KR102279852B1 - 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

배관에서 유체의 유속을 활용하여 자가발전 에너지를 생성하는 자가발전용 관개장비를 원격으로 제어할 수 있는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템에 관한 것으로서, 상기 자가발전용 관개장비로부터 측정된 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터, 제1 전압센서 및 제2 전압센서에서 측정된 전력량 데이터를 수집하는 데이터 수집 모듈, 상기 자가발전용 관개장비를 원격으로 관리하기 위한 제어 신호를 수신하고, 상기 데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터를 송신하기 위해 마련된 통신 모듈 및 상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 입력되는 외부의 전류 또는 전압 자극으로부터 야기되는 전류 변화 또는 전압 변화를 감소시키기 위하여 마련된 전원 안정화 모듈을 포함하며, 자가발전용 관개장비를 원격으로 제어하여 배관을 통해 흐르는 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

Description

자가발전용 관개장비 원격제어 시스템{Irrigation equipment remote control system for self-generation}
본 발명은 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다목적 용수로, 저수지, 상하수도, 스마트팜, 스마트 시티, 하수 처리장, 발전소, 녹지 공원, 노지 작물 재배, 고층 빌딩시스템 등의 수로 배관 또는 오일, 가스 등을 이송하는 배관에서 유체의 유속을 활용하여 자가발전 에너지를 생성하는 자가발전용 관개장비를 원격으로 제어할 수 있는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수력은 자연적인 지역조건과 조화를 이루는 녹색의 청정에너지로 환경오염 규제에 대비하고 지역의 분산전원에 적합한 부존자원으로 평가되고 있다. 이러한 수력을 이용한 발전 방법으로는 높은 곳에서 떨어지는 물의 낙차를 이용하여 발전하는 수력발전 시스템과 건물에서 버려지는 물을 한 곳으로 모아 상당한 낙차를 가지고 배수하여 얻어지는 에너지로 수차를 돌려 발전하는 소수력발전 시스템이 알려져 있다.
소수력 발전은 일반적인 대규모 수력 발전과 원리 면에서는 차이가 없으나 국지적인 지역 조건과 조화를 이루는 규모가 작고 기술적으로 단순한 수력 발전이라고 할 수 있다. 특히 소수력 발전은 공해가 없는 청정에너지로서 다른 대체 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가지고 있기 때문에 개발 가치가 큰 부존자원으로 평가받고 있으며, 여러 선진국을 중심으로 기술 개발과 개발 지원 사업이 경쟁적으로 활발하게 진행되고 있는 상황이다.
이와 같은 소수력발전은 건물의 각층에서 버려지는 오수나 빗물을 하나의 배수관으로 집수하고 상당한 낙차로 배수되게 하고, 상기 배수관의 하부에 발전기를 비치해서 집수 낙하하는 오수나 빗물로 발전하는 방식이 있거나, 외부로부터 격리된 상급수 파이프나 오/폐수 배관의 도중에 장착하여 전력을 생산하기에 적합한 수력발전장치 등이 종래 제시되고 있었다.
이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 내지 2 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 일측에서 인입된 물이 타측으로 배출되도록 형성된 회전모듈 케이스, 상기 회전모듈 케이스 내측으로 인입 및 배출되는 물의 유동에 따라 회전 가능하게 구비되는 회전 휠, 상기 회전모듈 케이스 내측에 구비된 상기 회전 휠의 회전 시 상기 회전 휠과 동일 회전축으로 회전되도록 구비되는 제1 자성체, 상기 회전모듈 케이스에 착탈 가능하게 구비되는 발전모듈 케이스, 상기 발전모듈 케이스 내측에 회전 가능하게 구비되는 회전 브라켓, 상기 제1 자성체의 회전 시 상기 제1 자성체의 자력에 의하여 상기 회전 브라켓이 회전되도록 상기 회전 브라켓에 구비되는 제2 자성체 및 상기 제2 자성체와의 상대회전에 따라서 유도전력이 발생되도록 상기 발전모듈 케이스에 구비되는 코일부를 포함하는 급수 파이프용 발전시스템에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 도 1에 도시된 바와 같이, 소형풍력발전단지를 원격으로 운영하기 위한 소형풍력발전단지 원격운영시스템에 대해 개시되어 있다. 즉, 하기 특허문헌 2는 소형풍력발전단지에 설치된 각각의 풍력터빈의 운전현황정보를 획득하며 상기 풍력터빈을 제어하는 제어기, 상기 제어기와의 무선 통신을 통해 상기 제어기로부터 운전현황정보를 수신하며 상기 제어기로 제어신호를 발신하는 I/O 서버, 상기 I/O 서버로부터 운전현황정보를 수신하며 상기 운전현황정보에 따라 풍력터빈을 제어하기 위한 제어신호를 생성하고 생성된 상기 제어신호를 I/O 서버로 발신하는 모니터링시스템이 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에는 발전모듈과 전기적으로 연결되어 감지된 전류값과 유체의 유량값을 외부로 전송하는 무선통신모듈이 개시되어 있을뿐, 배관을 통해 흐르는 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터를 효율적으로 관리하기 위해 자가발전용 관개장비를 원격으로 제어할 수 없는 문제가 있다.
또 특허문헌 2는 풍력터빈의 풍속, 회전속도, 전력생산량 정보에 따라 풍력터빈을 제어하는 소형풍력발전단지 원격운영시스템에 관한 것으로, 관개장비를 원격으로 제어하여 배관을 통해 흐르는 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 구성은 개시되어 있지 않다.
대한민국 등록특허공보 제10-1187875호(2012.09.26 등록) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0074919호(2016.06.29 공개)
본 발명의 목적은 자가발전용 관개장비를 원격으로 제어하여 배관을 통해 흐르는 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자가발전용 관개장비로부터 측정된 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터를 토대로 자가발전 에너지를 효율적으로 생산하기 위해 자가발전용 관개장비를 원격으로 관리할 수 있는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템은 배관 내에서 유체의 흐름에 의해 자가발전 에너지를 생성하는 자가발전용 관개장비로부터 생성되어 저장된 배터리의 전력 잔량을 측정하기 위해 마련된 제1 전압센서, 상기 자가발전용 관개장비로부터 생성되는 소수력 발전량을 측정하기 위해 마련된 제2 전압센서, 상기 자가발전용 관개장비로부터 측정된 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터, 상기 제1 전압센서 및 제2 전압센서에서 측정된 전력량 데이터를 수집하는 데이터 수집 모듈, 상기 자가발전용 관개장비를 원격으로 관리하기 위한 제어 신호를 수신하고, 상기 데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터를 송신하기 위해 마련된 통신 모듈 및 상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 입력되는 외부의 전류 또는 전압 자극으로부터 야기되는 전류 변화 또는 전압 변화를 감소시키기 위하여 마련된 전원 안정화 모듈을 포함한다.
바람직하게는, 상기 전원 안정화 모듈은 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 입력되는 외부의 전류 자극으로부터 야기되는 전류 변화를 감소시키기 위하여 상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 직렬로 연결되는 전류 안정화부, 상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 입력되는 외부의 전압 자극으로부터 야기되는 전압 변화를 감소시키기 위하여 상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 병렬로 연결되는 전압 안정화부를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명은 상기 제1 전압센서 및 제2 전압센서에 연결되어 자가발전용 관개장비의 전압을 측정하기 위해 마련된 제1 나노보드, 상기 제1 나노보드의 고장 발생시 상기 제1 전압센서 및 제2 전압센서에 연결되어 자가발전용 관개장비의 전압을 측정하기 위해 마련된 제2 나노보드, 상기 제1 나노보드와 제2 나노보드 중 하나를 선택하여 동작시키기 위해 마련된 릴레이 모듈을 더 포함한다.
바람직하게는, 본 발명은 상기 자가발전용 관개장비를 관리하기 위해 자가발전용 관개장비 원격제어기를 제어하는 관리 서버를 더 포함하고, 상기 관리 서버는 통신 모듈과 데이터를 송수신하는 송수신모듈, 상기 통신 모듈로부터 전송된 데이터를 토대로 제1 나노보드 또는 제2 나노보드의 고장 여부를 판별하고, 고장 여부 판별 결과에 따라 릴레이 모듈을 제어하여 정상 동작중인 나노 보드를 활성화하는 제어 모듈, 상기 제1 나노보드 또는 제2 나노보드의 고장 여부를 판별하기 위한 고장 여부 판별 기준 데이터가 저장되는 데이터베이스를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 고장 여부 판별 기준 데이터는 유체의 유량 및 압력 데이터, 밸브 또는 배관을 개폐하기 위한 개폐판의 개폐율에 따른 자가발전용 관개장비의 발전량 데이터를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템은 자가발전용 관개장비를 원격으로 제어하여 배관을 통해 흐르는 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명의 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템은 자가발전용 관개장비를 원격으로 관리하여 자가발전용 관개장비로부터 측정된 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터를 토대로 자가발전 에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 자가발전용 관개장비를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 2에 도시된 자가발전용 관개장비 원격제어기를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어기의 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 자가발전용 관개장비 원격제어기를 실물로 구현하여 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 안정화 모듈을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템(1)을 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템(1)을 나타내는 블록도이며, 도 3은 도 2에 도시된 자가발전용 관개장비(20)를 나타내는 블록도이다.
또 도 4는 도 2에 도시된 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)를 나타내는 블록도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)의 구성도이며, 도 6은 도 5에 도시된 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)를 실물로 구현하여 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)는 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 자가발전용 관개장비(20)로부터 측정된 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 토대로 자가발전용 관개장비(20)를 원격으로 제어할 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 자가발전용 관개장비(20)를 간략히 설명하면 아래와 같다.
본 발명에 따른 자가발전용 관개장비(20)는 다목적 용수로, 저수지, 상하수도, 스마트팜, 스마트 시티, 하수 처리장, 발전소, 녹지 공원, 노지 작물 재배, 고층 빌딩시스템 등의 수로 배관 또는 오일, 가스 등을 이송하는 배관에서 유체의 유속을 활용하여 자가발전 에너지를 생성한다.
또 도 3에서 도시된 바와 같이, 자가발전용 관개장비(20)는 스마트 밸브 모듈(210), 감지 모듈(220), 발전 모듈(230), 충전 모듈(240) 및 데이터 생성 모듈(250)을 포함할 수 있다. 스마트 밸브 모듈(210)은 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)로부터 전송된 제어 신호에 따라 배관을 개폐하기 위한 개폐판을 작동하여 배관 내부에 흐르는 유체의 흐름 및 유량을 조절할 수 있다.
감지 모듈(220)은 자가발전용 관개장비(20)의 일측에 마련된 온도 센서, 유량 센서, 압력 센서를 이용하여 유체의 온도, 유량 및 압력을 감지한다. 발전 모듈(230)은 유체의 공급에 따라 배관 내에 마련되는 회전 부재(예를 들어, 임펠러(impeller))를 회전하여 전력을 생성한다.
또, 충전 모듈(240)은 발전 모듈(230)에서 생성된 전력을 충전하여 저장한다. 데이터 생성 모듈(250)은 감지 모듈(220)에서 감지된 유체의 온도, 유량 및 압력 데이터를 취합하여 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)에 전송한다.
본 발명에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)는 배관 내에서 유체의 흐름에 의한 자가발전 에너지를 생성하기 위해 마련된 자가발전용 관개장비(20)에 연결되고, 관리 서버(30)에서 송신된 원격 제어 신호를 수신하여 자가발전용 관개장비(20)의 동작을 제어한다.
즉, 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)는 자가발전용 관개장비(20)에서 전송된 유체의 온도, 유량 및 압력 데이터, 전력량 데이터를 수집하여 관리 서버(30)에 전송하고, 관리 서버(30)로부터 제어 신호를 수신하여 자가발전용 관개장비(20)의 동작을 제어한다.
본 발명에 따른 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)는 도 2에서 도시된 바와 같이 데이터 수집 모듈(110), 전압 측정 모듈(120), 통신 모듈(130), 릴레이 모듈(140), 상태 표시 모듈(150) 및 전원 안정화 모듈(160)을 포함한다. 또한, 도 4에서 도시된 바와 같이 전압 측정 모듈(120)은 제1 나노보드(121), 제2 나노보드(122), 제1 전압센서(123) 및 제2 전압센서(124)를 포함할 수 있다.
제1 전압센서(123)는 자가발전용 관개장비(20)에서 충전된 배터리의 전력 잔량을 측정하기 위해 마련된다. 즉, 제1 전압센서(123)는 자가발전용 관개장비(20)의 충전 모듈(240)에 전기적으로 연결되어 충전 모듈(240)에 저장된 전력의 잔량을 측정한다.
또 제2 전압센서(124)는 자가발전용 관개장비(20)에서 현재 생산되는 소수력 발전량을 측정하기 위해 마련된다. 즉, 제2 전압센서(124)는 자가발전용 관개장비(20)의 발전 모듈(230)에 전기적으로 연결되어 실시간으로 생성되는 전력량을 측정한다.
또한, 제1 나노보드(121)는 제1 전압센서(123) 및 제2 전압센서(124)에 연결되어 외부 전압을 측정하기 위해 마련된 아두이노 보드이다. 또 제2 나노보드(122)는 제1 나노보드(121)의 고장시 제1 전압센서(123) 및 제2 전압센서(124)에 연결되어 외부 전압을 측정하기 위해 마련된 예비 보드이다.
데이터 수집 모듈(110)은 자가발전용 관개장비(20)에서 전송된 유체의 온도, 유량 데이터 및 압력 데이터, 제1 전압센서(123) 및 제2 전압센서(124)에서 측정된 전력량 데이터를 수집한다.
즉, 데이터 수집 모듈(110)은 자가발전용 관개장비(20)의 데이터 생성 모듈(250)에서 전송된 유체의 온도, 유량 및 압력 데이터를 입력받아 수집하고, 제1 전압센서(123)를 통해 측정된 충전 모듈(240)의 배터리 전력 잔량 데이터와 제2 전압센서(124)를 통해 측정된 발전 모듈(230)의 소수력 발전량 데이터를 수집한다.
이를 위한 데이터 수집 모듈(110)은 도 4에서 도시된 바와 같이 통신 보드(110)와 통신 컨버터(112)를 포함할 수 있다. 통신 보드(110)는 자가발전용 관개장비(20)로부터의 데이터 수집과 관리 서버(30)와의 원격 무선 통신을 위해 마련된다. 또 통신 컨버터(112)는 자가발전용 관개장비(20)에 구비된 각 센서들과 통신 보드(110)의 연결을 위해 마련된 컨버터이다.
또 데이터 수집 모듈(110)은 수집된 유체의 온도, 유량 데이터 및 압력 데이터와 충전 모듈(240) 및 발전 모듈(230)의 전력량 데이터를 통신 모듈(130)을 이용하여 관리 서버(30)에 원격으로 전송한다.
통신 모듈(130)은 관리 서버(30)로부터 자가발전용 관개장비(20)를 원격으로 관리하기 위한 제어 신호를 수신하고, 자가발전용 관개장비(20)로부터 수집된 데이터를 관리 서버(30)에 전송한다. 즉, 통신 모듈(130)은 관리 서버(30)와 제어 신호 및 수집 데이터를 송수신한다.
이때, 통신 모듈(130)과 관리 서버(30) 간의 원격 통신을 위해 로라(LoRa) 통신망이 사용될 수 있다. 그러나 원격 통신망이 이에 한정되는 아니고 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 무선랜(Wireless LAN, WLAN), DLNA(Digital Living Network Alliance), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service, WMBS), 5G 이동통신(IMT-2020) 등을 적용할 수 있다.
또 통신 모듈(130)에는 도 4에 도시된 바와 같이 안테나(131)가 구비된다. 예를 들어, 안테나(131)는 도 5에 도시된 바와 같이 로라(LoRa) 통신망을 사용하기 위한 920 ~ 930MHz 대역의 로라(LoRa) 안테나가 될 수 있다. 릴레이 모듈(140)은 자가발전용 관개장비(20)의 전압을 측정하기 위한 제1 나노보드(121)와 제2 나노보드(122) 중 하나를 선택하여 활성화시키기 위해 마련된다.
상태 표시 모듈(150)은 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)의 동작 상태 정보를 디스플레이한다. 예를 들어, 현재 유체의 유량 및 압력 데이터, 발전 모듈(230) 및 충전 모듈(240)에서 측정된 전력 데이터를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 상태 표시 모듈(150)은 도 5에서 도시된 바와 같이 상태 표시를 위한 12C 통신 LCD로 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 전원 안정화 모듈(160)은 전원 공급 모듈(40) 또는 전압 측정 모듈(120)에 입력되는 외부의 전류 또는 전압 자극으로부터 야기되는 전압 변화 또는 전류 변화를 감소시키기 위하여 마련된다. 또한, 전원 안정화 모듈(160)은 도 4에서 도시된 바와 같이 전류 안정화부(161)와 전압 안정화부(162)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 안정화 모듈(160)을 나타내는 도면이다. 전류 안정화부(161)는 전원 공급 모듈(40) 또는 전압 측정 모듈(120)에 입력되는 외부의 전류 자극으로부터 전류 변화를 안정화하기 위해 전원 공급 모듈(40) 또는 전압 측정 모듈(120)에 직렬로 연결된다. 예를 들어, 전류 안정화부(161)는 도 7에 도시된 바와 같이 인덕터를 이용하여 구현될 수도 있다.
또 전압 안정화부(162)는 전원 공급 모듈(40) 또는 전압 측정 모듈(120)에 입력되는 외부의 전압 자극으로부터 전압 변화를 안정화하기 위해 전원 공급 모듈(40) 또는 전압 측정 모듈(120)에 병렬로 연결된다. 예를 들어, 전압 안정화부(162)는 도 7에 도시된 바와 같이 커패시터를 이용하여 구현될 수도 있다.
따라서, 전압 측정 모듈(120)에 전원 안정화 모듈(160)을 연결함으로써 제1 전압센서(123) 또는 제2 전압센서(124)에서 측정되는 전력량 데이터의 정확성을 증대할 수 있다.
본 발명에 따른 관리 서버(30)는 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)를 제어하여 자가발전용 관개장비(20)를 관리한다.
또 관리 서버(30)는 스마트폰, 휴대 단말기, 이동 단말기(Mobile Terminal), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant: PDA), PMP(Portable Multimedia Player) 단말기, 텔레매틱스(Telematics) 단말기, 내비게이션(Navigation) 단말기, 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 슬레이트 PC(Slate PC), 태블릿 PC(Tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(Wearable Device, 예를 들어, 워치형 단말기(Smartwatch), 글래스형 단말기(Smart Glass), HMD(Head Mounted Display) 등 포함), 와이브로(Wibro) 단말기, IPTV(Internet Protocol Television) 단말기, 스마트 TV, 디지털방송용 단말기, AVN(Audio Video Navigation) 단말기, A/V(Audio/Video) 시스템, 플렉시블 단말기(Flexible Terminal) 등과 같은 다양한 단말기를 포함할 수 있다.
또한, 관리 서버(30)는 도 2에서 도시된 바와 같이 송수신 모듈(310), 제어 모듈(320), 데이터베이스(330) 및 디스플레이 모듈(340)을 포함할 수 있다.
송수신 모듈(310)은 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)의 통신 모듈(140)과 데이터를 송수신한다. 즉, 송수신 모듈(310)은 자가발전용 관개장비(20)를 원격으로 관리하기 위한 제어 신호를 통신 모듈(140)에 전송하고, 자가발전용 관개장비(20)로부터 수집된 데이터를 통신 모듈(140)로부터 수신한다.
제어 모듈(320)은 자가발전용 관개장비(20)를 원격으로 관리하기 위해 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)를 제어한다. 또한, 제어 모듈(320)은 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)로부터 전송된 데이터를 토대로 제1 나노보드(121) 또는 제2 나노보드(122)의 고장 여부를 판별하고, 고장 여부 판별 결과에 따라 릴레이 모듈(140)을 제어하여 정상 동작중인 나노 보드를 활성화한다.
이를 위해 데이터베이스(330)에는 제1 나노보드(121) 또는 제2 나노보드(122)의 고장 여부를 판별하기 위한 고장 여부 판별 기준 데이터가 미리 설정되어 구축된다. 또한, 상기 판별 기준 데이터에는 유체의 유량 및 압력 데이터, 밸브 또는 배관을 개폐하기 위한 개폐판의 개폐율에 따른 발전량 데이터가 포함될 수 있다.
예를 들어, 유체의 유량 및 압력 데이터에 따른 현재 발전량이 미리 설정된 발전량 범위를 벗어나는 경우 제1 나노보드(121) 또는 제2 나노보드(122)의 고장으로 판단할 수 있다.
또한, 제어 모듈(320)은 데이터베이스(330)에 미리 구축된 자가발전용 관개장비(20)의 운용 설정 정보 또는 기상 정보를 토대로 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어 모듈(320)은 데이터베이스(330)에 미리 구축된 배관의 연간 유량 데이터를 토대로 각 기간별 배관의 유량 데이터를 예측하고, 예측된 유량 데이터에 따라 최적의 발전량을 생성하기 위해 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)를 제어할 수 있다.
또한, 제어 모듈(320)은 기상 정보를 토대로 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)를 제어할 수 있다. 즉, 제어 모듈(320)은 기상 정보를 토대로 미래의 강수량을 미리 파악하고, 파악된 강수량 정보에 따라 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)를 제어할 수 있다.
이때, 상기 기상 정보는 데이터베이스(330)에 미리 구축된 연간 기상 정보를 이용하거나, 기상청의 기상 예보를 수신하여 이용할 수 있다. 이를 통해 제어 모듈(320)은 배관이 설치된 지역의 연간 기상 정보 또는 기상 예보에 따라 미래의 강수량 정보를 파악할 수 있다. 또한, 제어 모듈(320)은 강수량과 배관의 유량 데이터 간의 상관관계를 토대로 미래의 유량 데이터를 예측하고, 예측 결과를 토대로 관개장비 원격제어기(10)를 제어할 수 있다.
이를 위해 데이터베이스(330)에는 배관이 설치된 지역의 연간 기상 정보와 강수량에 따른 유량 데이터 정보가 미리 구축된다. 또한, 데이터베이스(330)는 자가발전용 관개장비(20)에 대한 관련 정보와 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)로부터 수신된 수집 데이터를 저장한다.
또한, 디스플레이 모듈(340)은 각 위치별 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)의 동작 상태 정보와 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)로부터 전송된 자가발전용 관개장비(20)의 수집 데이터를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(340)은 자가발전용 관개장비(20)로부터 수집된 현재 유체의 유량 및 압력 데이터, 전력량 데이터를 디스플레이할 수 있다.
또한, 전원 공급 모듈(40)은 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)에 전원을 공급할 수 있다. 자가발전용 관개장비 원격제어기(10)는 전원 공급 모듈(40)로부터 전원을 공급받거나 자가발전용 관개장비(20)에서 발전된 전력을 공급받아 작동할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1 : 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템
10 : 자가발전용 관개장비 원격제어기
20 : 자가발전용 관개장비 30 : 관리 서버
40 : 전원 공급 모듈 110 : 데이터 수집 모듈
111 : 통신 보드 112 : 통신 컨버터
120 : 전압 측정 모듈 121 : 제1 나노보드
122 : 제2 나노보드 123 : 제1 전압센서
124 : 제2 전압센서 130 : 통신 모듈
131 : 안테나 140 : 릴레이 모듈
150 : 상태 표시 모듈 160 : 전원 안정화 모듈
161 : 전류 안정화부 162 : 전압 안정화부
210 : 스마트 밸브 모듈 220 : 감지 모듈
230 : 발전 모듈 240 : 충전 모듈
250 : 데이터 생성 모듈 310 : 송수신 모듈
320 : 제어 모듈 330 : 데이터베이스
340 : 디스플레이 모듈

Claims (5)

  1. 배관 내에서 유체의 흐름에 의해 자가발전 에너지를 생성하는 자가발전용 관개장비를 원격으로 제어하기 위한 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템에 있어서,
    상기 자가발전용 관개장비로부터 생성되어 저장된 배터리의 전력 잔량을 측정하기 위해 마련된 제1 전압센서;
    상기 자가발전용 관개장비로부터 생성되는 소수력 발전량을 측정하기 위해 마련된 제2 전압센서;
    상기 자가발전용 관개장비로부터 측정된 유체의 유량 데이터 및 압력 데이터, 상기 제1 전압센서 및 제2 전압센서에서 측정된 전력량 데이터를 수집하는 데이터 수집 모듈;
    상기 자가발전용 관개장비를 원격으로 관리하기 위한 제어 신호를 수신하고, 상기 데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터를 송신하기 위해 마련된 통신 모듈 및
    상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 입력되는 외부의 전류 또는 전압 자극으로부터 야기되는 전류 변화 또는 전압 변화를 감소시키기 위하여 마련된 전원 안정화 모듈을 포함하는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 전원 안정화 모듈은
    상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 입력되는 외부의 전류 자극으로부터 야기되는 전류 변화를 감소시키기 위하여 상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 직렬로 연결되는 전류 안정화부 및
    상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 입력되는 외부의 전압 자극으로부터 야기되는 전압 변화를 감소시키기 위하여 상기 제1 전압센서 또는 제2 전압센서에 병렬로 연결되는 전압 안정화부를 포함하는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 전압센서 및 제2 전압센서에 연결되어 자가발전용 관개장비의 전압을 측정하기 위해 마련된 제1 나노보드,
    상기 제1 나노보드의 고장 발생시 상기 제1 전압센서 및 제2 전압센서에 연결되어 자가발전용 관개장비의 전압을 측정하기 위해 마련된 제2 나노보드 및
    상기 제1 나노보드와 제2 나노보드 중 하나를 선택하여 동작시키기 위해 마련된 릴레이 모듈을 더 포함하는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 자가발전용 관개장비를 관리하기 위해 자가발전용 관개장비 원격제어기를 원격으로 제어하는 관리 서버를 더 포함하고,
    상기 관리 서버는
    상기 통신 모듈과 데이터를 송수신하는 송수신모듈,
    상기 통신 모듈로부터 전송된 데이터를 토대로 제1 나노보드 또는 제2 나노보드의 고장 여부를 판별하고, 고장 여부 판별 결과에 따라 릴레이 모듈을 제어하여 정상 동작중인 나노 보드를 활성화하는 제어 모듈 및
    상기 제1 나노보드 또는 제2 나노보드의 고장 여부를 판별하기 위한 고장 여부 판별 기준 데이터가 저장되는 데이터베이스를 포함하는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 고장 여부 판별 기준 데이터는 유체의 유량 및 압력 데이터, 밸브 또는 배관을 개폐하기 위한 개폐판의 개폐율에 따른 자가발전용 관개장비의 발전량 데이터를 포함하는 자가발전용 관개장비 원격제어 시스템.





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