surface of the sensor controller board to supply power. Including, the sensor unit is a non-contact capacitive type water level sensor that is mounted on the mounting surface of the sensor controller board and corresponding thereto to form a water level level measurement touch point on the touch surface of the sensor controller board, the sensor The mounting surface of the sensor controller board on which the unit and the communication unit and the power supply unit are mounted, and a touch surface of the sensor controller board on which the touch point is formed are each subjected to a waterproof and dustproof treatment by an epoxy coating layer.
또한, 상기 센서부는 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면에 적어도 하나 이상이 수직 방향으로 일렬로 정렬되면서 실장되는 것이다.In addition, at least one of the sensor units is mounted on a mounting surface of the sensor controller board while being aligned in a line in a vertical direction.
또한, 상기 센서부는 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면에 적어도 하나 이상이 사선 방향으로 정렬되면서 실장되는 것이다.In addition, at least one of the sensor units is mounted on a mounting surface of the sensor controller board while being aligned in a diagonal direction.
또한, 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면에 적어도 하나 이상의 상기 센서부가 수직 방향 또는 사선 방향으로 정렬시, 적어도 하나 이상의 상기 센서부는 적어도 하나 이상 형성되는 상기 터치 포인트에 유체가 접촉시 병렬로 연결되는 것이다.In addition, when at least one or more of the sensor units are aligned in a vertical direction or an oblique direction on the mounting surface of the sensor controller board, at least one of the sensor units is connected in parallel when a fluid contacts at least one or more touch points.
또한, 상기 센서부는, 상기 센서 컨트롤러 보드의 터치면에 형성되는 상기 터치 포인트에 유체가 접촉시 충전과 방전 주기가 변화되는 콘덴서; 및, 상기 콘덴서의 충,방전 주기 변화량에 따라 유체의 접촉 여부를 감지한 후 이를 상기 통신부로 출력하는 감지기; 를 포함하는 것이다.In addition, the sensor unit may include a capacitor that changes charge and discharge cycles when a fluid contacts the touch point formed on the touch surface of the sensor controller board; And a detector configured to detect whether a fluid is in contact according to a change amount of a charge/discharge cycle of the capacitor and then output it to the communication unit. It includes.
또한, 상기 센서 컨트롤러 보드에는 보드 연결용 케이블이 접속되는 하나 또는 복수의 접속 커넥터가 형성되는 것이다.In addition, one or more connection connectors to which a board connection cable is connected are formed on the sensor controller board.
다른 일면에 따라, 상기의 도로 또는 하수관로 수위계를 이용한 실시간 모니터링 시스템은, 도로 또는 하수관로 내부에 설치되어 도로 또는 하수관로내의 유체 수위를 측정하고 이를 무선 통신망을 이용하여 실시간 전송하는 도로 또는 하수관로 수위계; 상기 수위계로부터 측정되어 무선 통신망을 통해 실시간 전송되는 도로 또는 하수관로내의 수위 정보를 실시간 수집하여 저장하고 관리하면서, 설정된 기준 수위를 초과하는 수위 정보가 입력시 푸시 알림 메세지를 송출하는 모니터링 서버; 및, 상기 모니터링 서버와 통신 접속되어 상기 모니터링 서버로부터 도로 또는 하수관로내 수위 정보와 이에 매칭되는 위치 정보, 그리고 상기 푸시 알림 메세지를 제공받은 후 이를 지도에 표시하는 모니터링 앱이 탑재되는 관리자 통신단말; 을 포함하는 것이다.According to another aspect, a real-time monitoring system using the road or sewage pipe water level meter includes: a road or sewage pipe water level meter installed inside the road or sewage pipe to measure the fluid level in the road or sewage pipe and transmit it in real time using a wireless communication network; A monitoring server that collects, stores, and manages water level information in a road or sewage pipe measured from the water level meter and transmitted in real time through a wireless communication network, and transmits a push notification message when water level information exceeding a set reference level is input; And an administrator communication terminal mounted with a monitoring app that is connected to the monitoring server to receive water level information in a road or sewage pipe from the monitoring server, location information matching thereto, and the push notification message, and displays the push notification message on a map. It includes.
또한, 상기 모니터링 앱은 상기 모니터링 서버로부터 수위 정보와 이에 매칭되는 위치 정보가 수신시 상기 관리자 통신단말에 탑재되는 지도 앱을 활성화시켜, 상기 지도 앱에 의해 표시되는 지도에 수위 정보를 표시하는 것이다.In addition, the monitoring app activates a map app mounted on the manager communication terminal when the water level information and the matching location information from the monitoring server are received, and displays the water level information on a map displayed by the map app.
또한, 상기 수위계는 도로와 인접되는 보도블럭의 수직면에 센서 컨트롤러 보드의 터치면이 노출되도록 설치되는 것이다.In addition, the water level meter is installed so that the touch surface of the sensor controller board is exposed on the vertical surface of the sidewalk block adjacent to the road.
또한, 상기 수위계는 하수관로내의 벽면에 센서 컨트롤러 보드의 터치면이 노출되도록 단수 또는 복수로 설치되는 것이다.In addition, the water level gauge is installed in a single or plural number so that the touch surface of the sensor controller board is exposed on the wall surface of the sewage pipe.
또한, 상기 하수관로내의 벽면에 상기 수위계가 복수로 설치시, 복수의 상기 수위계는 케이블로 연결되는 것이다.In addition, when a plurality of water level gauges are installed on a wall surface of the sewage pipe, the plurality of water level gauges are connected by cables.
이와 같이, 본 발명은 플렉시블한 보드에 비접촉 정전용량 방식의 센서가 실장되는 수위계 및 이를 적용한 수위 실시간 모니터링 시스템을 구성한 것이고, 이를 통해 도로 또는 하수관로에서의 수위계 설치가 용이하게 이루어지도록 하고, 유체와 직접 닿지 않아도 수위 측정이 가능하며, 강한 산 및 알칼리 부식에 대응이 가능하면서 유체의 오염 및 센서의 변질은 물론 수명 단축을 방지하면서, 여름철에 집중 호우로 인한 피해를 최소화시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the present invention constitutes a water level meter in which a non-contact capacitive sensor is mounted on a flexible board and a water level real-time monitoring system to which it is applied. It is possible to measure the water level without touching it, and it is possible to respond to strong acid and alkali corrosion, preventing fluid contamination and sensor deterioration, as well as shortening the lifespan, and minimizing damage caused by heavy rain in summer.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 도로 또는 하수관로 수위계에 대한 개략적인 블럭 구성도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예로 비접촉 정전용량 방식의 센서부에 대한 개략적인 블럭 구성도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 센서부가 수직방향으로 일렬로 정렬된 도로 또는 하수관로 수위계의 구조를 보인 평면 개략도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 센서부가 수직방향으로 일렬로 정렬된 도로 또는 하수관로 수위계의 구조를 보인 저면 개략도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예로 센서부가 사선 방향으로 정렬된 도로 또는 하수관로 수위계의 구조를 보인 평면 개략도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예로 센서부가 사선 방향으로 정렬된 도로 또는 하수관로 수위계의 구조를 보인 저면 개략도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예로 수위계가 도로의 보도블럭에 설치된 상태를 보인 단면 개략도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예로 수위계가 하수관로내의 직선라인과 곡선라인에 설치된 상태를 보인 단면 개략도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예로 수위 실시간 모니터링 시스템에 대한 개략적인 블럭 구성도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예로 센서부에 의해 측정되는 수위 정보에 따라 관리자 통신단말에 푸쉬 알림 메세지가 전송되는 상태의 화면도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 2 실시예로 센서부에 의해 측정되는 수위의 위치 및 지도 정보가 관리자 통신단말에 표시되는 화면도.1 is a schematic block diagram of a road or sewage pipe water level gauge according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram of a non-contact capacitive sensor unit according to a first embodiment of the present invention.
3 is a schematic plan view showing the structure of a water level gauge for a road or a sewage pipe in which the sensor unit is aligned in a vertical direction according to the first embodiment of the present invention.
4 is a schematic bottom view showing the structure of a water level gauge for a road or a sewage pipe in which the sensor units are aligned in a vertical direction according to the first embodiment of the present invention.
5 is a schematic plan view showing the structure of a water level gauge for a road or a sewage pipe in which the sensor unit is aligned in a diagonal direction according to the first embodiment of the present invention.
6 is a schematic bottom view showing the structure of a water level gauge for a road or a sewage pipe in which the sensor unit is aligned in a diagonal direction according to the first embodiment of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a water level gauge is installed on a sidewalk block of a road according to the first embodiment of the present invention.
8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a water level gauge is installed on a straight line and a curved line in a sewage pipe according to the first embodiment of the present invention.
9 is a schematic block diagram of a water level real-time monitoring system according to a second embodiment of the present invention.
10 is a screen diagram showing a state in which a push notification message is transmitted to an administrator communication terminal according to water level information measured by a sensor unit according to a second embodiment of the present invention.
11 and 12 are screen views in which the location and map information of the water level measured by the sensor unit according to the second embodiment of the present invention are displayed on the manager communication terminal.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, in the embodiments of the technical idea of the present invention, it is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only this embodiment makes the disclosure of the present invention complete, and the technology to which the present invention pertains. It is provided to completely inform a person of ordinary skill in the field of the scope of the invention, and is only defined by the scope of the claims in the embodiments of the technical idea of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being added.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.Further, the embodiments described in the present specification will be described with reference to sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in necessary form. For example, the area shown at right angles may be rounded or may have a shape having a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have schematic properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are for illustrating a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.The same reference numerals refer to the same constituent elements throughout the entire specification. Accordingly, the same reference numerals or similar reference numerals may be described with reference to other drawings, even if they are not mentioned or described in the corresponding drawings. Further, even if a reference numeral is not indicated, it may be described with reference to other drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 도로 또는 하수관로 수위계에 대한 개략적인 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예로 비접촉 정전용량 방식의 센서부에 대한 개략적인 블럭 구성도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 센서부가 수직방향으로 일렬로 정렬된 도로 또는 하수관로 수위계의 구조를 보인 평면 개략도를 도시한 것이다.1 is a schematic block diagram of a road or sewage pipe water level gauge according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic block diagram of a non-contact capacitive sensor unit according to a first embodiment of the present invention. 3 is a schematic plan view showing the structure of a water level gauge in a road or a sewage pipe in which the sensor unit is aligned in a vertical direction according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 센서부가 수직방향으로 일렬로 정렬된 도로 또는 하수관로 수위계의 구조를 보인 저면 개략도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예로 센서부가 사선 방향으로 정렬된 도로 또는 하수관로 수위계의 구조를 보인 평면 개략도이며, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예로 센서부가 사선 방향으로 정렬된 도로 또는 하수관로 수위계의 구조를 보인 저면 개략도를 도시한 것이다.Figure 4 is a schematic bottom view showing the structure of a road or sewage pipe water level meter in which the sensor unit is aligned in a vertical direction according to the first embodiment of the present invention, and Fig. 5 is a first embodiment of the present invention, in which the sensor unit is aligned in a diagonal direction. It is a plan schematic diagram showing the structure of a road or sewage pipe water level meter, and FIG. 6 is a schematic bottom view showing the structure of a road or sewage pipe water level meter in which the sensor unit is aligned in a diagonal direction according to the first embodiment of the present invention.
첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도로 또는 하수관로 수위계(10)는, 센서 컨트롤러 보드(11), 센서부(12), 통신부(13), 전원부(14), 에폭시 코팅층(미도시)을 포함하는 것이다.1 to 6, the road or sewage pipe
상기 센서 컨트롤러 보드(11)는 상기 센서부(12)와 상기 통신부(13) 및 상기 전원부(14)가 실장되는 실장면(11a), 그리고 상기 실장면(11a)과 반대방향에 형성되는 것으로서 유체와 접촉되는 터치면(11b)을 가지는 플렉시블 재질의 기판이며, 이는 첨부된 도 7에서와 같이 도로의 보도블럭(100) 수직면 또는 첨부된 도 8에서와 같이 하수 관거(200)내의 직선라인 및/또는 곡선라인에도 그 설치가 자유롭게 이루어지는 직사각형의 플레이트 구조로 제작되는 것이다.The
이때, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)에는 보드 연결용 케이블이 접속되는 하나 또는 복수의 접속 커넥터(11c)가 형성될 수 있으며, 이는 상기 센서 컨트롤러 보드(11)가 여러개 설치하고자 할 때 이들을 각각 케이블로 연결하여 사용하기 위함인 것이다.At this time, the
여기서, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)가 도로의 보도블럭(100) 수직면에 설치되는 것으로 설명하였지만, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)는 별도의 지지대에 고정된 상태에서, 상기 지지대를 상기 보도블럭(100)의 수직면에 앵커 볼트 등으로 고정 설치하거나, 또는 상기 보도블럭(100)의 수직면이 아닌 저지대 도로에 인접 설치되는 지지대에 설치될 수도 있는 것이다.Here, it has been described that the
더불어, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)를 저지대 도로에 인접하는 장소에 설치시, 하단 유입구를 가지는 투명 케이스내에 설치한 후, 상기 투명 케이스를 고정시킬 수도 있는 것이다.In addition, when the
한편, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)를 도로에 인접하는 보도블럭(100) 또는 하수 관거(200)내의 직선라인 벽면 및/또는 곡선라인 벽면에 설치시 그 설치에 따른 고정은 앵커볼트 등으로 고정하거나 또는 유체(예; 용수)내에서도 강력한 접착 성능을 가지는 공지의 접착제로 접착 고정할 수도 있는 것이다.On the other hand, when the
상기 센서부(12)는 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 상기 실장면(11a)에 실장되어 도로 또는 하수관로내 수위를 측정하는 것으로, 이는 첨부된 도 3 및 도 4에서와 같이 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)에 적어도 하나 이상이 수직 방향으로 일렬로 정렬되어 실장되거나, 또는 첨부된 도 5 및 도 6에서와 같이 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)에 적어도 하나 이상이 사선 방향으로 정렬되면서 실장될 수 있으며, 이때 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)에 적어도 하나 이상의 상기 센서부(12)가 수직 방향 또는 사선 방향으로 정렬시, 적어도 하나 이상의 상기 센서부(12)는 상기 터치면(11b)에 적어도 하나 이상 형성되는 터치 포인트(12a)에 유체가 접촉시 병렬로 연결되는 것이다.The
이때, 상기 센서부(12)는 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)에 실장되면서 이에 대응하여 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 터치면(11b)에 수위 레벨 측정용으로서 도로 또는 하수관로내에 존재하는 유체가 접촉되는 상기 터치 포인트(12a)를 형성하게 되는 비접촉 정전용량 방식의 수위레벨센서로서, 이는 콘덴서(121)와 감지기(122)를 포함할 수 있는 것이다.At this time, the
상기 콘덴서(121)는 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 상기 터치면(11b)에 형성되는 상기 터치 포인트(12a)에 유체가 접촉시 충전과 방전 주기가 변화되는 정전 용량값을 가지는 것이다.The capacitor 121 has a capacitance value at which charging and discharging cycles change when a fluid contacts the
상기 감지기(122)는 상기 콘덴서(121)의 충,방전 주기 변화량에 따라 유체의 접촉 여부를 감지한 후 이를 상기 통신부(13)에 출력하는 것으로, 상기 감지기(122)는 저항체일 수도 있는 것이다.The
즉, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)에 상기 감지기(122)를 수직 방향으로 일렬 정렬시키거나 또는 사선 방향으로 정렬시킨 후 이를 도로의 보드블럭(100) 수직면 또는 하수관로(200)내의 직선라인 및/또는 곡선라인에 설치한 상태에서, 수위 상승으로 복수의 상기 터치 포인트(12a)에 유체가 접촉되면, 복수의 상기 터치 포인트(12a)에 대응되는 복수의 콘덴서(121)는 병렬로 연결될 수 있으며, 이에따라 병렬로 연결되는 복수의 상기 콘덴서(121)는 충,방전 주기가 길어지게 되는데, 이때 상기 감지기(122)는 상기의 충,방전 주기 변화량에 따라 복수의 상기 터치 포인트(12a)에 유체가 접촉되고 있음을 감지한 후 이를 상기 통신부(13)에 전달하는 것이다.That is, after aligning the
일예로, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)가 높이를 약 1m로 제작한 후, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)에 약 5㎝ 간격으로 센서부(12)를 약 20개 정도 일렬로 정렬하여 실장한 후 상기 전원부(14)를 통해 상기 센서부(12)들에 구동전원(예; 5V)을 인가한 상태에서, 최하단에서 최상단까지 순차적으로 유체 수위가 상승하면서 터치 포인트(12a)에 유체가 순차적으로 접촉된다고 가정할 때, 최하단 센서부(12)로부터 최상단 센서부(12)는 순차적으로 병렬 연결되고, 이때 일렬로 정렬되는 센서부(12)들의 충,방전 주기 변화량에 따른 출력전압은 최하단(예; 5V)에서 최상단(예; 0V)으로 유체 수위가 상승하여 만수위일 때 5V의 구동전원을 기준으로 약 0.25V씩 감소되므로(4.75V→4.50V→4.25V→4.00V→3.75V→3.50V→3.25V→3.00V→2.75V→2.50V→2.25V→2.00V→1.75V→1.50V→1.25V→1.00V→0.75V→0.50V→0.25V→0.00V), 이러한 출력전압의 변화량으로부터 도로 또는 하수관로내의 유체 수위 레벨을 측정할 수 있는 것이다.For example, after the
상기 통신부(13)는 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)에 실장되면서 상기 센서부(12)에 의해 측정되는 도로 또는 하수관로내의 유체 수위 정보를 설정된 모니터링 서버에 전송하는 것으로, 상기 통신부(13)에는 상기 모니터링 서버가 전송받은 수위 정보의 위치를 식별할 수 있도록 아이피(예; NB-IoT 유심 정보)가 부여되는 것이다.The
즉, 상기 통신부(13)에서는 측정된 수위 정보를 전송할 때 상기 아이피를 함께 전송하고, 이에따라 상기 모니터링 서버는 상기 수위 정보와 함께 전송받은 상기 통신부(13)의 아이피를 통해 상기 수위계(10)의 설치 위치를 식별할 수 있는 것이다.That is, when the
상기 전원부(14)는 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)에 실장되어 상기 센서부(12)와 상기 통신부(13)에 구동전원(예; DC 5V)을 공급하는 배터리 전원이고, 이에따라 상기 센서부(12)와 상기 통신부(13)는 최대 100㎃의 소비 전류를 소비할 수 있는 것이다.The
미도시된 상기 코팅층은 통상의 IP 68 등급을 가지는 물질로 상기 센서부(12) 및 상기 통신부(13)와 상기 전원부(14)가 실장되는 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a), 그리고 상기 터치 포인트(12a)가 형성되는 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 터치면(11b)을 코팅하여 방수 방진 처리한 것이다.The coating layer, which is not shown, is a material having a typical IP 68 rating, and a mounting
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도로 또는 하수관로 수위계(10)는 플렉시블한 재질로 이루어진 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)을 도로와 인접되는 보도블럭(100)의 수직면에 설치하거나, 또는 하수관로(200)내의 직선 벽면 및/또는 곡선 벽면에 접촉시킨 상태에서, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 터치면(11b)이 노출되도록 한다.That is, the road or sewage pipe
그러면, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)에 형성되는 센서부(12)의 개수만큰 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 터치면(11b)에 형성되는 터치 포인트(12a)에 유체가 접촉시, 상기 센서부(12)에서는 비접촉 정전용량 방식으로 수위레벨 측정이 이루어질 수 있는 것이다.Then, the number of
이때, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 실장면(11a)에 실장되는 센서부(12)와 통신부(13) 및 전원부(14)는 유체가 직접적으로 접촉되지 않고, 상기 센서 컨트롤러 보드(11)의 터치면(11b)에 형성되는 터치 포인트(12a)에 유체가 접촉되므로, 상기 터치면(11b)의 상기 터치 포인트(12a)에 오염물질(예; 기름띠 등)을 포함하는 유체가 접촉되더라도, 상기 실장면(11a)에 실장되는 상기 센서부(12)의 변질에 따른 수명 단축을 방지시킬 수 있음은 물론, 강한 산 및 알카리 부식을 방지시키면서, 상기 실장면(11a)에 실장되는 상기 센서부(12)를 통해 도로 또는 하수관로내의 수위레벨을 안정적으로 측정할 수 있는 것이다.At this time, the
한편, 첨부된 도 9 내지 도 12는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것으로, 이는 본 발명의 제 1 실시예인 첨부된 도 1 내지 도 8에서 설명하는 도로 또는 하수관로 수위계(10)를 이용하여 도로 또는 하수관로 수위를 실시간 모니터링할 수 있도록 한 것으로서, 이는 상기 수위계(10)와 더불어 모니터링 서버(20), 그리고 관리자 통신단말(30)을 포함하는 것이다.On the other hand, the accompanying Figures 9 to 12 show a second embodiment of the present invention, which is a road or sewage pipe
즉, 상기 도로 또는 하수 수위계(10)는 아이피(예; NB-IoT 유심 정보)가 부여되어 있으므로 이를 수위레벨을 측정하고자 하는 저지대 도로의 보도들럭(100) 또는 하수관로(200)의 내부에 하나 또는 복수로 설치하여둔다.That is, since the road or
그러면, 상기 수위계(10)는 도로 또는 하수관로(200)내의 수위를 실시간 측정한 후 그 측정정보에 아이피를 포함시키면서 통신부(13)와 무선 통신망을 이용하여 상기 모니터링 서버(20)에 실시간 전송하는 것이다.Then, the
그러면, 상기 모니터링 서버(20)는 상기 아이피를 통해 상기 수위계(10)의 위치 정보를 식별한 후 그 식별된 상기 수위계(10)로부터 측정되어 무선 통신망을 통해 실시간 전송되는 도로 또는 하수관로내의 수위 레벨을 실시간 수집하여 저장하고 관리하되, 설정된 기준 수위를 초과하는 수위 정보가 입력시 상기 관리자 통신단말(30)에 첨부된 도 10에서와 같은 푸시 알림 메세지를 송출할 수 있도록 하는 것이다.Then, the monitoring
이때, 상기 관리자 통신단말(30)은 상기 모니터링 서버(20)와 통신 접속되어 상기 모니터링 서버(20)로부터 도로 또는 하수관로내 수위 정보와 이에 매칭되는 위치 정보, 그리고 상기 푸시 알림 메세지를 제공받은 후 이를 지도에 표시하는 모니터링 앱(41)이 탑재될 수 있는 것이다.At this time, the
즉, 상기 모니터링 앱(41)은 상기 모니터링 서버(20)로부터 수위 정보와 이에 매칭되는 위치 정보가 수신시 상기 관리자 통신단말(30)에 탑재되는 지도 앱(42)을 활성화시켜, 첨부된 도 11 및 도 12에서와 같이 상기 지도 앱(42)에 의해 표시되는 지도에 수위 정보를 각각 표시하게 되는 것이다.That is, the monitoring
따라서, 상기와 같이 모니터링 앱(41)을 통해 표시되는 수위 레벨에 따라 집중 호우로 인해 도로 또는 하수관로내의 수위가 갑자기 상승하더라도 그 상승 수위는 관리자에 의해 실시간 모니터링되므로, 관리자는 수위 상승이 이루어지는 도로 또는 하수관로(200)에 인접하는 차량 또는 사람들의 대피를 신속하게 유도할 수 있는 것이다.Therefore, even if the water level in the road or sewage pipe suddenly rises due to concentrated heavy rain according to the water level displayed through the
이상에서 본 발명의 도로 또는 하수관로 수위계와 이를 이용한 수위 실시간 모니터링 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.In the above, the technical idea of the road or sewage pipe water level gauge and the water level real-time monitoring system using the same have been described with the accompanying drawings, but this is an exemplary description of the best embodiment of the present invention, but does not limit the present invention.
따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.Therefore, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims can implement various modifications. Of course, such modifications are intended to be within the scope of the description of the claims.
10; 센서 컨트롤러 보드 11a; 실장면
11b; 터치면 11c; 커넥터
12; 센서부 12a; 터치 포인트
121; 콘덴서 122; 감지기
13; 통신부 14; 전원부
20; 모니터링 서버 30; 관리자 통신단말
100; 보도블럭 200; 하수관로10;
11b;
12;
121;
13;
20; Monitoring
100;
Claims (11)
상기 센서부 및 상기 통신부와 상기 전원부가 실장되는 상기 센서 컨트롤러 보드의 실장면, 그리고 터치 포인트가 형성되는 상기 센서 컨트롤러 보드의 터치면은 각각 에폭시 코팅층에 의해 방수 방진 처리하되,
상기 센서부는 상기 센서 컨트롤러 보드의 상기 터치면에 수위 레벨 측정용 터치 포인트를 형성하게 되는 비접촉 정전용량 방식의 수위 레벨 센서로서, 상기 센서 컨트롤러 보드의 상기 터치면에 형성되는 상기 터치 포인트에 유체가 접촉시 충전과 방전 주기가 변화되는 콘덴서와, 상기 콘덴서의 충,방전 주기 변화량에 따라 유체의 접촉 여부를 감지한 후 이를 상기 통신부로 출력하는 저항체로 이루어진 감지기를 포함하고,
상기 센서 컨트롤러 보드는 도로에 인접하는 보도블럭 또는 하수관거내의 직선라인 벽면이나 곡선라인 벽면에 상기 터치면이 노출되도록 단수 또는 복수로 설치하되, 상기 센서 컨트롤러 보드에는 복수로 설치시 상기 센서 컨트롤러 보드들은 각각 케이블로 연결하여 사용하도록 보드 연결용 상기 케이블이 접속되는 복수의 접속 커넥터를 형성하는 것을 특징으로 하는 도로 또는 하수관로 수위계.A sensor controller board having a flexible material that has a mounting surface in contact with a sidewalk block adjacent to a road or a wall of a straight line or a curved line in a sewage pipe, and a surface opposite to the mounting surface and a touch surface in which fluids in the road or sewage pipe are in contact. ; A sensor unit configured to measure a water level in a road or sewer pipe by mounting at least one or more vertically aligned or at least one diagonally aligned on the mounting surface of the sensor controller board; A communication unit that is mounted on a mounting surface of the sensor controller board and is provided with an IP by transmitting fluid level information in a road or sewage pipe measured by the sensor unit; And a power supply unit mounted on a mounting surface of the sensor controller board to supply power. Including,
The sensor unit, the communication unit, and the mounting surface of the sensor controller board on which the power unit is mounted, and the touch surface of the sensor controller board on which the touch point is formed are respectively waterproof and dustproof by an epoxy coating layer,
The sensor unit is a non-contact capacitive water level sensor that forms a touch point for measuring a water level on the touch surface of the sensor controller board, wherein a fluid contacts the touch point formed on the touch surface of the sensor controller board A sensor made of a capacitor whose charge and discharge cycles change at the time, and a resistor configured to output it to the communication unit after sensing whether a fluid is in contact according to a change amount of the charge/discharge cycle of the capacitor,
The sensor controller boards are installed in a single or plural number so that the touch surface is exposed on a sidewalk block adjacent to a road or a wall of a straight line or a curved line in a sewage pipe, and when a plurality of sensor controller boards are installed on the sensor controller board, each of the sensor controller boards A water level gauge for a road or sewage pipe, characterized in that to form a plurality of connection connectors to which the cables for board connection are connected so as to be used by connecting with cables.
상기 수위계로부터 측정되어 무선통신망을 통해 실시간 전송되는 도로 또는 하수관로내의 수위정보를 실시간 수집하여 저장하고 관리하면서, 설정된 기준 수위를 초과하는 수위 정보가 입력시 푸시 알림 메세지를 송출하는 모니터링 서버; 및,
상기 모니터링 서버와 통신 접속되어 상기 모니터링 서버로부터 도로 또는 하수관로내 수위정보와 이에 매칭되는 위치 정보, 그리고 상기 푸시 알림 메세지를 제공받은 후 이를 지도에 표시하는 모니터링 앱이 탑재되는 관리자 통신단말; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 또는 하수관로 수위 실시간 모니터링 시스템.The road or sewage pipe water level meter of claim 1, which is installed in a single or plural number on a sidewalk block adjacent to a road or on a straight line or curved line wall in a sewage pipe to measure the fluid level in a road or sewage pipe and transmit it in real time using a wireless communication network;
A monitoring server that collects, stores and manages water level information in a road or sewage pipe measured from the water level meter and transmitted in real time through a wireless communication network, and transmits a push notification message when water level information exceeding a set reference level is input; And,
A manager communication terminal equipped with a monitoring app that is connected in communication with the monitoring server to receive water level information in a road or sewage pipe from the monitoring server, location information matching thereto, and the push notification message, and then display the push notification message on a map; Real-time monitoring system for water level in a road or sewer pipe, comprising: a.
상기 모니터링 앱은 상기 모니터링 서버로부터 수위 정보와 이에 매칭되는 위치 정보가 수신시 상기 관리자 통신단말에 탑재되는 지도 앱을 활성화시켜, 상기 지도 앱에 의해 표시되는 지도에 수위 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 도로 또는 하수관로 수위 실시간 모니터링 시스템.The method of claim 7,
The monitoring app, when receiving water level information and matching location information from the monitoring server, activates a map app mounted on the manager communication terminal, and displays water level information on a map displayed by the map app. Real-time monitoring system for water level in roads or sewers.
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