KR102526138B1 - A fish bio-response monitoring system using acceleration sensors - Google Patents

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KR102526138B1 KR1020210186824A KR20210186824A KR102526138B1 KR 102526138 B1 KR102526138 B1 KR 102526138B1 KR 1020210186824 A KR1020210186824 A KR 1020210186824A KR 20210186824 A KR20210186824 A KR 20210186824A KR 102526138 B1 KR102526138 B1 KR 102526138B1
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Abstract

The present invention relates to a fish bioreaction monitoring system which includes an acceleration sensor installed underwater in a fish farm to monitor the activity of fish or occurrence of any abnormalities, thereby preventing mass mortality of fish or determining the appropriate feeding times. The fish bioreaction monitoring system using an acceleration sensor comprises: an acceleration sensor which is installed underwater in a fish farm to measure turbulence; a communication module which transmits and receives the measured turbulence information from the acceleration sensor in real-time; a memory unit which stores the turbulence information provided by the communication module; a calculation unit which compares the measured turbulence information with the fish bioreaction standard values to calculate the bioreaction; a data setting unit which classifies the bioreaction standard values to distinguish the bioreaction of the fish; and a control unit which controls the overall operation of the monitoring system and enables monitoring of the fish's bioreaction.

Description

가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템 {A fish bio-response monitoring system using acceleration sensors}A fish bio-response monitoring system using acceleration sensors}

본 발명은 양식장내의 수중에 가속도 센서를 설치하여 어류의 활동성이나 이상현상의 발생을 모니터링하여 어류의 집단 폐사를 예방하거나 급이시기 등을 결정할 수 있도록 한 어류 생체반응 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fish bioreaction monitoring system in which an acceleration sensor is installed underwater in a farm to monitor fish activity or occurrence of abnormal phenomena to prevent mass mortality of fish or to determine feeding time.

일반적으로 실내 또는 실외의 정체된 수역에서 어류를 고밀도 양식하는 경우에 어류의 활동성이나 이상현상은 양식장 종사자가 육안으로 이를 관찰하여 수많은 경험 등을 토대로 어류의 집단 폐사를 예방하거나 급이시기를 결정하고 있다.In general, in the case of high-density farming of fish in indoor or outdoor stagnant waters, fish activity or abnormal phenomena are observed with the naked eye by farm workers to prevent mass mortality of fish or determine feeding time based on numerous experiences, there is.

즉, 양식장에서 어류의 생체반응은 물고기의 활동이 극도로 저조하거나 건강에 이상이 있고, 폐사가 진행되고 있는 상태, 일몰 후부터 일출 전까지 물고기의 활동이 적은 상태, 급이활동을 제외한 활동 상태, 급이시 격렬한 활동 등과 같이 다양한 생체반응을 나타내게 된다.In other words, the biological response of fish in the farm is extremely low activity or health abnormality, mortality in progress, low activity status of fish from sunset to sunrise, activity status excluding feeding activity, emergency At this time, various biological reactions such as vigorous activity are displayed.

이러한 어류의 다양한 생체반응을 양식장 종사자가 육안으로 이를 관찰하고 어류의 상태를 판단하는 것은 숙련된 작업자를 필요로 할 뿐만 아니라 많은 노동력과 시간을 필요로 하므로 많은 운영비용이 증가하고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.Observing the fish's various biological reactions with the naked eye and determining the condition of the fish requires skilled workers as well as a lot of labor and time, which increases operating costs and lowers productivity. there was

따라서, 양식장의 어류의 다양한 생체반응을 간편하고 신속하게 모니터링하여 어류의 집단 폐사를 예방하거나 급이시기를 결정할 수 있는 새로운 형태의 양식장 운영관리 시스템을 필요로 하고 있는 실정이다. Therefore, there is a need for a new type of farm operation and management system capable of preventing mass mortality of fish or determining feeding time by simply and quickly monitoring various biological reactions of fish in the farm.

KR 제10-1769711호KR No. 10-1769711 KR 제10-2182963호KR No. 10-2182963

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 양식장내의 수중에 설치되어 난류 상태를 측정하기 위한 가속도 센서, 상기 가속도 센서의 측정된 정보를 제어부로 인가하는 통신모듈, 상기 통신모듈에 의해 전송된 정보를 저장 및 연산하고 이를 모니터링할 수 있도록 하는 제어부, 상기 제어부에 어류의 활동성이나 이상현상 등을 포함하는 생체반응 기준값이 분류되어 어류의 생체반응을 구분할 수 있도록 하는 데이터설정부를 포함하는 구성으로 이루어진 어류 생체반응 모니터링 시스템을 제공함에 있다.In order to solve this problem, the present invention provides an acceleration sensor installed underwater in a farm to measure the state of turbulence, a communication module for applying the measured information of the acceleration sensor to a control unit, and storing and storing the information transmitted by the communication module. Fish biological response monitoring consisting of a configuration including a control unit that calculates and monitors the data setting unit that classifies bioreaction reference values including activity or abnormal phenomena of fish in the control unit so that the biological response of fish can be distinguished. in providing the system.

또, 본 발명의 데이터설정부는 수중 가속도 센서에 의해 입력되는 생체반응 정보가 데이터로 축적되고 학습되어 러닝머신 알고리즘을 통해 어류의 생체반응을 구분할 수 있다.In addition, in the data setting unit of the present invention, biological response information input by an underwater acceleration sensor is accumulated as data and learned, and the biological response of fish can be distinguished through a treadmill algorithm.

본 발명은 양식장내의 수중에 설치되어 난류 상태를 측정하기 위한 가속도 센서, 상기 가속도 센서의 측정된 난류 정보를 실시간으로 송수신하는 통신모듈, 상기 통신모듈에 의해 인가된 난류 정보를 저장하는 메모리부, 상기 측정된 난류 정보와 어류의 생체반응 기준값을 비교하여 생체반응을 산정하는 연산부, 어류의 생체반응을 구분할 수 있도록 하는 생체반응 기준값을 분류하는 데이터설정부, 상기 모니터링 시스템의 전반적인 동작을 제어하고 어류의 생체반응을 모니터링할 수 있도록 하는 제어부로 이루어진 가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템을 특징으로 한다.The present invention includes an acceleration sensor installed underwater in a fish farm to measure the state of turbulence, a communication module that transmits and receives turbulence information measured by the acceleration sensor in real time, and a memory unit that stores the turbulence information applied by the communication module. An operation unit that calculates the biological response by comparing the measured egg current information with the biological response reference value of the fish, a data setting unit that classifies the biological response reference value to distinguish the biological response of the fish, and controls the overall operation of the monitoring system It is characterized by a fish bioreaction monitoring system using an acceleration sensor consisting of a control unit capable of monitoring a bioreaction.

상기 가속도 센서는, 양식장의 바닥에 하단이 고정되고 상단은 수중에 놓여지도록 설치되는 고정지주와, 상기 고정지주의 상단에 수중에 설치되는 부이와, 상기 부이의 하부에 위치한 고정지주에 가속도 센서가 설치되며, 상기 부이의 내부에는 통신모듈 및 전원공급수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.The acceleration sensor includes a fixed post installed such that the lower end is fixed to the bottom of the farm and the upper end is placed in the water, a buoy installed underwater at the top of the fixed post, and an acceleration sensor on the fixed post located at the bottom of the buoy. It is installed, and a communication module and a power supply means are provided inside the buoy.

상기 가속도 센서는, 양식장의 바닥에 연결줄의 일측단이 고정되고 연결줄의 타측단은 수중에 놓여지는 부이와, 상기 부이의 일측에 가속도 센서가 일체로 설치되며, 상기 부이의 내부에는 통신모듈 및 전원공급수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.The acceleration sensor is integrally installed with a buoy in which one end of the connection line is fixed to the bottom of the farm and the other end of the connection line is placed in the water, and the acceleration sensor is integrally installed on one side of the buoy, and a communication module and power supply are installed inside the buoy. It is characterized in that a supply means is provided.

상기 가속도 센서는, 양식장의 바닥에 하단이 고정되고 상단은 수면에 계류되게 한 부이와 연결되되 상기 부이의 하부에 위치한 고정지주에 가속도 센서가 설치되며, 상기 부이의 내부에는 통신모듈이 구비되고 부이의 상측에는 태양광 발전모듈이 설치되는 것을 특징으로 한다.The acceleration sensor is connected to a buoy whose lower end is fixed to the bottom of the farm and whose upper end is moored on the water surface, and the acceleration sensor is installed on a fixed post located at the lower part of the buoy. The upper side of the is characterized in that the photovoltaic power generation module is installed.

상기 가속도 센서는, 양식장의 수면에 표류되도록 한 부이와, 부이의 하부에 설치되고 수중에 놓여지는 지지대와, 상기 지지대에 가속도 센서가 설치되며, 상기 부이의 내부에는 통신모듈 및 전원공급수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.The acceleration sensor includes a buoy set adrift on the water surface of the farm, a support installed under the buoy and placed in the water, and an acceleration sensor installed on the support, and a communication module and a power supply means are provided inside the buoy. characterized by being

상기 양식장의 수중에 설치되는 가속도 센서는 3축 (X, Y, Z축) 측정으로 난류 분석이 가능한 3축 가속도 센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.The acceleration sensor installed underwater in the farm is characterized in that it consists of a three-axis acceleration sensor capable of analyzing turbulence by measuring three axes (X, Y, Z axes).

상기 데이터설정부는 어류의 다양한 생체반응 기준값을 분류하고, 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하며, 알고리즘에 의해 생체반응 기준값을 재설정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.The data setting unit is characterized in that it can classify various bioreaction reference values of fish, monitor them in real time, and reset the bioreaction reference values by an algorithm.

본 발명은 고밀도 양식을 하는 양식장에서 어류의 다양한 생체반응에 따른 난류 상태를 수중에 설치된 가속도 센서에 의해 실시간으로 측정하고 이를 생체반응 기준치와 비교 산정하여 분류된 어류의 생체반응을 모니터링할 수 있게 되므로 어류의 집단 폐사를 예방하거나 급이시기 등을 비숙련된 사용자도 어류의 생체반응을 정확하고 신속하게 파악할 수 있게 되어 양식장의 운영 관리를 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.The present invention measures the turbulent state according to the various biological reactions of fish in real time by an underwater acceleration sensor in a high-density farming farm, compares and calculates the result with the reference value of the biological response, and monitors the biological response of the classified fish. Even users who are not skilled in preventing fish death or feeding time can accurately and quickly grasp the biological response of fish, which has the effect of efficiently managing the operation of the farm.

도 1은 본 발명의 가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템의 양식장에 적용되는 가속도 센서의 설치상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 실시예를 나타낸 흐름도.
1 is a block diagram showing a fish biological response monitoring system using an acceleration sensor of the present invention.
Figure 2 is a view showing the installation state of the acceleration sensor applied to the farm of the fish bioreaction monitoring system using the acceleration sensor of the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing an embodiment of fish biological response monitoring using the acceleration sensor of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. And, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 실내 또는 실외의 정체된 수역에 고밀도 양식을 하는 양식장(100)에 수중 가속도 센서(110)를 설치하여 어류의 다양한 생체반응을 실시간으로 모니터링하여 어류의 집단 폐사를 예방하거나 급이시기 등을 결정할 수 있도록 하여 안정적인 양식장 운용을 할 수 있도록 한 것이다.In the present invention, an underwater acceleration sensor 110 is installed in a farm 100 for high-density farming in indoor or outdoor stagnant waters to monitor various biological reactions of fish in real time to prevent mass mortality of fish or feed time, etc. to ensure stable farm operation.

이러한 본 발명은 양식장(100)내의 수중에 설치되어 난류 상태를 측정하기 위한 가속도 센서(110), 상기 가속도 센서(110)의 측정된 난류 정보를 실시간으로 송수신하는 통신모듈(120), 상기 통신모듈(120)에 의해 인가된 난류 정보를 저장하는 메모리부(210), 상기 측정된 난류 정보와 어류의 생체반응 기준값을 비교하여 생체반응을 산정하는 연산부(220), 어류의 생체반응을 구분할 수 있도록 하는 생체반응 기준값을 분류하는 데이터설정부(230), 상기 모니터링 시스템의 전반적인 동작을 제어하고 어류의 생체반응을 모니터링할 수 있도록 하는 제어부(200)로 이루어진다.According to the present invention, an acceleration sensor 110 installed underwater in a fish farm 100 to measure a turbulence state, a communication module 120 that transmits and receives turbulence information measured by the acceleration sensor 110 in real time, and the communication module A memory unit 210 that stores the turbulent flow information applied by step 120, a calculation unit 220 that compares the measured egg flow information with a reference value for the biological response of the fish to calculate the biological response, and a biological response of the fish to be distinguished. It consists of a data setting unit 230 for classifying the bioreaction reference value to be determined, and a control unit 200 for controlling the overall operation of the monitoring system and monitoring the bioreaction of the fish.

데이터 정보를 저장 및 연산하여 디스플레이부(240)를 통해 사용자가 생체반응을 모니터링할 수 있도록 한다.Data information is stored and calculated so that the user can monitor the biological response through the display unit 240 .

상기 연산된 데이터를 수집 및 명령하고 모니터링을 할 수 있도록 하는 제어부(200), 어류의 생체반응을 구분할 수 있도록 하는 생체반응 기준값이 분류되는 데이터설정부(230)를 포함하는 구성으로 되어 있다.It is configured to include a control unit 200 for collecting, commanding, and monitoring the calculated data, and a data setting unit 230 for classifying bioreaction reference values for distinguishing bioreactions of fish.

양식장(100)에 설치되는 가속도 센서(110)는 양식장에 담겨진 물의 난류 정보를 실시간으로 측정하여 어류의 생체반응을 모니터링할 수 있도록 한다.The acceleration sensor 110 installed in the farm 100 measures the turbulence information of the water contained in the farm in real time to monitor the biological response of the fish.

이러한 가속도 센서(110)는 양식장(100)의 수중에 설치되어 물의 난류를 측정하여 이를 모니터링하기 위한 구성으로, 가속도 센서(110)의 설치형태는 수중 계류식(A), 수중 표류식(B), 표면 계류식(C), 표류식(D)으로 구분되어 양식장의 설치형태나 설치환경, 어종 등에 따라 이를 선택적으로 적용할 수 있게 된다.The acceleration sensor 110 is installed in the water of the farm 100 to measure and monitor the turbulence of the water. , surface mooring type (C), and drifting type (D), which can be selectively applied depending on the type of farm installation, installation environment, and species of fish.

상기 수중 계류식(A)으로 구비되는 가속도 센서(110)는, 양식장(100)의 바닥에 하단이 고정되고 상단은 수중에 놓여지도록 설치되는 고정지주(112)와, 상기 고정지주(112)의 상단에 수중에 설치되는 부이(111)와, 상기 부이(111)의 하부에 위치한 고정지주(112)에 가속도 센서(110)가 설치되는 구성으로 되어 있으며, 상기 부이(111)의 내부에는 통신모듈(120) 및 케이블, 배터리 등의 전원공급수단(미도시)이 구비되어 가속도 센서(110)에 의해 물의 난류를 측정한 정보를 부이(111)의 통신모듈(120)에 인가하도록 함이 바람직하다.The acceleration sensor 110 provided in the underwater mooring type (A) includes a fixed post 112 installed so that the lower end is fixed to the bottom of the farm 100 and the upper end is placed in the water, and the fixed post 112 It has a configuration in which an acceleration sensor 110 is installed on a buoy 111 installed underwater at the top and a fixed support 112 located below the buoy 111, and a communication module is installed inside the buoy 111. 120 and power supply means (not shown) such as cables and batteries are provided to apply information obtained by measuring the turbulence of water by the acceleration sensor 110 to the communication module 120 of the buoy 111. .

상기 수중 표류식(B)으로 구비되는 가속도 센서(110)는, 양식장(100)의 바닥이에 연결줄(113)의 일측단이 고정되고 연결줄(113)의 타측단은 수중에 놓여지는 부이(111)와 고정되며, 상기 부이(111)의 일측에 가속도 센서(110)가 일체로 설치된 구성으로 수중에서 표류되도록 한 부이(111)를 따라 가속도 센서(110)가 수중에서 표류되면서 측정할 수 있도록 되어 있다.The acceleration sensor 110 provided in the underwater drifting type (B) is a buoy 111 in which one end of the connection line 113 is fixed to the bottom of the farm 100 and the other end of the connection line 113 is placed in the water. ), and the acceleration sensor 110 is integrally installed on one side of the buoy 111, so that the acceleration sensor 110 can be measured while drifting in the water along the buoy 111 so that it drifts underwater there is.

상기 표면 계류식(C)으로 구비되는 가속도 센서(110)는, 상기 기술되어 있는 수중 계류식(A)과 같이 고정지주(112), 부이(111), 가속도 센서(110)가 거의 동일한 구성으로 이루어지되 그 차이점은 부이(111)가 수면에 계류된 형태로 설치되고 수면과 접촉되지 않는 부이(111)의 상측에는 태양광 발전모듈(115)이 설치되어 태양광을 이용하여 전원공급이 이루어질 수 있도록 되어 있다.The acceleration sensor 110 provided in the surface mooring type (C) has a fixed post 112, a buoy 111, and an acceleration sensor 110 having almost the same configuration as the underwater mooring type (A) described above. However, the difference is that the buoy 111 is installed in a moored form on the water surface, and a photovoltaic power generation module 115 is installed on the upper side of the buoy 111 that is not in contact with the water surface, so that power can be supplied using sunlight. it is supposed to be

상기 표류식(D)으로 구비되는 가속도 센서(110)는 양식장의 수면에 표류되도록 한 부이(111)와, 부이(111)의 하부에 설치되고 수중에 놓여지는 지지대(114)와, 지지대(114)에 가속도 센서(110)가 설치되는 구성으로 되어 있다.The acceleration sensor 110 provided in the drifting type (D) includes a buoy 111 that drifts on the water surface of the farm, a support 114 installed under the buoy 111 and placed in the water, and a support 114 ) has a configuration in which the acceleration sensor 110 is installed.

또, 상기 양식장(100)의 수중에 설치되는 가속도 센서(110)는 3축 (X, Y, Z축) 측정으로 최적의 난류 분석이 가능하고 다양하고 광범위한 측정 범위를 갖도록 하는 3축 가속도 센서로 구비함이 바람직하다.In addition, the acceleration sensor 110 installed underwater in the farm 100 is a 3-axis acceleration sensor capable of optimal turbulence analysis through 3-axis (X, Y, Z-axis) measurement and having a wide and diverse measurement range. It is desirable to have

상기 부이(111)의 내부에 구비되는 통신모듈(120)은 가속도 센서(110)로 부터 송신되는 측정정보를 입력받아 무선통신으로 제어부(200)로 송출하게 되며, 무선통신은 무선 인터넷, 근거리 통신, 이동통신 등을 포함한다.The communication module 120 provided inside the buoy 111 receives the measurement information transmitted from the acceleration sensor 110 and transmits it to the control unit 200 through wireless communication. , mobile communications, etc.

상기 메모리부(210)는 통신모듈(120)을 통하여 가속도 센서(110)의 측정정보를 통신데이터를 송수신하되 다양한 동작 데이터 및 명령어들을 저장하여 제어부(200)에 의해 명령을 수행할 수 있도록 한다.The memory unit 210 transmits and receives communication data of measurement information of the acceleration sensor 110 through the communication module 120, but stores various operation data and commands so that the controller 200 can execute commands.

상기 연산부(220)는 가속도 센서(110)에 의해 측정된 난류 정보와 데이터설정부(230)에 의해 설정된 생체반응 기준값을 비교한 다음 이를 분류된 생체반응으로 산정하여 전송하게 되며, 이러한 연산부(220)는 점차적으로 알고리즘을 통해 학습된 분류 생체반응을 전송하게 된다.The calculation unit 220 compares the turbulence information measured by the acceleration sensor 110 with the biological response reference value set by the data setting unit 230, calculates it as a classified biological response, and transmits it. ) gradually transmits the classified biological response learned through the algorithm.

연산부(220)에서는 가속도 센서의 측정치는

Figure 112021149777327-pat00001
의 세 벡터로 구분된다.In the calculation unit 220, the measurement of the acceleration sensor is
Figure 112021149777327-pat00001
is divided into three vectors of

가속도 벡터 데이터는 SVM(signal vector magnitude)으로 변환하여 난류의 크기를 구할 수 있는 식은 다음과 같다.The acceleration vector data can be converted into SVM (signal vector magnitude) and the equation for obtaining the magnitude of turbulence is as follows.

Figure 112021149777327-pat00002
Figure 112021149777327-pat00002

상기 SVM 값을 일정 시간만큼 적분하여 얻어지는 적분값(TS)은 아래의 식과 같이 나타낼 수 있다.An integral value (TS) obtained by integrating the SVM value by a certain time can be expressed as the following equation.

Figure 112021149777327-pat00003
Figure 112021149777327-pat00003

가속도 측정 정보의 전처리를 위해 저주파 통과필터(low-pass filter) 및 칼만 필터(kalman-filter) 등을 이용할 수 있으며, SVM의 적분은 1초, 5초, 30초, 1분, 5분, 10분, 60분의 시간 간격으로 수행하고, 분류 알고리즘은 각기 다른 시간간격으로 적분된 데이터를 사용함이 바람직하다.A low-pass filter and a Kalman-filter can be used for pre-processing of the acceleration measurement information, and the integration of SVM is 1 second, 5 seconds, 30 seconds, 1 minute, 5 minutes, and 10 seconds. It is preferable to perform at time intervals of minutes and 60 minutes, and the classification algorithm uses data integrated at different time intervals.

예를 들어 양식장의 난류가 비교적 적은 완만한 상태를 유지하는 경우에는 1분 ~ 60분의 상대적으로 긴 시간 간격으로 적분한 값을 사용하고, 양식장의 난류가 급격한 상태에 놓여지는 경우에는 1초 ~ 1분의 상대적으로 짧은 시간 간격으로 적분한 값을 사용한다.For example, if the turbulence in the farm is relatively low and gradual, use the value integrated over a relatively long time interval of 1 minute to 60 minutes, and if the turbulence in the farm is in a rapid state, use the value from 1 second to 60 minutes. The value integrated over a relatively short time interval of 1 minute is used.

그리고 분류 알고리즘에는 다양한 환경에서 적용이 가능하고 실험 데이터가 축적될수록 정확도를 높일 수 있도록 나이브-베이즈 알고리즘, k-평균 알고리즘, 퍼지 분류 알고리즘 등의 머신러닝 알고리즘을 이용할 수 있으며, 특히, 분류의 효율과 정확도를 높이기 위해 물고기의 저반응 그룹과, 고반응 그룹으로 나누어 각각 다른 분류 알고리즘을 사용할 수 있다.In addition, machine learning algorithms such as naive-Bayes algorithm, k-means algorithm, and fuzzy classification algorithm can be used for classification algorithms so that they can be applied in various environments and increase accuracy as experimental data accumulates. In particular, classification efficiency In order to increase accuracy and accuracy, different classification algorithms can be used by dividing fish into low-response groups and high-response groups.

상기 데이터설정부(230)는 어류의 다양한 생체반응 기준값을 분류하여 이를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 함과 아울러 분류 알고리즘의 학습 데이터로 활용될 수 있도록 하며, 알고리즘에 의해 생체반응 기준값을 재설정할 수 있다.The data setting unit 230 classifies various bioreaction reference values of fish so that they can be monitored in real time and used as learning data for a classification algorithm, and the bioreaction reference values can be reset by the algorithm. .

예를 들어 어류의 다양한 생체반응을 무반응, 휴식, 일상, 급이활동, 이상활동의 형태로 5단계로 분류하여 그 기준값을 데이터로 설정하고, 이러한 데이터를 기준으로 데이터 수집, 데이터 전처리, 분류, 데이터 전송하도록 함에 있다.For example, the various biological responses of fish are classified into 5 stages in the form of non-response, rest, daily life, feeding activity, and abnormal activity, and the reference value is set as data, and data collection, data pre-processing, and classification are based on these data. , to transmit data.

무반응 생체반응의 경우에는 물고기의 활동이 극도로 저조하여 건강에 이상이 있거나 폐사가 진행되고 있는 상태에 놓여여는 것을 설정한다.In the case of a non-reactive bioreaction, it is set that the activity of the fish is extremely low, resulting in a health problem or a state in which mortality is in progress.

휴식 생체반응의 경우에는 일몰 후부터 일출 전까지 물고기의 활동이 적은 상태에 놓여지는 것을 설정한다.In the case of the resting biological response, it is set that the fish is in a state of low activity from sunset to sunrise.

일상 생체반응의 경우에는 물고기의 급이활동을 제외한 활동 상태를 설정한다.In the case of daily biological reactions, the activity state except for the feeding activity of the fish is set.

급이활동 생체반응의 경우에는 물고기의 급이시 격렬한 활동 상태가 이루어지는 것을 설정한다.In the case of feeding activity biological response, it is set that a vigorous activity state is achieved during feeding of fish.

이상활동 생체반응의 경우에는 양식장에 인명 사고나 이상물체 등의 낙하등으로 인하여 비교적 큰 난류가 급격하게 발생한 상태에 놓여지게 되는 때를 설정한다. In the case of an abnormal biological response, a situation in which a relatively large turbulent current is rapidly generated due to a human accident or the fall of an abnormal object in the farm is set.

상기 제어부(200)는 마이크로프로세서가 구비되어 모니터링 시스템의 전반적인 동작을 제어하고, 데이터 정보를 저장 및 연산한 다음 이를 전송하여 디스플레이부(240)를 통해 사용자가 생체반응을 모니터링할 수 있도록 하되 이상발생시에 이를 표시하고 경보하는 수단으로 사용자에 음성 또는 메시지 전달이 이루어지도록 함이 바람직하다.The control unit 200 is equipped with a microprocessor to control the overall operation of the monitoring system, stores and calculates data information, and then transmits it so that the user can monitor the biological response through the display unit 240, but when an abnormality occurs It is preferable to make voice or message delivery to the user as a means of displaying and alerting.

이와 같이 본 발명은 실내 또는 실외의 정체된 수역에 고밀도 양식을 하는 양식장(100)에서 어류의 다양한 생체반응에 따른 난류 상태를 수중에 설치된 가속도 센서(110)에 의해 실시간으로 측정하고 이를 생체반응 기준치와 비교 산정하여 분류된 어류의 생체반응을 모니터링할 수 있게 되므로 어류의 집단 폐사를 예방하거나 급이시기 등을 결정할 수 있게 된다.As such, the present invention measures the turbulent state according to various biological reactions of fish in real time by the acceleration sensor 110 installed in the water in the farm 100 where high-density farming is performed in indoor or outdoor stagnant waters, and measures the bioreaction standard value It is possible to monitor the biological response of the classified fish by comparing it with the calculation, so that it is possible to prevent the mass death of fish or to determine the feeding time.

따라서, 본 발명은 비숙련된 사용자도 어류의 생체반응을 정확하고 신속하게 파악할 수 있게 되어 양식장의 운영 관리를 효율적으로 할 수 있게 된다.Therefore, the present invention enables an inexperienced user to accurately and quickly grasp the biological response of fish, thereby efficiently managing the operation of the farm.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.In the above, the present invention has been described with reference to the above embodiments, but various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

100 : 양식장 110 : 가속도 센서
111 : 부이 112 : 고정지주
113 : 연결줄 114 : 지지대
115 : 태양광 발전모듈 120 : 통신모듈
200 : 제어부 210 : 메모리부
220 : 연산부 230 : 데이터설정부
240 : 디스플레이부
100: farm 110: acceleration sensor
111: buoy 112: fixed support
113: connection line 114: support
115: solar power generation module 120: communication module
200: control unit 210: memory unit
220: calculation unit 230: data setting unit
240: display unit

Claims (7)

가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템에 있어서,
양식장(100)내의 수중에 설치되어 난류 상태를 측정하기 위한 가속도 센서(110), 상기 가속도 센서(110)의 측정된 난류 정보를 실시간으로 송수신하는 통신모듈(120), 상기 통신모듈(120)에 의해 인가된 난류 정보를 저장하는 메모리부(210), 상기 측정된 난류 정보와 어류의 생체반응 기준값을 비교하여 생체반응을 산정하는 연산부(220), 어류의 생체반응을 구분할 수 있도록 하는 생체반응 기준값을 분류하는 데이터설정부(230), 상기 모니터링 시스템의 전반적인 동작을 제어하고 어류의 생체반응을 모니터링할 수 있도록 하는 제어부(200)로 이루어지고,
상기 양식장(100)의 수중에 설치되는 가속도 센서(110)는 3축 (X, Y, Z축) 측정으로 난류 분석이 가능한 3축 가속도 센서로 이루어지는 한편,
상기 가속도 센서(110)는,
양식장(100)의 바닥에 하단이 고정되고 상단은 수중에 놓여지도록 설치되는 고정지주(112)와, 상기 고정지주(112)의 상단에 수중에 설치되는 부이(111)와, 상기 부이(111)의 하부에 위치한 고정지주(112)에 가속도 센서(110)가 설치되며, 상기 부이(111)의 내부에는 통신모듈(120) 및 전원공급수단이 구비되며,
상기 가속도 센서(110)에서 측정되는 난류 정보는,
상기 연산부(220)에서 가속도 센서의 측정치를
Figure 112023028744789-pat00007
의 세 벡터로 구분하고, 상기 벡터 데이터는 SVM(signal vector magnitude)으로 변환하여 난류의 크기를 구할 수 있는 아래의 식으로 얻어지며,
Figure 112023028744789-pat00008

상기 SVM 값을 일정 시간만큼 적분하여 얻어지는 아래 식의 적분값(TS)을 이용하여
Figure 112023028744789-pat00009


측정하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템.
In the fish biological response monitoring system using an acceleration sensor,
An acceleration sensor 110 installed underwater in the farm 100 to measure the state of turbulence, a communication module 120 that transmits and receives the turbulence information measured by the acceleration sensor 110 in real time, and the communication module 120 a memory unit 210 that stores the turbulence information applied by the turbulent flow; a calculation unit 220 that compares the measured turbulent flow information with the bioreaction reference value of the fish to calculate the bioreaction; It consists of a data setting unit 230 for classifying, a control unit 200 for controlling the overall operation of the monitoring system and monitoring the biological response of fish,
The acceleration sensor 110 installed underwater in the farm 100 is composed of a 3-axis acceleration sensor capable of analyzing turbulence by measuring 3-axis (X, Y, Z-axis),
The acceleration sensor 110,
A fixed post 112 installed so that the lower end is fixed to the bottom of the farm 100 and the upper end is placed underwater, a buoy 111 installed underwater at the top of the fixed post 112, and the buoy 111 An acceleration sensor 110 is installed on the fixed support 112 located at the lower part of the buoy 111, and a communication module 120 and a power supply means are provided inside the buoy 111,
The turbulence information measured by the acceleration sensor 110,
The measurement of the acceleration sensor in the calculation unit 220
Figure 112023028744789-pat00007
It is divided into three vectors of , and the vector data is converted to SVM (signal vector magnitude) to obtain the magnitude of turbulence,
Figure 112023028744789-pat00008

Using the integral value (TS) of the equation below obtained by integrating the SVM value by a certain time
Figure 112023028744789-pat00009


Fish biological response monitoring system using an acceleration sensor, characterized in that for measuring.
삭제delete 가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템에 있어서,
양식장(100)내의 수중에 설치되어 난류 상태를 측정하기 위한 가속도 센서(110), 상기 가속도 센서(110)의 측정된 난류 정보를 실시간으로 송수신하는 통신모듈(120), 상기 통신모듈(120)에 의해 인가된 난류 정보를 저장하는 메모리부(210), 상기 측정된 난류 정보와 어류의 생체반응 기준값을 비교하여 생체반응을 산정하는 연산부(220), 어류의 생체반응을 구분할 수 있도록 하는 생체반응 기준값을 분류하는 데이터설정부(230), 상기 모니터링 시스템의 전반적인 동작을 제어하고 어류의 생체반응을 모니터링할 수 있도록 하는 제어부(200)로 이루어지고,
상기 양식장(100)의 수중에 설치되는 가속도 센서(110)는 3축 (X, Y, Z축) 측정으로 난류 분석이 가능한 3축 가속도 센서로 이루어지는 한편,
상기 가속도 센서(110)는,
양식장(100)의 바닥에 연결줄(113)의 일측단이 고정되고 연결줄(113)의 타측단은 수중에 놓여지는 부이(111)와, 상기 부이(111)의 일측에 가속도 센서(110)가 일체로 설치되며, 상기 부이(111)의 내부에는 통신모듈(120) 및 전원공급수단이 구비되며,
상기 가속도 센서(110)에서 측정되는 난류 정보는,
상기 연산부(220)에서 가속도 센서의 측정치를
Figure 112023028744789-pat00010
의 세 벡터로 구분하고, 상기 벡터 데이터는 SVM(signal vector magnitude)으로 변환하여 난류의 크기를 구할 수 있는 아래의 식으로 얻어지며,
Figure 112023028744789-pat00011

상기 SVM 값을 일정 시간만큼 적분하여 얻어지는 아래 식의 적분값(TS)을 이용하여
Figure 112023028744789-pat00012


측정하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템.
In the fish biological response monitoring system using an acceleration sensor,
An acceleration sensor 110 installed underwater in the farm 100 to measure the state of turbulence, a communication module 120 that transmits and receives the turbulence information measured by the acceleration sensor 110 in real time, and the communication module 120 A memory unit 210 that stores turbulence information applied by the turbulent flow; a calculation unit 220 that compares the measured egg flow information with a bioreaction reference value of a fish to calculate a bioreaction; It consists of a data setting unit 230 for classifying, a control unit 200 for controlling the overall operation of the monitoring system and monitoring the biological response of fish,
The acceleration sensor 110 installed underwater in the farm 100 is composed of a 3-axis acceleration sensor capable of analyzing turbulence by measuring 3-axis (X, Y, Z-axis),
The acceleration sensor 110,
A buoy 111 in which one end of the connection line 113 is fixed to the bottom of the farm 100 and the other end of the connection line 113 is placed in the water, and an acceleration sensor 110 is integrated on one side of the buoy 111. , and a communication module 120 and a power supply means are provided inside the buoy 111,
The turbulence information measured by the acceleration sensor 110,
The measurement of the acceleration sensor in the calculation unit 220
Figure 112023028744789-pat00010
It is divided into three vectors of , and the vector data is converted to SVM (signal vector magnitude) to obtain the magnitude of turbulence,
Figure 112023028744789-pat00011

Using the integral value (TS) of the equation below obtained by integrating the SVM value by a certain time
Figure 112023028744789-pat00012


Fish biological response monitoring system using an acceleration sensor, characterized in that for measuring.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 데이터설정부(230)는
어류의 다양한 생체반응 기준값을 분류하고, 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하며, 알고리즘에 의해 생체반응 기준값을 재설정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 어류 생체반응 모니터링 시스템
According to claim 1,
The data setting unit 230
A fish bioreaction monitoring system using an acceleration sensor, characterized in that it classifies various bioreaction reference values of fish, enables real-time monitoring, and resets the bioreaction reference value by an algorithm.
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