KR102513023B1 - 지하수 공급 시스템 - Google Patents

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KR102513023B1
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Abstract

특정 농지에 요구되는 수분 요구량만큼만 지하수가 공급되도록 개선된 지하수 공급 시스템을 개시한다.
지하수 공급 시스템은, 데이터를 송수신하도록 구성된 통신장치 및 통신장치와 동작 가능하게 연결된 컨트롤러를 포함하고, 컨트롤러는, 통신장치를 통해 복수의 농지들에 배치된 복수의 제1 측정 센서들로부터 복수의 농지들에 관한 제1 측정 데이터들을 수신하고, 통신장치를 통해 지하수 관정에 배치된 제2 측정 센서로부터 지하수 관정에 관한 제2 측정 데이터들을 수신하며, 통신장치를 통해 저수조에 배치된 제3 측정 센서로부터 저수조에 관한 제3 측정 데이터들을 수신하고, 제1 측정 데이터들에 기반하여 복수의 농지들에 요구되는 각각의 수분 요구량을 예측하고, 제2 측정 데이터들에 기반하여 지하수 관정으로부터 저수조에 공급되는 제1 공급량을 예측하며, 제3 측정 데이터들에 기반하여 저수조에서 복수의 시설로 공급 가능한 제2 공급량을 예측하고, 예측된 제1 공급량의 지하수가 저수조에 공급될 수 있도록, 지하수 관정으로부터 저수조에 공급되는 제1 공급량을 조절하도록 구성되며, 예측된 각각의 수분 요구량의 지하수가 복수의 농지들 각각에 분배되어 공급될 수 있도록, 저수조로부터 공급되는 제2 공급량을 조절하도록 구성된다.

Description

지하수 공급 시스템{Groundwater supply system}
본 발명은 지하수 공급 시스템에 관한 것이다.
지하수를 이용하는 농가들은 지하수 관정에서 저수조로 저장된 지하수를 공급받아 농지에 사용하며, 작물의 품질을 유지를 위해 적시에 지하수를 공급받아야 한다.
일반적으로 저수조에 저장될 수 있는 지하수의 용량은 한정적인데, 저장된 지하수의 양에 비해 특정 농지에 과도하게 많은 지하수가 공급될 경우, 특정 농지 이외의 다른 농지들에는 필요한 시기에 필요한 양의 지하수가 공급되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 지하수가 적절한 시기에 원활하게 공급되지 못하면, 농지에서 재배되는 작물들의 생육에 영향을 미쳐 작물들의 상품가치가 저하되고, 이는 농가의 생산성 저하로 이어진다.
본 발명의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 특정 농지에 요구되는 수분 요구량의 지하수가 원활하게 공급되도록 개선된 지하수 공급 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 작물의 상태와 지하수 관정 및 저수조의 상태를 실시간으로 모니터링 및 예측하여 이를 연계할 수 있는 지하수 공급 시스템 및 이를 이용한 지하수 공급 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템은, 데이터를 송수신하도록 구성된 통신장치; 및 상기 통신장치와 통신 가능한 컨트롤러; 를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 통신장치를 통해 복수의 농지들에 각각 배치된 복수의 제1 측정 센서들로부터 상기 복수의 농지들에 관한 제1 측정 데이터들을 수신하고, 상기 통신장치를 통해 지하수 관정에 배치된 제2 측정 센서로부터 상기 지하수 관정에 관한 제2 측정 데이터들을 수신하며, 상기 통신장치를 통해 저수조에 배치된 제3 측정 센서로부터 상기 저수조에 관한 제3 측정 데이터들을 수신하고, 상기 제1 측정 데이터들에 기반하여 상기 복수의 농지들에 요구되는 각각의 수분 요구량을 예측하고, 상기 수분 요구량, 상기 제2 측정 데이터들 및 상기 제3 측정 데이터들에 기초하여 상기 지하수 관정으로부터 상기 저수조에 공급되는 제1 공급량 및 상기 저수조로부터 상기 각각의 농지들에 공급되는 제2 공급량을 조절하도록 구성된다.
상기 저수조에 저장된 지하수를 상기 복수의 농지들 각각에 분배시키는 분배 밸브를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는,
상기 수분 요구량, 상기 제2 측정 데이터들 및 상기 제3 측정 데이터들에 기초하여 상기 분배 밸브를 개폐하는 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템은, 지하수 관정; 상기 지하수 관정으로부터 이송된 지하수를 저장하고, 내부에 저장된 상기 지하수를 복수의 농지들에 공급하도록 구성되는 저수조; 상기 복수의 농지들에 관한 제1 측정 데이터들을 측정하도록 구성되는 복수의 제1 측정 센서들; 상기 지하수 관정에 배치되어 상기 지하수 관정에 관한 제2 측정 데이터들을 측정하도록 구성되는 제2 측정 센서; 상기 저수조에 배치되어 상기 저수조에 관한 제3 측정 데이터들을 측정하도록 구성되는 제3 측정 센서; 와, 상기 제1 측정 데이터들에 기반하여 상기 복수의 농지들에서 요구되는 각각의 수분 요구량을 예측하고, 상기 예측된 각각의 수분 요구량의 지하수가 상기 복수의 농지들 각각에 분배될 수 있도록 상기 지하수 관정으로부터 상기 저수조에 공급되는 제1 공급량 및 상기 저수조로부터 상기 각각의 농지들에 공급되는 제2 공급량 중 적어도 하나를 조절하도록 구성되는 컨트롤러; 를 포함한다.
상기 복수의 제1 측정 센서, 상기 제2 측정 센서 및 상기 제3 측정 센서와 상기 컨트롤러를 통신 가능하도록 연결시키는 통신장치; 를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 통신장치를 통해 상기 지하수 관정, 상기 저수조, 상기 복수의 제1 측정 센서들, 상기 제2 측정 센서 및 상기 제3 측정 센서와 통신 가능한 통신부; 상기 복수의 제1 측정 센서들, 상기 제2 측정 센서 및 상기 제3 측정 센서로부터 수신되는 상기 제1 측정 데이터들, 상기 제2 측정 데이터들 및 상기 제3 측정 데이터들을 저장하는 데이터 저장부; 및 상기 제1 측정 데이터들을 기반으로 상기 각각의 농지에 요구되는 상기 수분 요구량을 예측하며, 상기 수분 요구량과 상기 제2 측정 데이터들을 비교하여 상기 제1 공급량을 산출하고, 상기 수분 요구량과 상기 제3 측정 데이터들을 비교하여 상기 제2 공급량을 산출하며, 산출된 상기 제1 공급량에 대한 신호를 상기 지하수 관정에 전달하거나, 산출된 상기 제2 공급량에 대한 신호를 상기 저수조에 전달하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 저수조를 통해 공급되는 상기 지하수를 저장하는 저수 탱크; 및 상기 저수 탱크에 저장된 지하수를 상기 각각의 농지에 공급하도록 구성된 복수의 공급 펌프; 를 포함하는 복수의 시설을 포함할 수 있다.
상기 복수의 공급 펌프는 개별적으로 구동 가능할 수 있다.
상기 통신장치를 통해 컨트롤러와 통신 가능하도록 연결되며, 상기 지하수 관정의 상태, 상기 저수조의 상태, 상기 각각의 농지의 상태, 상기 제1 측정 데이터들, 상기 제2 측정 데이터들 및 상기 제3 측정 데이터들을 표시하는 인터페이스 화면을 제공하는 영상 표시 기기; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 특정 농지에서 요구하는 수분 요구량만큼만 지하수가 공급되므로 저수조의 저장된 지하수의 저수량을 효과적으로 관리할 수 있다.
또한, 컨트롤러를 통해 특정 농지에서 측정된 측정 데이터에 관한 수분 요구량을 산출하므로 특정 농지에 필요한 지하수를 정확하게 공급할 수 있다.
또한, 컨트롤러를 통해 각각의 농지의 상태와 작물의 상태에 따라 적정량의 지하수가 각각의 농지에 분배될 수 있으므로, 작물이 최적의 품질로 유지될 수 있다.
또한, 영상 표시 기기를 통해 작물의 상태를 확인할 수 있으므로 작물의 정확한 상태를 실시간으로 관찰할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템에 복수의 시설이 포함된 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 지하수를 각각의 농지에 공급시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 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. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템(100)은 지하수 관정(110)과 저수조(120)의 상태를 측정하고, 복수의 농지들(L) 및 작물들의 상태를 측정하여 이 측정값들을 기반으로 복수의 농지들(L) 및 작물들에 적정량의 지하수를 분배할 수 있도록 마련된다.
지하수 공급 시스템(100)은 굴착, 타설 및 관입, 착공, 천공 등을 통하여 지하 대수층의 지하수를 이용하기 위한 목적으로 설치한 지하수 관정(110), 지하수 관정(110)으로부터 공급되는 지하수를 저장하고, 저장된 지하수를 복수의 농지들(L)로 분배하는 저수조(120), 복수의 농지들(L) 및 작물들에 관한 제1 측정 데이터들을 측정하는 복수의 제1 측정 센서들(130), 지하수 관정(110)에 관한 제2 측정 데이터들을 측정하는 제2 측정 센서(140), 저수조에 관한 제3 측정 데이터들을 측정하는 제3 측정 센서(150), 제1 측정 데이터들에 기반하여 복수의 농지들(L)에 요구되는 각각의 수분 요구량을 예측하고, 제2 측정 데이터들에 기반하여 지하수 관정(110)에서 공급 가능한 제1 공급량을 예측하며, 제3 측정 데이터들에 기반하여 저수조(120)에서 공급 가능한 제2 공급량을 예측하여, 예측된 각각의 수분 요구량의 지하수가 복수의 농지들(L) 각각에 분배될 수 있도록 제1 공급량 및 제2 공급량 중 적어도 하나의 공급량을 조절하도록 구성되는 컨트롤러(160) 및 컨트롤러(160)가 복수의 제1 측정 센서들(130), 제2 측정 센서(140) 및 제3 측정 센서(150)와 통신할 수 있도록 컨트롤러(160)와 복수의 제1 측정 센서들(130), 제2 측정 센서(140) 및 제3 측정 센서(150)를 연결시키는 통신장치(170)를 포함한다.
제1 공급량은 지하수 관정(110)에서 저수조(120)로 공급되는 지하수 공급량을 의미할 수 있다. 제2 공급량은 저수조(120)에서 복수의 농지들(L) 중 적어도 하나의 농지(L)에서 요구하는 수분 요구량을 의미할 수 있으며, 복수의 농지들(L)에서 요구하는 수분 요구량의 총합을 의미할 수도 있다.
지하수 관정(110)은 수중펌프(WP)를 통해 지하수를 펌핑하여 펌핑된 지하수를 저수조(120)에 공급한다. 지하수 관정(110)은 제1 공급 유로(112)를 포함한다. 수중펌프(WP)를 통해 펌핑된 지하수는 제1 공급 유로(112)를 통해 저수조(120)에 공급된다.
도시하지는 않았지만 지하수 관정(110)은 제1 온도 조절 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 온도 조절 장치(미도시)는 컨트롤러(160)에서 전달되는 신호를 바탕으로 지하수 관정(110)의 내부의 저장된 지하수의 온도를 조절할 수 있다.
저수조(120)는 지하수 관정(110)을 통해 공급되는 지하수를 저장하며, 저장된 지하수를 컨트롤러(160)의 명령에 따라 복수의 농지들(L)에 분배시키도록 구성된다. 저수조(120)는 물탱크(Water tank)로 구성된다.
저수조(120)는 저수조 본체(122), 분배 밸브(124) 및 복수의 제2 공급유로(126)를 포함한다.
저수조 본체(122)는 제1 공급유로(112)와 연결되며, 지하수 관정(110)으로부터 지하수를 공급받아 내부에 저장하도록 구성된다.
분배 밸브(124)는 복수의 제2 공급유로(126) 중 적어도 하나의 제2 공급유로(126)를 개폐하도록 구성된다. 분배 밸브(124)는 컨트롤러(160)를 통해 개폐신호를 수신받아 복수의 제2 공급유로(126)를 개폐할 수 있다.
복수의 제2 공급유로(126)가 분배 밸브(124)에 의해 개방되면, 저수조(120)의 내부에 저장된 지하수가 복수의 농지들(L) 중 적어도 하나 이상의 농지(L)에 공급된다.
도시하지는 않았지만 저수조(120)는 제2 온도 조절 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 제2 온도 조절 장치(미도시)는 컨트롤러(160)에서 전달되는 신호를 바탕으로 저수조 본체(122)의 내부의 저장된 지하수의 온도를 조절하거나 저수조 본체(122)의 내면의 온도를 조절할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 저수조(120)는 제3 공급유로(미도시)를 포함할 수 있다. 제3 공급유로(미도시)는 저수조(120)와 다른 저수조(미도시)를 서로 연결시킨다. 저수조(120)는 저수조 본체(122)에 저장된 지하수가 부족할 경우 제3 공급유로(미도시)를 통해 다른 저수조(미도시)로부터 지하수를 공급받을 수 있다. 제3 공급유로(미도시)는 컨트롤러(160)의 신호에 따라 개방되거나 폐쇄될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 지하수 공급 시스템(100)은 기상관측기(미도시)를 포함할 수 있다. 기상관측기(미도시)는 통신장치(170)를 통해 컨트롤러(160)와 통신 가능하도록 연결되며, 기상 상태를 관측하여 측정 데이터들을 컨트롤러(160)에 전송할 수 있다.
기상관측기(미도시)를 통해 측정되는 측정 데이터들은 기온, 강수량, 습도, 풍향, 풍속 등이 해당될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기상관측기(미도시)는 풍향계, 풍속계, 기압계, 온도계, 습도계, 우량계, 일사계, 증발계, 라디오존데, 기상레이더를 의미할 수 있으며, 이들의 조합에 의해 구성될 수도 있다.
복수의 제1 측정 센서들(130)은 각각의 농지(L)의 적어도 일부 영역에 재배되고 있는 작물의 엽온 또는 전기전도도 등을 측정하거나, 농지(L)의 토양 함수율 등을 측정하며, 측정한 제1 측정 데이터들을 컨트롤러(160)로 전달할 수 있다.
제1 측정 데이터들은 작물의 엽온, 전기전도도 및 농지의 토양 함수율 등을 측정한 값을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
복수의 제1 측정 센서들(130)은 토양 수분 함량 측정기, 토양 산도 측정기, 수분 센서(예: 함수율 측정기), 지반 온도 센서, 염분 농도계, 적외선 감지 센서 또는 이들의 조합에 의해 구성된 측정기를 의미할 수 있다.
복수의 제1 측정 센서들(130)은 무인 비행 장치(Unmanned Aerial Vehicles, UAV)에 부착되거나 각각의 농지의 적어도 일부에 설치될 수 있다.
복수의 제1 측정 센서들(130)은 제1 측정 데이터들을 실시간 또는 정기적으로 또는 사용자의 요청에 따라 컨트롤러(160)로 전달할 수 있다. 복수의 제1 측정 센서들(130)은 통신장치(170)를 통해 컨트롤러(160)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
복수의 제1 측정 센서들(130)이 무인 비행 장치(Unmanned Aerial Vehicles, UAV)에 부착될 경우, 사용자가 영상 표시 기기(180)를 통해 무인 비행 장치(UAV)의 위치를 이동시키면, 무인 비행 장치(UAV)의 위치에 따라 그 위치가 이동되면서 복수의 농지들(L)에 관한 제1 측정 데이터들을 측정할 수 있다.
제2 측정 센서(140)는 지하수 관정(110)에 배치되어 지하수 관정(110) 내 수위, 양수량 또는 제1 공급유로(112)의 관로수압 등을 측정하며, 측정한 제2 측정 데이터들을 컨트롤러(160)로 전달할 수 있다.
제2 측정 데이터들은 지하수 관정(110) 내 수위, 수중펌프(WP)의 양수량 또는 제1 공급유로(112)의 관로수압 등을 측정한 값을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 측정 센서(140)는 수위 센서, 수위 측정기, 차압계, 유량계, 수압시험기 또는 이들의 조합에 의해 구성된 측정기를 의미할 수 있다.
제2 측정센서(140)는 제2 측정 데이터들을 실시간 또는 정기적으로 또는 사용자의 요청에 따라 컨트롤러(160)로 전달할 수 있다. 제2 측정 센서들(140)은 통신장치(170)를 통해 컨트롤러(160)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
제3 측정 센서(150)는 저수조(120)에 배치되어 저수조(120)의 저수량 또는 저수조(120) 내의 수온 등을 측정하며, 측정한 제3 측정 데이터들을 컨트롤러(160)로 전달할 수 있다.
제3 측정 데이터들은 저수조(120)의 저수량 또는 저수조(120) 내의 수온 등을 측정한 값을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제3 측정 센서(150)는 수위 센서, 수위 측정기, 수온 센서, 수온 측정기 또는 이들의 조합에 의해 구성된 측정기를 의미할 수 있다.
제3 측정 센서(150)는 제3 측정 데이터들을 실시간 또는 정기적으로 또는 사용자의 요청에 따라 컨트롤러(160)로 전달할 수 있다. 제3 측정 센서들(150)은 통신장치(170)를 통해 컨트롤러(160)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
컨트롤러(160)는 통신장치(170)를 통해 복수의 제1 측정 센서(130)로부터 제1 측정 데이터들을 수신하며, 제2 측정 센서(140)로부터 제2 측정 데이터들을 수신하고, 제3 측정 센서(150)로부터 제3 측정 데이터들을 수신한다.
컨트롤러(160)는 수신된 제1 측정 데이터들 기반으로 각각의 농지(L) 또는 작물들에서 요구하는 수분 요구량을 산출하고, 제2 측정 데이터들을 기반으로 지하수 관정(110)에서 저수조(120)로 공급되는 제1 공급량을 산출하며, 제3 측정 데이터들을 기반으로 저수조(120)에서 복수의 농지들(L)로 공급되는 제3 공급량을 산출할 수 있다.
컨트롤러(160)는 해당 수분 요구량만큼의 지하수가 특정 농지(L)에 공급되면 특정 농지(L)에 연결된 제2 공급유로(126)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제1 측정 데이터들, 제2 측정 데이터들 및 제3 측정 데이터들을 저장할 수 있다. 컨트롤러(160)는 제1 측정 데이터들, 제2 측정 데이터들 및 제3 측정 데이터들을 기반으로 다양한 연산작업을 수행하기 위해 범용 컴퓨터, 랩탑(laptop) 또는 클라우드 서버 등을 포함할 수 있다.
컨트롤러(160)는 농지(L)에서 요구하는 수분 요구량을 예측하거나 제1 공급량 및 제2 공급량을 산출하기 위한 예측 알고리즘을 이용하거나, 측정 데이터 및 기상 상태 예측 데이터를 기초로 수분 요구량을 예측하도록 구성된 인공지능 기반의 예측 모델 프로그램을 포함할 수 있다.
예를 들어, 인공지능 기반 모델 프로그램은 측정 데이터 및 예측 데이터를 기초로 학습되는 다양한 학습 모델로서, DNN (Deep Neural Network), CNN(Convolutional Neural Network), DCNN(Deep Convolution Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), RBM (Restricted Boltzmann Machine), DBN(Deep Belief Network), SSD(Single Shot Detector) 및/또는 U-net을 기반으로 하는 학습 모델 프로그램일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
컨트롤러(160)는 실시간 모드로 동작될 수 있다.
컨트롤러(160)가 실시간 모드로 동작되면, 컨트롤러(160)는 초 단위로 복수의 제1 측정 센서들(130)로부터 제1 측정 데이터들을 수신하며, 제2 측정 센서(140)로부터 제2 측정 데이터들을 수신하고, 제3 측정센서(150)로부터 제3 측정 데이터들을 수신할 수 있다.
컨트롤러(160)가 실시간 모드로 동작되면, 컨트롤러(160)는 초 단위로 제1 측정 데이터들, 제2 측정 데이터들 및 제1 측정 데이터들을 영상 표시 기기(180)로 전송할 수 있다.
컨트롤러(160)는 설정 시간 모드로 동작될 수 있다.
컨트롤러(160)가 설정 시간 모드로 동작되면, 컨트롤러(160)는 설정된 시간에 맞춰 주기적으로 제1 측정 데이터들, 제2 측정 데이터들 및 제3 측정 데이터들을 수신할 수 있다. 설정된 시간은 시간 단위(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
컨트롤러(160)가 설정 시간 모드로 동작되면, 컨트롤러(160)는 설정된 시간에 맞춰 주기적으로 제1 측정 데이터들, 제2 측정 데이터들 및 제3 측정 데이터들을 영상 표시 기기(180)로 전송할 수 있다. 설정된 시간은 시간 단위(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
컨트롤러(160)는 복수의 제1 측정 센서들(130)으로부터 측정된 제1 측정 데이터들을 기반으로 특정 농지(L)에서 요구하는 수분 요구량을 산출하고, 산출된 수분 요구량만큼의 지하수가 특정 농지(L)에 공급될 수 있도록 복수의 제2 공급유로(126) 중 적어도 하나를 개폐하는 신호를 저수조(120)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 지하수가 복수의 농지들(L)에 일괄적으로 공급되거나 시간 차이를 두고 공급될 수 있도록 구성된 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
예를 들면, 컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)를 통해 측정된 저수조 본체(122)에 저장된 지하수의 저수량을 복수의 농지들(L)의 갯수로 나누고, 계산된 저수량만큼 지하수가 각각의 농지(L)에 해당되는 제2 공급유로(126)에 순차적으로 공급될 수 있도록 분배 밸브(124)를 순차적으로 개방하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다. 분배 밸브(124)를 순차적으로 개방하기 위한 신호는 시간 단위(예: 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)를 통해 측정된 저수조 본체(122)에 저장된 지하수의 저수량을 복수의 농지들(L)의 개수로 나누어 계산하여, 계산된 값만큼 지하수가 각각의 농지(L)에 동시에 공급될 수 있도록 분배 밸브(124)를 개방하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
이하에서는 컨트롤러를 통해 지하수 관정에 전달되는 제어 신호에 대해 설명한다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부의 수위를 측정하여 기준값보다 수위가 낮으면, 지하수 관정(110)의 내부의 수위가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 ‹š까지 수중펌프(WP)를 가동시키거나 가동된 수중펌프(WP)의 양수량을 증가시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부의 수위를 측정하여 기준값보다 수위가 높으면, 일정 시간 동안 수중펌프(WP)의 작동을 정지시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있다. 일정 시간은 지하수 관정(110)의 내부의 수위가 기준값과 같거나 기준값보다 낮아 질때까지 제2 측정 센서(140)가 주기적으로 지하수 관정(110)의 내부의 수위를 측정하도록 설정된 시간(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부의 수위를 측정하여 기준값보다 수위가 낮으면, 지하수 관정(110)의 내부의 수위가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 제1 공급유로(112)를 폐쇄하는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다. 제1 공급유로(112)가 폐쇄된 상태에서는 사용자가 영상 표시 기기(180)를 통해 제1 공급유로(112)를 개방시키는 신호를 컨트롤러(160)에 전달해도, 컨트롤러(160)는 지하수 관정(110)의 내부의 수위가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질때까지 제1 공급유로(112)의 폐쇄상태가 유지되도록 제1 공급유로(112)를 폐쇄시키는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부의 수위를 측정하여 기준값보다 수위가 높으면, 일정 시간 동안 제1 공급유로(112)의 개방을 유지시키는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다. 일정 시간은 지하수 관정(110)의 내부의 수위가 기준값과 같거나 기준값보다 낮아질 때까지 제2 측정 센서(140)가 주기적으로 지하수 관정(110)의 내부의 수위를 측정하도록 설정된 시간(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 낮으면, 제1 온도 조절 장치(미도시)를 가동시키거나, 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 상승시키는 신호를 제1 온도 조절 장치(미도시)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 높으면 일정 시간 동안 제1 온도 조절 장치(미도시)의 작동을 정지시키는 신호를 제1 온도 조절 장치(미도시)에 전달할 수 있다. 일정 시간은 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 낮아질 때까지 제2 측정 센서(140)가 주기적으로 지하수의 온도를 측정하도록 설정된 시간(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 낮으면 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 수중펌프(WP)의 작동을 정지시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있다. 수중펌프(WP)의 작동이 정지된 상태에서는 사용자가 영상 표시 기기(180)를 통해 수중펌프(WP)를 작동시키는 신호를 컨트롤러(160)에 전달해도 컨트롤러(160)는 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질때까지 수중펌프(WP)의 정지상태를 유지시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 높으면 일정 시간 동안 수중펌프(WP)의 작동을 유지시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있다. 일정 시간은 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 낮아질 때까지 제2 측정 센서(140)가 주기적으로 지하수의 온도를 측정하도록 설정된 시간(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 낮으면 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 제1 공급유로(112)를 폐쇄하는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다. 제1 공급유로(112)가 폐쇄된 상태에서는 사용자가 영상 표시 기기(180)를 통해 제1 공급유로(112)를 개방시키는 신호를 컨트롤러(160)에 전달해도 컨트롤러(160)는 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질때까지 제1 공급유로(112)의 폐쇄상태가 유지되도록 제1 공급유로(112)를 유지시키는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 온도가 높으면, 일정 시간 동안 제1 공급유로(112)의 개방을 유지시키는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다. 일정 시간은 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 낮아질 때까지 제2 측정 센서(140)가 주기적으로 지하수의 온도를 측정하도록 설정된 시간(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있다.
컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 제1 공급유로(112)의 관로수압을 측정하여 기준값보다 관로수압이 높거나 낮으면, 관리자가 제1 공급유로(112)를 수리하여 제1 공급유로(112)의 관로수압이 기준값에 대응되도록 설정될 때까지 수중펌프(WP)의 작동을 정지시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있다. 이 후, 컨트롤러(160)는 제2 측정 센서(140)가 제1 공급유로(112)의 관로수압을 측정하여 기준값에 대응되는 관로수압이 측정되면 수중펌프(WP)를 작동시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있다.
이하에서는 컨트롤러를 통해 저수조에 전달되는 제어 신호에 대해 설명한다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 저수조 본체(122)의 내부에 저장된 지하수의 저수량을 측정하여 기준값보다 저수량이 낮으면 저수량이 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다. 분배 밸브(124)가 폐쇄된 상태에서는 사용자가 영상 표시 기기(180)를 통해 분배 밸브(124)를 개방시키는 신호를 컨트롤러(160)에 전달해도 컨트롤러(160)는 저수조 본체(122)의 내부의 지하수의 저수량이 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)의 폐쇄상태가 유지되도록 분배 밸브(124)를 폐쇄상태를 유지시키는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 저수조 본체(122)의 내부의 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 낮으면 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다. 분배 밸브(124)가 폐쇄된 상태에서는 사용자가 영상 표시 기기(180)를 통해 분배 밸브(124)를 개방시키는 신호를 컨트롤러(160)에 전달해도 컨트롤러(160)는 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)의 폐쇄상태가 유지되도록 분배 밸브(124)의 폐쇄상태를 유지시키는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 저수조 본체(122)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 낮으면, 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 제2 온도 조절 장치(미도시)를 가동시키거나 제2 온도 조절 장치(미도시)를 통해 지하수의 온도를 상승시키는 신호를 제2 온도 조절 장치(미도시)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 저수조 본체(122)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 높으면 일정 시간 동안 제2 온도 조절 장치(미도시)의 작동을 정지시키는 신호를 온도 조절 장치(미도시)에 전달할 수 있다. 일정 시간은 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 낮아질 때까지 제3 측정 센서(150)가 주기적으로 지하수의 온도를 측정하도록 설정된 시간(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 저수조 본체(122)의 내면의 온도를 측정하여 기준값보다 내면의 온도가 낮으면 제2 온도 조절 장치(미도시)를 통해 저수조 본체(122)의 내면의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다. 분배 밸브(124)가 폐쇄된 상태에서는 사용자가 영상 표시 기기(180)를 통해 분배 밸브(124)를 개방시키는 신호를 컨트롤러(160)에 전달해도 컨트롤러(160)는 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)의 폐쇄상태가 유지되도록 분배 밸브(124)를 폐쇄시키는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 저수조 본체(122)의 내면의 온도를 측정하여 기준값보다 내면의 온도가 낮으면 제2 온도 조절 장치(미도시)를 통해 저수조 본체(122)의 내면의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 제2 온도 조절 장치(미도시)를 가동시키거나 저수조 본체(122)의 내면의 온도를 상승시키는 신호를 제2 온도 조절 장치(미도시)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 저수조 본체(122)의 내면의 온도를 측정하여 기준값보다 지하수의 온도가 높으면 일정 시간 동안 제2 온도 조절 장치(미도시)의 작동을 정지시키는 신호를 제2 온도 조절 장치(미도시)에 전달할 수 있다. 일정 시간은 저수조 본체(122)의 내면의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 낮아질 때까지 제3 측정 센서(150)가 주기적으로 저수조 본체(122)의 내면의 온도를 측정하도록 설정된 시간(예: 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 30분, 1시간 등)에 해당될 수 있다.
컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 제2 공급유로(126)의 관로수압을 측정하여 기준값보다 관로수압이 높거나 낮으면, 관리자가 제2 공급유로(126)를 수리하여 제2 공급유로(126)의 관로수압이 기준값에 대응되도록 설정될때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다. 이 후, 컨트롤러(160)는 제3 측정 센서(150)가 제2 공급유로(126)의 관로수압을 측정하여 기준값에 대응되는 관로수압이 측정되면 분배 밸브(124)를 개방시키는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
이하에서는 컨트롤러를 통해 지하수 관정 및 저수조에 동시에 전달되는 2개 이상의 신호들에 대해 설명한다.
컨트롤러(160)는 수분 요구량이 저수량보다 많으면, 수중펌프(WP)의 양수량을 증가시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있으며, 저수량이 수분 요구량에 대응될 때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄시키는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 수중펌프(WP)의 양수량이 기준값보다 낮으면 수중펌프(WP)의 양수량을 증가시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달하며, 수중펌프(WP)의 양수량이 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 제1 공급유로(112)를 폐쇄시키는 신호를 지하수 관정(110)에 전달하고, 수중펌프(WP)의 양수량이 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 지하수 관정(110) 내 지하수의 온도가 기준값보다 낮으면 제1 온도 조절 장치(미도시)를 통해 지하수 관정(110) 내 지하수의 온도를 상승시키는 신호를 제1 온도 조절 장치(미도시)에 전달하며, 지하수 관정(110) 내 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 제1 공급유로(112)를 폐쇄시키는 신호를 지하수 관정(110)에 전달하고, 지하수 관정(110) 내 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 저수조 본체(122)에 저장된 지하수의 온도가 기준값보다 낮으면, 제2 온도 조절 장치(미도시)를 통해 저수조 본체(122)에 저장된 지하수의 온도를 상승시키는 신호를 제2 온도 조절 장치(미도시)에 전달하며, 저수조 본체(122)에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달하고, 저수조 본체(122)에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 제1 공급유로(112)를 폐쇄하는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 저수조 본체(122)의 내면의 온도가 기준값보다 낮으면, 제2 온도 조절 장치(미도시)를 통해 저수조 본체(122)의 내면의 온도를 상승시키는 신호를 제2 온도 조절 장치(미도시)에 전달하며, 저수조 본체(122)의 내면의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 분배 밸브(124)에 전달하고, 저수조 본체(122)의 내면의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 제1 공급유로(112)를 폐쇄하는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 저수조 본체(122)에 저장된 지하수의 수위가 기준값보다 낮으면, 분배 밸브(124)를 폐쇄시키는 신호를 분배 밸브(124)에 전달하며, 제3 공급유로(미도시)를 개방시키는 신호를 저수조(120)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 기상관측기(미도시)를 통해 측정된 측정 데이터를 바탕으로 특정 시점의 강우 확률을 예측하여 특정 시간 동안 수중펌프(WP)를 작동시키는 신호를 수중펌프(WP)에 전달할 수 있으며, 제1 공급유로(112)를 개방시키는 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(160)는 기상관측기(미도시)를 통해 측정된 측정 데이터를 바탕으로 특정 시간대의 기온을 예측하여 특정 시간대의 기온이 낮아지면, 특정 시간대의 시간동안 지하수 관정(110)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 상승시키도록 제1 온도 조절 장치(미도시)를 작동시키는 신호를 제1 온도 조절 장치(미도시)에 전달할 수 있으며, 특정 시간대의 시간동안 저수조 본체(122)의 내부에 저장된 지하수의 온도를 상승시키도록 제2 온도 조절 장치(미도시)를 작동시키는 신호를 제2 온도 조절 장치(미도시)에 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 컨트롤러(160)는 통신부(162), 데이터 저장부(164) 및 제어부(166)를 포함한다.
통신부(162)는 통신장치(170)를 통해 컨트롤러(160)를 지하수 관정(110), 저수조(120), 복수의 제1 측정 센서들(130), 제2 측정 센서(140) 및 제3 측정 센서(150)와 통신 가능하게 연결시킬 수 있다.
통신부(162)는 복수의 제1 측정 센서들(130)로부터 정기적으로 제1 측정 데이터들을 수신할 수 있으며, 제2 측정 센서(140)로부터 정기적으로 제2 측정 데이터들을 수신할 수 있고, 제3 측정 센서(150)로부터 정기적으로 제3 측정 데이터들을 수신할 수 있다.
데이터 저장부(164)는 복수의 제1 측정 센서들(130)로부터 수신되는 제1 측정 데이터들을 저장할 수 있으며, 제2 측정 센서(140)로부터 수신되는 제2 측정 데이터들을 저장할 수 있고, 제3 측정 센서(150)로부터 수신되는 제3 측정 데이터들을 저장할 수 있다. 데이터 저장부(164)는 작물들이 최적의 상태를 유지하도록 요구되는 기준 데이터들을 저장할 수 있으며, 지하수 관정(110)이 최적의 상태를 유지하도록 요구되는 기준 데이터들을 저장할 수 있고, 저수조(120)가 최적의 상태를 유지하도록 요구되는 기준 데이터들을 저장할 수 있다.
데이터 저장부(164)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있으며, 인터넷(internet) 저장 기능을 수행할 수 있는 웹 스토리지(web storage)를 포함할 수 있다.
제어부(166)는 제1 측정 데이터들을 기반으로 작물 및 농지(F)에 요구되는 수분 요구량을 예측하고, 수분 요구량, 제2 측정 데이터들 및 제3 측정 데이터들에 기초하여 지하수 관정으로부터 저수조에 공급되는 제1 공급량 및 저수조로부터 각각의 농지들에 공급되는 제2 공급량을 조절하도록 구성된다.
제어부(166)는 제1 공급량에 대한 신호를 지하수 관정(110)에 전달할 수 있으며, 제2 공급량에 대한 신호를 저수조(120)에 전달할 수 있다.
통신장치(170)는 복수의 제1 측정 센서들(130), 제2 측정 센서(140) 및 제3 측정센서(150)와 컨트롤러(160)를 연결하도록 무선 통신으로 구성된다. 통신장치(170)는 도시권 통신망(Metropolitan Area Network, MAN), 광역 통신망(Wide Area Network, WAN), 인터넷(internet), 3G(generation), 4G(generation) 이동통신망, 와이파이(Wi-Fi), WIBRO(Wireless Broadband Internet) 및/또는 LTE(Long Term Evolution) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 무선 통신이 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템(100)은 통신장치(170)와 연결되어 다양한 인터페이스를 제공하는 영상 표시 기기(180)를 포함할 수 있다.
영상 표시 기기(180)는 사용자의 요청에 따라 지하수 관정(110)의 상태, 저수조(120)의 상태, 작물의 상태, 농지(L)의 상태, 제1 측정 데이터들 내지 제3 측정 데이터들을 표시하기 위한 사용자 인터페이스 화면 제공하는 전자 장치로서, 이를 위한 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 및/또는 PC 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
영상 표시 기기(180)는 지하수가 지하수 관정(110)에서 저수조(120)로 공급되는 제1 공급량 및 저수조(120)에서 각각의 농지(F)로 공급되는 제2 공급량을 조절하기 위한 인터페이스 화면을 제공할 수 있다.
영상 표시 기기(180)는 각각의 농지(F)의 적어도 일부 영역의 상태(예: 작물의 엽온, 토양 함수율, 전기전도도 등)를 표시하거나, 복수의 제1 측정 센서들(130)의 위치를 표시하는 인터페이스 화면을 제공할 수 있다.
영상 표시 기기(180)는 통신장치(170)를 통해 컨트롤러(160)와 통신 가능하도록 연결되며, 컨트롤러(160)로부터 정기적으로 제1 측정 데이터들 내지 제3 측정 데이터들을 수신하고, 수신된 제1 측정 데이터들 내지 제3 측정 데이터들을 표시하는 인터페이스 화면을 제공할 수 있다.
영상 표시 기기(180)는 컨트롤러(160)로부터 제1 측정 데이터들 내지 제3 측정 데이터들을 수신하고, 제1 측정 데이터들을 기반으로 생성된 수분 요구량에 관한 데이터와, 수분 요구량, 제2 측정데이터들 및 제3 측정 데이터들에 기초하여 생성된 제1 공급량에 관한 데이터 및 제2 공급량에 관한 데이터를 컨트롤러(160)로부터 수신하며, 수신된 수분 요구량, 제1 공급량 및 제2 공급량에 관한 데이터를 표시하는 인터페이스 화면을 제공할 수 있다.
영상 표시 기기(180)는 분배 밸브(124)가 복수의 제2 공급유로(126) 중 적어도 하나의 제2 공급유로(126)를 개폐하는 데이터를 수신하며, 분배 밸브(124)가 복수의 제2 공급유로(126) 중 적어도 하나의 제2 공급유로(126)를 개폐한 상태를 표시하는 인터페이스 화면을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템에 복수의 시설이 포함된 모습을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템(100)은 복수의 시설(F)을 더 포함할 수 있다.
복수의 시설(F)은 저수조(120)에서 공급되는 지하수를 각각의 농지(L)를 관리하는 농가(미도시)에서 개별적으로 사용할 수 있도록 구성될 수 있다.
복수의 시설(F)은 각각의 농지(L)를 관리하는 농가(미도시)에 배치될 수 있으며, 저수조(120)와 농가(미도시)의 사이에 배치될 수도 있다.
복수의 시설(F)은 저수 탱크(미도시) 및 복수의 공급 펌프(미도시)를 포함할 수 있다.
저수 탱크(미도시)는 저수조(120)와 연결되며, 저수조(120)를 통해 공급되는 지하수를 저장한다. 저수조(120)에서 저수 탱크(미도시)로 공급되는 지하수의 량은 컨트롤러(160)에 의해 정해지므로, 저수 탱크(미도시)에 저장되는 지하수의 공급량은 사용자의 임의대로 조절될 수 없다.
복수의 공급 펌프(미도시)는 저수 탱크(미도시)에 저장된 지하수를 농지(L)에 공급할 수 있도록 구성된다.
복수의 공급 펌프(미도시)는 농가(미도시)에서 개별적으로 구동 가능하도록 마련된다. 따라서, 복수의 공급 펌프(미도시)와 연결된 해당 농지(L)를 관리하는 농가(미도시)는 농지(L)에서 요구되는 수분 요구량에 맞춰 횟수와 시간에 관계없이 원하는 때에 지하수를 농지(L)에 공급할 수 있다.
복수의 공급 펌프(미도시)는 사용자에 의해 개별적으로 구동될 수 있으나, 통신장치(170)를 통해 컨트롤러(160)와 통신 가능하게 연결되어 컨트롤러(160)로부터 복수의 공급 펌프(미도시)가 제어될 수 있는 신호를 수신받을 수도 있다.
이하에서는, 지하수를 각각의 농지에 공급시키는 방법에 대해 설명한다.
도 4는 지하수를 각각의 농지에 공급시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러(160)를 통해 지하수를 저수조(120)에 저장하고, 저수조(120)에 저장된 지하수를 각각의 농지(L)에 공급하는 방법은, 통신부(160)를 통해 복수의 제1 측정 센서들(130)로부터 측정된 제1 측정 데이터들을 수신하며, 제2 측정 센서(140)로부터 측정된 제2 측정 데이터들을 수신하고, 제3 측정 센서(150)로부터 측정된 제3 측정 데이터들을 수신한다(S200).
제1 측정 데이터들은 토양 함수율, 작물의 엽온, 전기전도도 등을 포함할 수 있으며, 제2 측정 데이터들은 지하수 관정(110) 내 수위, 지하수 관정(110)의 수중펌프(WP)의 양수량 및 제1 공급유로(112)의 관로수압을 포함할 수 있고, 제3 측정 데이터들은 저수조(120)의 저수량, 저수조 본체(122) 내부의 온도, 복수의 제2 공급유로(126)의 관로수압 등을 포함할 수 있다.
통신부(162)를 통해 수신된 제1 측정 데이터들, 제2 측정 데이터들 및 제3 측정 데이터들을 데이터 저장부(164)에 저장한다(S210)
제어부(166)는 데이터 저장부(164)에 저장된 제1 측정 데이터들을 기반으로 각각의 농지(L)에서 요구하는 수분 요구량을 예측한다(S220).
제어부(166)는 예측된 수분 요구량과 제2 측정 데이터들을 비교하여 지하수 관정(110)에서 저수조(120)로 공급되는 지하수의 제1 공급량을 산출하거나 예측된 수분 요구량과 제3 측정 데이터들을 비교하여 저수조(120)에서 복수의 농지들(L)로 공급되는 지하수의 제2 공급량을 산출한다(S230).
통신부(162)는 제어부(166)를 통해 산출된 제1 공급량에 대한 신호를 지하수 관정(110)에 전달하거나, 산출된 제2 공급량에 대한 신호를 저수조(120)에 전달한다(S240).
구체적으로, 제1 공급량에 대한 신호는 지하수 관정(110)으로부터 저수조(120)로 공급되는 공급량을 조절하는 신호를 포함할 수 있으며, 지하수가 저수조(120)에 공급되지 않도록 제1 공급유로(112)를 폐쇄하는 신호를 포함할 수 있다. 제2 공급량에 대한 신호는 복수의 농지들(L)에서 요구하는 수분 요구량의 총합에 대한 신호를 포함할 수 있으며, 복수의 농지들(L) 중 적어도 하나의 농지(L)에서 요구하는 수분 요구량에 대한 신호를 포함할 수 있고, 지하수가 저수조(120)에서 복수의 농지들(L)로 유출되지 않도록 분배 밸브(124)를 폐쇄하는 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 공급 시스템(100)은 컨트롤러(160)를 통해 복수의 농지들(L) 중 특정 농지(L)에 요구되는 수분 요구량만큼만 지하수가 공급되도록 구성되므로, 저수조(120)에 저장된 지하수의 저수량을 효과적으로 관리할 수 있다. 따라서, 지하수를 공급받아야 하는 농지(L)에서 지하수를 공급하지 못하는 현상을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 지하수 공급 시스템(100)은 컨트롤러(160)를 통해 각각의 농지(L)의 상태에 따라 적정량의 지하수를 각각의 농지(L)에 분배시킬 수 있으므로, 작물이 최적의 품질로 유지될 수 있다.
또한, 지하수 공급 시스템(100)은 컨트롤러(160)를 통해 각각의 농지(L)에서 요구하는 수분 요구량의 지하수를 각각의 농지(L)에 공급할 수 있으므로 농가의 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 지하수 공급 시스템(100)은 영상 표시 기기(180)를 통해 작물의 상태를 확인할 수 있으므로 작물의 정확한 상태를 실시간으로 관찰할 수 있다.
또한, 지하수 공급 시스템(100)은 지하수 관정(110)과 저수조(120)의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있으므로 수중펌프(WP)와 분배 밸브(124)의 불필요한 사용이 감소될 수 있다. 따라서, 지하수 관정(110)과 저수조(120)를 관리하는 관리비용이 절감될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 지하수 공급 시스템
110. 지하수 관정
120. 저수조
130. 복수의 제1 측정 센서들
140. 제2 측정 센서
150. 제3 측정 센서
160. 컨트롤러
170. 통신장치
180. 영상 표시 기기
F. 복수의 시설들
L. 복수의 농지

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 지하수 관정;
    제1 공급 유로를 통해 상기 지하수 관정으로부터 이송된 지하수를 저장하는 저수조 본체와, 상기 저수조 본체와 복수의 농지들을 연결하는 복수의 제2 공급 유로와, 상기 복수의 제2 공급유로를 개폐하기 위한 분배 밸브를 포함하고, 상기 저수조 본체에 저장된 지하수를 복수의 농지들에 공급하도록 구성되는 저수조;
    상기 지하수 관정의 지하수를 펌핑하여 상기 저수조에 공급하기 위한 수중펌프;
    상기 복수의 농지들에 관한 제1 측정 데이터들을 측정하도록 구성되는 복수의 제1 측정 센서들;
    상기 지하수 관정에 배치되어 상기 지하수 관정에 관한 제2 측정 데이터들을 측정하도록 구성되는 제2 측정 센서;
    상기 저수조에 배치되어 상기 저수조에 관한 제3 측정 데이터들을 측정하도록 구성되는 제3 측정 센서;
    상기 제1 측정 데이터들에 기반하여 상기 복수의 농지들에 요구되는 각각의 수분 요구량을 예측하고, 상기 수분 요구량, 상기 제2 측정 데이터들 및 상기 제3 측정 데이터들에 기초하여 상기 지하수 관정으로부터 상기 저수조에 공급되는 지하수의 제1 공급량 및 상기 저수조로부터 상기 각각의 농지들에 공급되는 지하수의 제2 공급량을 조절하도록 상기 수중펌프와 상기 분배 밸브를 제어하는 컨트롤러;
    상기 제1 측정 센서, 상기 제2 측정 센서 및 상기 제3 측정 센서와 상기 컨트롤러를 통신 가능하도록 연결시키는 통신장치;
    상기 지하수 관정에 저장된 지하수의 온도를 조절할 수 있도록 구성되는 제1 온도 조절 장치;
    상기 저수조 본체에 저장된 지하수의 온도를 조절할 수 있도록 구성되는 제2 온도 조절 장치;를 포함하고,
    상기 제1 측정 데이터는 작물의 엽온 및 농지의 토양 함수율을 포함하고,
    상기 제2 측정 데이터는 상기 지하수 관정 내 수위, 상기 지하수 관정에 저장된 지하수의 온도, 상기 제1 공급 유로의 관로수압을 포함하고,
    상기 제3 측정 데이터는 상기 저수조 본체의 저수량, 상기 저수조 본체에 저장된 지하수의 온도, 상기 제2 공급유로의 관로수압을 포함하며,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제2 측정 센서가 측정한 지하수의 온도가 기준값보다 낮을 때, 상기 지하수 관정에 저장된 지하수의 온도를 상승시키는 신호를 상기 제1 온도 조절 장치에 전달하고, 상기 지하수 관정에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 상기 수중펌프의 정지상태를 유지시키는 신호를 상기 수중펌프에 전달하며,
    상기 제3 측정 센서가 측정한 지하수의 온도가 기준값보다 낮을 때, 상기 저수조 본체에 저장된 지하수의 온도를 상승시키는 신호를 상기 제2 온도 조절 장치에 전달하고, 상기 저수조 본체에 저장된 지하수의 온도가 기준값과 같거나 기준값보다 높아질 때까지 상기 분배 밸브의 폐쇄상태가 유지되도록 상기 분배 밸브를 폐쇄시키는 신호를 상기 분배 밸브에 전달하며,
    상기 제2 측정 센서가 측정한 상기 제1 공급유로의 관로수압이 기준값보다 높거나 낮으면, 상기 제1 공급유로의 관로수압이 기준값에 대응되도록 설정될 때까지 상기 수중펌프의 작동을 정지시키는 신호를 상기 수중펌프에 전달하고,
    상기 제3 측정 센서가 측정한 상기 제2 공급유로의 관로수압이 기준값보다 높거나 낮으면, 상기 제2 공급유로의 관로수압이 기준값에 대응되도록 설정될 때까지 상기 분배 밸브를 폐쇄하는 신호를 상기 분배 밸브에 전달하는 지하수 공급 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 저수조를 통해 공급되는 상기 지하수를 저장하는 저수 탱크; 및
    상기 저수 탱크에 저장된 지하수를 상기 각각의 농지에 공급하도록 구성된 복수의 공급 펌프; 를 포함하는 복수의 시설을 포함하는 지하수 공급 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수의 공급 펌프는 개별적으로 구동 가능한, 지하수 공급 시스템.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 통신장치를 통해 컨트롤러와 통신 가능하도록 연결되며, 상기 지하수 관정의 상태, 상기 저수조의 상태, 상기 각각의 농지의 상태, 상기 제1 측정 데이터들, 상기 제2 측정 데이터들 및 상기 제3 측정 데이터들을 표시하는 인터페이스 화면을 제공하는 영상 표시 기기; 를 포함하는 지하수 공급 시스템.
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