KR102384250B1 - 수온 센서 장치 및 수온 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수온 센서 장치 및 수온 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 수중에서 온도를 측정하여 수온 데이터를 제공하고, 수면에 위치한 표류 부이에 연결되는 방수 하우징에 고정되는 수온 센서; 및 연결 포트를 통해 상기 수온 센서와 연결되고, 상기 수온 데이터를 수신하여 외부로 전송하며, 기설정된 시간 간격으로 현재 위치 데이터를 제공하고, 상기 수온 데이터와 상기 수온 센서의 상태 정보를 출력하는 인디케이터를 포함하는 수온 센서 장치를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 해양 및 양식장의 수온을 실시간 모니터링하기 위한 수온 센서 장치 및 수온 모니터링 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
해양 양식장에 양식하는 미역, 전복, 굴, 기타 어류 등의 양식 생물은 수온이 상승하는 봄철이 되면 활동량이 늘어나면서 사육생물의 활동이 활발해지고 먹이 섭취량이 급격히 늘게 되고, 여름이 되면 고수온 현상으로 적조현상이 발생하여 양식생물에게 큰 영향을 미친다. 또한 수온이 떨어지는 겨울에는 저수온 현상으로 양식생물의 면역 기능과 생리 활성 기능이 떨어지므로 평상시 수온 관리를 철저히 해야한다.
해양수산부 소속 국립수산과학원에서는 양식장에 설치된 센서를 통해 수온, 산소량, 수질 등과 주변 지역의 기상을 어업인들의 스마트폰에 제공하여 양식장을 적절히 관리하게 할 수 있는 해양관측정보시스템을 구축하였고, 최근에 스마트 양식 기술 개발을 추진하여 현재 원격으로 양식장을 모니터링하고 사료를 공급할 수 있는 초기 모델을 개발하고 있다.
현재 양수산업에 종사하는 어민들은 자신의 양식장의 수온상태를 확인하기 위해 해양수산부에서 운영하는 실시간 해양관측정보시스템을 통해서 정보를 제공받고 있다. 실제로 양식생물의 집단 폐사의 원인으로 수온에 대한 영향이 제일 중요하지만, 수온 상태를 측정하기 위한 해양관측정보시스템이 어민들이 운영하는 양식장과는 거리가 너무 떨어져 있기 때문에 정보를 참조만 할 뿐 정확한 수온 수치를 실시간으로 알 수 없다는 문제점이 있다.
양수산업에 종사하는 어민들은 휴대용(Portable) 타입의 고가의 휴대용 측정 장비를 직접 구입하여 수온을 측정하기도 하지만, 휴대용 측정 장비는 실시간 데이터 측정 및 경보 알람 기능이 제공되지 않아 수온 변화로 인한 양식 생물의 집단폐사에 대한 사전 대응이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 하는 해양 및 양식장의 수온을 실시간 모니터링할 수 있는 저가의 수온 센서 장치를 제공하고, 수온 센서 장치를 활용하여 사용자 단말에서 각각의 어장 환경에 맞게 수온 설정, 경고 발생 등의 통합적인 어장 관리를 수행할 수 있도록 하는 것에 목적이 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서 장치는, 수중에서 온도를 측정하여 수온 데이터를 제공하고, 수면에 위치한 표류 부이에 연결되는 방수 하우징에 고정되는 수온 센서; 및 연결 포트를 통해 상기 수온 센서와 연결되고, 상기 수온 데이터를 기설정된 시간 간격으로 수신하여 외부로 전송하며, 기설정된 시간 간격으로 현재 위치 데이터를 제공하고, 상기 수온 데이터와 상기 수온 센서의 상태 정보를 출력하는 인디케이터를 포함하되, 상기 인디케이터는, 상기 수온 센서와 인디케이터 자체에 구동 전원을 공급하기 위해 상호 연결된 내장 배터리와 외장 배터리를 포함하는 전원 공급 모듈을 포함하고, 기설정된 기준 전력량 이하일 경우에 상기 외장 배터리의 전력을 충전하는 것을 특징으로 한다.
상기 인디케이터는 해면에 뜨게 하는 부통에 설치되고, 적어도 1개 이상의 수온 센서와 연결되도록 확장 포트를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 방수 하우징은, 상기 수온 센서의 수온 소자와 결합되는 헤드; 상기 수온 센서를 제어하기 위한 회로 기판을 고정시키고, 상기 헤드와 결합되는 브라켓; 상기 헤드와 결합된 브라켓이 삽입되도록 중공 형태로 형성되고, 상기 헤드와 연결되어 방수가 가능하도록 형성된 바디; 및 상기 바디와 연결되고, 와이어를 통해 상기 표류 부이와 연결되는 테일(Tail)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수온 모니터링 시스템은, 수중에서 측정된 수온 데이터를 제공하고, 해면 상에서의 위치 데이터를 측정하여 제공하는 수온 센서 장치; 및 사용자 단말 및 상기 수온 센서 장치와 통신망을 통해 연결되고, 상기 수온 데이터와 위치 데이터를 이용한 어장 관리가 가능하도록 어장 관리 어플리케이션을 상기 사용자 단말에 제공하며, 상기 어장 관리 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신된 설정 정보에 따라 상기 수온 센서 장치를 제어하고, 상기 수온 센서 장치로부터 수신된 수온 데이터와 위치 데이터를 상기 사용자 단말로 제공하는 모니터링 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수온 센서 장치는 양식조에 설치된 IoT 기반의 환경 조절 단말을 통해 양식장을 관리하는 스마트 양식장에 설치되어 상기 IoT 기반의 환경 조절 단말과 연결되고, 상기 어장 관리 어플리케이션을 통해 수온 설정값과 환경 제어값이 설정되면, 상기 수온 설정값의 변화에 따라 상기 환경 제어값에 해당되는 IoT 기반의 환경 조절 단말과 연동하여 해당 양식조의 환경 제어가 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 모니터링 서버는, 상기 어장 관리 어플리케이션을 통해 사용자가 가입한 양식재해 관련 보험 정보를 관리하는 보험사 서버와 연계하여, 상기 수온 데이터가 기설정된 임계치를 벗어나는 경우에 수온 변화로 인한 피해 발생 정보를 상기 보험사 서버에 통보하는 것을 특징으로 한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명은 해양 및 양식장의 수온을 실시간 모니터링할 수 있고, 훼손 및 유실 방지를 위한 위치데이터 제공 기능을 갖는 저가의 수온 센서 장치를 제공하고, 사용자 단말 상에 설치된 어플리케이션을 통해 시각적으로 수온 데이터와 수온 센서 장치의 위치 데이터를 확인할 수 있으며, 수온 센서 장치를 활용하여 사용자 단말을 통해 각각의 어장 환경에 맞게 수온 설정, 경고 발생 등의 통합적인 어장 관리 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인디케이터의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서 장치의 내부 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서의 방수 하우징의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 모니터링 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 모니터링 시스템이 적용될 수 있는 양식장을 설명하는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인디케이터의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서 장치의 내부 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서의 방수 하우징의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 모니터링 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 모니터링 시스템이 적용될 수 있는 양식장을 설명하는 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 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 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 ‘단말’은 휴대성 및 이동성이 보장된 무선 통신 장치일 수 있으며, 예를 들어 스마트 폰, 태블릿 PC 또는 노트북 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치일 수 있다. 또한, ‘단말’은 네트워크를 통해 다른 단말 또는 서버 등에 접속할 수 있는 PC 등의 유선 통신 장치인 것도 가능하다. 또한, 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다.
무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인디케이터의 구성을 설명하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서 장치의 내부 구성을 설명하는 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 수온 센서 장치(100)는 수온 센서(110)와 인디케이터(120)를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
수온 센서(110)는 수중에서 온도를 측정하여 수온 데이터를 제공한다. 이러한 수온 센서(110)는 온도 센서(111), 통신 드라이버(112), 레귤레이터(113) 및 제어부(114)를 포함한다.
온도 센서(111)는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 특성을 갖는 NTC(negative temperature coefficient of resistance)를 사용할 수 있다.
통신 드라이버(112)는 RS-485 통신 방식에 따라 통신을 수행하는데, RS-485 통신 방식 외에도 RS-232C, RS-422 등의 직렬 통신 방식에 따라 드라이버를 구성할 수 있다.
레귤레이터(113)는 선형 방식의 LDO(Low Drop-Out) 레귤레이터를 사용하여 저잡음 특성을 이용하여 정밀하고 안정한 전압 공급을 수행한다. 예를 들어, 레귤레이터(113)는 인디케이터(120)로부터 공급되는 8V의 전원전압으로부터 5V의 출력을 갖고, 과전압 및 저전압 방지 기능을 갖도록 설계할 수 있다.
제어부(114)는 온도 센서(111)에서 측정된 수온 데이터를 통신 드라이버(112)를 통해 인디케이터(120)로 전송하고, 자신의 상태 정보를 생성하여 인디케이터(120)로 전송한다.
한편, 인디케이터(120)는 인디케이터(120)를 해면에 뜨게 하는 부통(130)에 설치되고, 방수 케이스(도시되지 않음)의 내부에 고정된다. 방수 케이스의 전면에는 LCD 모듈(125)이 외부로 표출되도록 설치되고, 후면의 내측에는 수온 센서(110)와 인디케이터(120)의 구동에 필요한 구동 전원을 제공하기 위한 전원공급모듈(126)이 설치된다. 이때, 인디케이터(120)는 해상에서 부통(120)에 설치되지만, 가두리 양식장 등에서는 작업자가 수시로 확인할 수 있도록 양식조에 고정 설치될 수 있다.
이러한 인디케이터(120)는 LCD 모듈(125)에 수온 데이터와 위치 데이터를 출력하여 실시간 수온 상황을 알려주는 상황판 역할을 수행한다. 즉, 인디케이터(120)는 수온 센서(110)와 연결되어 수온 센서(110)로부터 수온 데이터를 수신하여 외부로 실시간 전송하며, 수온 센서 장치(100)의 훼손 및 유실 방지를 위해 위치 데이터를 기설정된 시간 간격으로 측정하여 외부로 전송한다.
인디케이터(120)는 연결 포트(121), 통신 모듈(122), GPS 모듈(123), 제어 모듈(124), LCD 모듈(125), 전원공급모듈(126), 충전 모듈(127), 제1 및 제2 레귤레이터(128a, 128b), DC-DC 벅/부스트 컨버터(129), 버퍼, RTC(Real Time Clock), EEPROM, 다이오드를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
연결 포트(121)는 하나 이상의 수온 센서(110)와 연결하기 위한 확장 포트(P1)와 다른 인터페이스 수단과 통신을 위한 RS-485 제어 포트(P2)를 포함한다. 이때, 확장 포트(P1)는 수면 층마다 각각의 수온을 측정하기 위해 4개의 수온 센서와 연결될 수 있도록 4개의 포트를 가지지만 이에 한정되지않고 확장될 수 있으며, RS-485 제어 포트(P2)는 산소 밸브, 히트 펌프, 사료급식장치 등의 양식장에 구비된 IoT 기반의 환경 조절 단말 뿐만 아니라 외부 기기와 연결될 수 있고, 통신 드라이버(121a)를 통해 통신을 수행한다.
통신 모듈(122)은 CDMA, LAN, LTE 등의 무선 통신망을 이용하여 수온 데이터와 위치 데이터를 외부로 전송할 수 있고, 수온 센서(110)와 유선 통신망이나 Wi-Fi나 블루투스 등의 근거리 통신망을 통해 연결될 수 있다.
GPS 모듈(123)은 수온 센서(110)가 연결된 부통(130)의 위치 데이터를 생성하고, 모니터링 서버(600) 또는 사용자 단말(700)의 위치 조회시 현재 위치 데이터를 제공한다.
제어 모듈(124)은 연결 포트(121)에 연결된 수온 센서(110)에 전원을 제공하면서 수온 센서(110)로부터 수신한 수온 데이터를 외부로 전송하며, 위치 데이터가 기설정된 허용범위를 벗어날 경우에 위치경고정보를 생성하여 외부로 전송할 수 있다.
LCD 모듈(125)은 제어 모듈(124)의 제어에 따라 기설정된 시간 간격으로 수온 데이터 또는 위치 데이터를 상시 표시할 수 있다.
전원 공급 모듈(126)은 외장 배터리(126b)와 내장 배터리(126a)를 포함하고, 내장 배터리(126a)는 외장 배터리(126b)와 연결되어 있으며, 기설정된 기준 전력량 이하일 경우에 충전 모듈(127)을 통해 외장 배터리(126b)의 전력을 충전할 수 있도록 한다. 내장 배터리(126a)는 고정용 배터리이고, 외장 배터리(126b)는 충전이 가능한 배터리이며, 내장 배터리(126a) 보다 외장 배터리(126b)의 용량이 크도록 설계하고, 내장 배터리(126a)와 외장 배터리(126b)의 총 사용 시간이 120 시간 이상이 될 수 있도록 잔여량을 확인한다.
제1 및 제2 레귤레이터(128a, 128b)는 LDO 레귤레이터로서 각각 5V, 3.3V를 출력하도록 설계될 수 있다.
DC-DC 벅/부스트 컨버터(129)는 입력보다 낮은 출력이 필요할 때 사용하는 벅 컨버터(Buck converter), 입력보다 높은 출력이 필요할 때 사용하는 부스트 컨버터(Boost converter)를 필요에 따라 조절하여 사용한다.
이와 같이, 방수 케이스에 고정되어 있는 인디케이터(120)는 연결 포트(121)를 통해 해양 환경에서 실시간 수온 모니터링이 가능하도록 방수 하우징(200)에 고정된 수온 센서(110)와 연결되고, 수온 센서(110)로부터 사용자 설정에 맞게 설정된 시간 간격으로 수온 데이터를 수신하여 모니터링 서버(600)로 전송한다. 또한, 인디케이터(120)는 GPS 모듈(123)을 이용하여 수온 센서 장치(100)의 위치 데이터가 기설정된 허용범위를 벗어날 경우에 위치경고정보를 생성하여 분실 경고 알람을 발생할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서의 방수 하우징의 구성을 설명하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 센서의 예시도이다.
수온 센서(110)는 수면에 위치한 표류 부이(210)에 연결되면서 방수 기능을 갖는 방수 하우징(200)에 고정된다.
방수 하우징(200)은 수온 센서(110)의 수온 소자와 결합되는 헤드(201), 수온 센서(110)의 구동을 제어하기 위해, 온도 센서(111), 통신 드라이버(112), 레귤레이터(113) 및 제어부(114)를 포함하는 PCB를 고정시키는 브라켓(202), 헤드(201)에 결합된 브라켓(202)과 연결되어 방수 가능하도록 설계된 바디(203), 바디(203)와 연결되면서 와이어를 통해 표류 부이(210)와 연결되는 테일(204)을 포함한다.
특히, 바디(203)는 브라켓(202)이 삽입되도록 중공 형태로 형성되고, 헤드(201)와 테일(204)이 연결되는 연결부(203a, 203b)의 직경이 몸통의 직경보다 작도록 형성하여 헤드(201)와 테일(204)의 내측으로 삽입되어 밀폐되도록 한다.
또한, 테일(204)는 수온 센서(110)와 인디케이터(120) 간의 고정 역할을 수행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 모니터링 시스템의 구성을 설명하는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온 모니터링 시스템이 적용될 수 있는 양식장을 설명하는 예시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 수온 모니터링 시스템은 수온 센서 장치(100), 모니터링 서버(600), 사용자 단말(700)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
수온 센서 장치(100)는 수온 센서(110)와 인디케이터(120)를 포함하고, 인디케이터(120)는 수온 센서(110)와 모니터링 서버(600) 간의 게이트웨이 역할을 수행한다. 이러한 수온 센서 장치(100)는 수온 데이터와 위치 데이터를 실시간 또는 기설정된 시간 간격으로 모니터링 서버(600)로 전송하고, 수온 센서(110)의 상태를 측정하여 모니터링 서버(600)에 전송한다.
수온 센서 장치(100)는 양식조에 설치된 복수의 IoT 기반의 환경 조절 단말(도시되지 않음)을 통해 양식장을 관리하는 스마트 양식장 관리 시스템(500)에 적용될 수 있고, IoT 환경에서 환경 조절 단말과 연결될 수 있다. 환경 조절 단말은 사료 공급 장치, 수온 제어 장치, 염분 조절 장치, 비전 관측 장치 등 양식 대상 어류의 생육에 필요한 환경을 조절할 수 있는 기기이다.
모니터링 서버(600)는 수온 센서 장치(100)로부터 실시간 수온 데이터를 수신하고, 사용자 단말(700) 또는 관리자 단말에 수온 데이터 및 위치 데이터에 대한 검색 및 검색 결과 처리 기능을 제공한다. 또한, 모니터링 서버(600)는 수온 관리, 배터리 관리, 양식조 환경 제어 등을 수행할 수 있는 어장 관리용 어플리케이션을 사용자 단말(700)로 제공하고, 어장 관리용 어플리케이션을 통해 사용자 단말(700)로부터 설정 정보를 수신한 후 설정 정보에 따라 수온 센서 장치(100)를 제어한다. 이러한 모니터링 서버(600)는 하둡(Hadoop) 기반의 데이터 분산 처리를 수행함으로써 빠른 데이터 처리 기능을 제공할 수 있다.
모니터링 서버(400)는 일반적인 의미의 서버용 컴퓨터 본체일 수 있고, 그 외에 서버 역할을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치로 구현될 수 있다. 구체적으로, 모니터링 서버(600)는 통신 모듈(미도시), 메모리(미도시), 프로세서(미도시) 및 데이터베이스(미도시)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 구현될 수 있다.
모니터링 서버(600)는 어장 관리 어플리케이션을 통해 사용자로부터 수온 설정값과 환경 제어값이 설정되면, 수온 센서 장치(100)로부터 수신한 수온 데이터가 수온 설정값을 소정의 허용치를 벗어나면 어장 관리 어플리케이션을 통해 사용자 단말(700)에 경고음 또는 경고 화면이 출력되도록 한다. 또한, 모니터링 서버(600)는 수온 설정값의 변화에 따라 환경 제어값에 해당되는 IoT 기반의 환경 조절 단말과 연동하여 해당 양식조의 환경 제어가 수행되도록 한다.
즉, 모니터링 서버(600)는 수온 설정값이 소정의 허용치 이하로 하강하면, 수온 센서 장치(100)와 연결된 양식조의 히트 펌프를 통해 수온이 수온 설정값에 도달하도록 자동 제어 또는 원격 수동 제어하도록 할 수 있다.
모니터링 서버(600)는 환경 조절 단말과 통신망을 통해 연결되어 실시간 해수 상태, 비전 관측 장치(예를 들어, 감시 카메라 등)를 통한 양식장 영상을 사용자 단말(700)에 제공할 수 있다. 또한, 모니터링 서버(600)는 정상 상태에서의 기준 영상과 양식장 영상을 비교하여 사용자 단말(700)에 비교 영상이나 이상 상태 감지 결과를 전송할 수 있다.
모니터링 서버(600)는 수온 센서 장치(100) 뿐만 아니라, 기상청, 해양 수산부 등과 연계하여 수온 센서 장치(100)에서 측정한 수온 데이터와 날씨, 풍속, 풍향, 구름양 등의 해상 환경 데이터를 연동하여 어민들에게 각 양식 환경에 맞는 수온뿐만 아니라 해양 환경 데이터를 함께 알려주고, 양식장 환경별로 누적된 수온 데이터와 해양 환경 데이터를 활용한 클라우드 기반의 빅데이터를 구성할 수 있다.
모니터링 서버(600)는 수온 센서 장치(100)로부터 수신한 위치 데이터가 초기 위치 데이터와 소정의 허용 범위를 벗어나는 경우에 위치 경고 정보를 발생하여 사용자 단말(700)에 전송한다. 모니터링 서버(600)는 기설정된 간격으로 어장 관리 어플리케이션을 통해 사용자 단말(700)에 수온 센서 장치(100)의 위치가 표시되도록 할 수 있다.
모니터링 서버(600)는 어장 관리 어플리케이션을 통해 사용자 단말(700)에 배터리 상태를 상시 확인할 수 있도록 하고, 외장 배터리(126b)의 충전 시기를 알려준다.
또한, 모니터링 서버(600)는 어장 관리 어플리케이션을 통해 사용자가 가입한 양식재해 관련 보험 정보를 관리하는 보험사 서버(도시되지 않음)와 연계하여, 어장 관리 어플리케이션을 통해 저장된 자료를 활용하여 수온 데이터가 기설정된 임계치를 벗어나는 경우에 수온 변화로 인한 피해 발생 정보를 보험사 서버에 통보할 수 있다. 이때, 모니터링 서버(600)는 보험사 서버에 사전에 인증 과정을 거쳐 등록하고, 태풍, 이상고온, 한파 등의 자연재해 등으로 인해 급격한 수온 변화로 양식장의 어류 폐사, 수온 센서 장치(100)의 분실 등이 발생하면, 사용자 단말(700)로부터 증빙 영상이나 사진을 수신하고, 증빙 영상이나 사진, 기상청의 기상 데이터 등을 이용해 피해근거자료로 청구가 가능한 피해 발생 정보를 보험사 서버에 전송할 수 있다.
이와 같이, 수온 모니터링 시스템은 해양 양식장에 양식하는 양식생물(미역, 전복, 굴, 기타 어류 등)의 생육하는 양식장의 수온을 실시간으로 측정하는 수온 센서 장치(100)와 연동하고, 어장 관리 어플리케이션을 통해 관리자 단말 및 사용자 단말에 실시간 양식장의 수온 데이터와 수온 센서 장치(100)의 위치 데이터를 보여줄 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
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 실시예들은 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.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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.
100 : 수온 센서 장치
110 : 수온 센서
120 : 인디케이터
200 : 방수 하우징
600 : 모니터링 서버
700 : 사용자 단말
110 : 수온 센서
120 : 인디케이터
200 : 방수 하우징
600 : 모니터링 서버
700 : 사용자 단말
Claims (6)
- 수중에서 온도를 측정하여 수온 데이터를 제공하고, 수면에 위치한 표류 부이에 연결되는 방수 하우징에 고정되는 수온 센서; 및
연결 포트를 통해 상기 수온 센서와 연결되고, 상기 수온 데이터를 기설정된 시간 간격으로 수신하여 외부로 전송하며, 기설정된 시간 간격으로 현재 위치 데이터를 제공하고, 상기 수온 데이터와 상기 수온 센서의 상태 정보를 출력하는 인디케이터를 포함하고,
상기 수온 센서는,
온도가 높아지면 저항값이 감소하는 특성을 갖는 NTC(Negative Temperature Coefficient of Resistance)로 구현된 온도센서;
통신 드라이버;
선형 방식의 LDO(Low Drop-Out) 레귤레이터로 구현되어 전압 공급을 수행하는 레귤레이터; 및
상기 온도 센서에서 측정된 수온 데이터를 상기 통신 드라이버를 통해 상기 인디케이터로 전송하고, 자신의 상태 정보를 생성하여 상기 인디케이터로 전송하는 제어부를 포함하고,
상기 인디케이터는,
하나 이상의 수온센서와 연결하기 위한 제1 확장포트 및 다른 인터페이스 수단과 통신을 위한 RS-485 제어 포트를 포함하는 연결포트;
무선 통신망을 이용하여 수온 데이터 및 위치 데이터를 외부로 전송하는 통신모듈;
상기 수온 센서가 연결된 표류 부이의 위치 데이터를 생성하는 GPS 모듈;
상기 연결 포트에 연결된 수온 센서에 전원을 제공하며, 상기 수온 센서로부터 수신한 수온 데이터를 외부로 전송하며, 위치 데이터가 기 설정된 허용범위를 벗어날 경우 위치경고정보를 생성하여 외부로 전송시키는 제어모듈;
상기 제어모듈의 제어에 따라 기 설정된 시간 간격으로 수온 데이터 또는 위치 데이터를 표시하는 LCD 모듈;
상기 수온 센서와 인디케이터 자체에 구동 전원을 공급하기 위해 상호 연결된 내장 배터리와 상기 내장 배터리보다 용량이 크도록 설계된 외장 배터리를 포함하고, 기 설정된 기준 전력량 이하일 경우 외부로부터 상기 외장 배터리로 전력을 충전받는 전원 공급 모듈;
LDO(Low Drop-Out) 레귤레이터로 구현되어 기 설정된 전압을 출력하는 레귤레이터; 및
입력된 전압보다 낮은 출력 또는 높은 출력 전압을 발생시키는 DC-DC 벅/부스트 컨버터를 포함하며,
상기 인디케이터는 방수 케이스 내부에 고정되며, 상기 방수 케이스의 전면에는 상기 LCD 모듈이 외부로 표출되도록 설치되고, 상기 방수 케이스의 후면의 내측에는 상기 전원 공급 모듈이 설치되고,
상기 방수 하우징은,
상기 수온 센서의 수온 소자와 결합되는 헤드;
상기 수온 센서를 제어하기 위한 회로 기판을 고정시키고, 상기 헤드와 결합되는 브라켓;
상기 헤드와 결합된 브라켓이 삽입되도록 중공 형태로 형성되고, 상기 헤드와 연결되어 방수가 가능하도록 형성된 바디; 및
상기 바디와 연결되고, 와이어를 통해 상기 표류 부이와 연결되는 테일(Tail)을 포함하며,
상기 바디는 상기 헤드 및 상기 테일과 각각 연결되는 연결부의 직경이 상기 바디의 몸통의 직경보다 작도록 형성되어, 상기 헤드와 상기 테일의 내측으로 삽입되어 밀폐될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수온 센서 장치. - 삭제
- 삭제
- 수중에서 측정된 수온 데이터를 제공하고, 해면 상에서의 위치 데이터를 측정하여 제공하는 수온 센서 장치; 및
사용자 단말 및 상기 수온 센서 장치와 통신망을 통해 연결되고, 상기 수온 데이터와 위치 데이터를 이용한 어장 관리가 가능하도록 어장 관리 어플리케이션을 상기 사용자 단말에 제공하며, 상기 어장 관리 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신된 설정 정보에 따라 상기 수온 센서 장치를 제어하고, 상기 수온 센서 장치로부터 수신된 수온 데이터와 위치 데이터를 상기 사용자 단말로 제공하는 모니터링 서버를 포함하며,
상기 수온 센서 장치는,
수중에서 온도를 측정하여 수온 데이터를 제공하고, 수면에 위치한 표류 부이에 연결되는 방수 하우징에 고정되는 수온 센서; 및
연결 포트를 통해 상기 수온 센서와 연결되고, 상기 수온 데이터를 기설정된 시간 간격으로 수신하여 외부로 전송하며, 기설정된 시간 간격으로 현재 위치 데이터를 제공하고, 상기 수온 데이터와 상기 수온 센서의 상태 정보를 출력하는 인디케이터를 포함하고,
상기 수온 센서는,
온도가 높아지면 저항값이 감소하는 특성을 갖는 NTC(Negative Temperature Coefficient of Resistance)로 구현된 온도센서;
통신 드라이버;
선형 방식의 LDO(Low Drop-Out) 레귤레이터로 구현되어 전압 공급을 수행하는 레귤레이터; 및
상기 온도 센서에서 측정된 수온 데이터를 상기 통신 드라이버를 통해 상기 인디케이터로 전송하고, 자신의 상태 정보를 생성하여 상기 인디케이터로 전송하는 제어부를 포함하고,
상기 인디케이터는,
하나 이상의 수온센서와 연결하기 위한 제1 확장포트 및 다른 인터페이스 수단과 통신을 위한 RS-485 제어 포트를 포함하는 연결포트;
무선 통신망을 이용하여 수온 데이터 및 위치 데이터를 외부로 전송하는 통신모듈;
상기 수온 센서가 연결된 표류 부이의 위치 데이터를 생성하는 GPS 모듈;
상기 연결 포트에 연결된 수온 센서에 전원을 제공하며, 상기 수온 센서로부터 수신한 수온 데이터를 외부로 전송하며, 위치 데이터가 기 설정된 허용범위를 벗어날 경우 위치경고정보를 생성하여 외부로 전송시키는 제어모듈;
상기 제어모듈의 제어에 따라 기 설정된 시간 간격으로 수온 데이터 또는 위치 데이터를 표시하는 LCD 모듈;
상기 수온 센서와 인디케이터 자체에 구동 전원을 공급하기 위해 상호 연결된 내장 배터리와 상기 내장 배터리보다 용량이 크도록 설계된 외장 배터리를 포함하고, 기 설정된 기준 전력량 이하일 경우 외부로부터 상기 외장 배터리로 전력을 충전받는 전원 공급 모듈;
LDO(Low Drop-Out) 레귤레이터로 구현되어 기 설정된 전압을 출력하는 레귤레이터; 및
입력된 전압보다 낮은 출력 또는 높은 출력 전압을 발생시키는 DC-DC 벅/부스트 컨버터를 포함하며,
상기 인디케이터는 방수 케이스 내부에 고정되며, 상기 방수 케이스의 전면에는 상기 LCD 모듈이 외부로 표출되도록 설치되고, 상기 방수 케이스의 후면의 내측에는 상기 전원 공급 모듈이 설치되고,
상기 방수 하우징은,
상기 수온 센서의 수온 소자와 결합되는 헤드;
상기 수온 센서를 제어하기 위한 회로 기판을 고정시키고, 상기 헤드와 결합되는 브라켓;
상기 헤드와 결합된 브라켓이 삽입되도록 중공 형태로 형성되고, 상기 헤드와 연결되어 방수가 가능하도록 형성된 바디; 및
상기 바디와 연결되고, 와이어를 통해 상기 표류 부이와 연결되는 테일(Tail)을 포함하며,
상기 바디는 상기 헤드 및 상기 테일과 각각 연결되는 연결부의 직경이 상기 바디의 몸통의 직경보다 작도록 형성되어, 상기 헤드와 상기 테일의 내측으로 삽입되어 밀폐될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수온 모니터링 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 수온 센서 장치는 양식조에 설치된 IoT 기반의 환경 조절 단말을 통해 양식장을 관리하는 스마트 양식장에 설치되어 상기 IoT 기반의 환경 조절 단말과 연결되고,
상기 어장 관리 어플리케이션을 통해 수온 설정값과 환경 제어값이 설정되면, 상기 수온 설정값의 변화에 따라 상기 환경 제어값에 해당되는 IoT 기반의 환경 조절 단말과 연동하여 해당 양식조의 환경 제어가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 수온 모니터링 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 모니터링 서버는,
상기 어장 관리 어플리케이션을 통해 사용자가 가입한 양식재해 관련 보험 정보를 관리하는 보험사 서버와 연계하여, 상기 수온 데이터가 기설정된 임계치를 벗어나는 경우에 수온 변화로 인한 피해 발생 정보를 상기 보험사 서버에 통보하는 것을 특징으로 하는 수온 모니터링 시스템.
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