KR200277996Y1

KR200277996Y1 - 농업용수 관리시스템

Info

Publication number: KR200277996Y1
Application number: KR2020020005712U
Authority: KR
Inventors: 최광남
Original assignee: 주식회사 한성전자산업개발
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2002-06-15

Abstract

본 고안의 농업용수 관리시스템은, 수원지와 몽리지(수혜지) 및 용수로의 필요한 위치에 측정장치를 설치하고 설치된 측정장치들과 통신네트워크를 통하여 해당 장소들의 수위와 강수량 등을 자동으로 파악하여 농업용수를 적재 적소에 자동적으로 공급할 수 있게 하는 관리시스템에 관한 것이다.

본 고안은 논에 공급되는 용수를 총괄적으로 관리하는 중앙통제장치, 수원지에서 공급해야 할 용수를 제어하는 수원지제어장치, 용수로의 각 분기점에 설치되어 용수로에 공급되어야 할 용수의 상태를 관측하는 복수의 분기점관측장치, 논에 공급되는 용수의 출입을 조절하기 위해 방수문의 작동을 제어하고 용수의 공급상태를 파악하는 방수문제어장치, 수원지와 용수로 및 전답의 소정 위치에 설치되어 수위를 측정하여 전송하는 복수의 수위측정장치, 그리고 강수의 양을 측정하여 수원지제어장치로 전송하는 복수의 강수량측정장치를 포함하고 있다.

따라서 본 고안은 농업용수를 공급하는 수원지의 물관리와 몽리지의 농업용수 공급을 체계적으로 자동 제어함으로써 기상상황의 급변시 빠르고 정확하게 대처하여 농업생산성을 증대하는 데 일조할 것으로 예상된다.

Description

농업용수 관리시스템{System for managing the agricultural water}

본 고안은 농업용수에 관한 것으로, 자세하게는 수원지와 몽리지(수혜지) 및 용수로의 필요한 위치에 측정장치를 설치하고 설치된 측정장치들과 통신네트워크를 통하여 해당 장소들의 수위와 강수량 등을 자동으로 파악하여 농업용수를 적재 적소에 자동적으로 공급할 수 있는 농업용수 관리시스템을 제시한 것이다.

농작물의 생육과 농업경영의 합리화를 위하여 농경지에 공급되는 농업용수개발 및 관리는 농업생산의 관건이 되는 중요한 사항이다. 강우나 강설 등으로 생긴 물을 농업에 필요한 적기에 이용하기 위해서는 물을 관리하기 위한 시설을 준비하는 것이 필요하다.

간단한 수로 등을 통해 저수지에 저수된 농업용수를 논으로 끌어 들이는 종래의 농업은 강수량의 변화 등 자연에 많이 의존하기 때문에 폭우가 내리거나 가뭄이 지속되면 농업에 큰 타격을 입게 된다. 따라서 저수된 물을 효율적으로 관리하는 관리시스템은 절실히 요청되고 있다.

또한 이러한 관리시스템은 농업경영의 한 측면이라 할 수 있으며, 물을 효율적으로 이용하는 측면외에 물로 인한 자연 재해를 줄이는 측면에서도 효율성이 있다. 아울러 이러한 농업용수의 관리를 위한 시설은 대규모의 재원을 필요로 하고 또 공공적인 성격이 강하기 때문에 건설에 따른 경제효과를 크게 고려하여야 하고 수질 및 수량에 대한 관련부분도 반영될 수 있어야 한다.

따라서 농업용수의 효율적인 관리를 위한 본 고안의 목적은, 수원지와 몽리지 및 용수로의 필요한 위치에 측정장치를 설치하고 설치된 측정장치들과 통신네트워크를 통하여 해당 장소들의 수위와 강수량 등을 자동으로 파악하여 농업용수를 적재 적소에 자동적으로 공급할 수 있는, 농업용수 관리시스템에 대한 기술을 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 농업용수 관리시스템을 설명하기 위한 지형의 일례를 나타낸 도면.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 농업용수 관리시스템의 구성도.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 전송비트의 구성도.

도 4는 도 3의 신호전송형식 중 번지의 신호형식을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 관측지점의 호출부호양식의 구성도.

도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 관측지점의 응답부호양식의 구성도.

도 7은 본 고안에서의 신호송출시간 간격을 설명하기 위한 도면으로, 도 7a는 호출제어시의 호출시간 간격을 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는 호출신호 및 응답신호의 전송시간간격을 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 중앙통제장치 120 : 수원지제어장치

130 : 분기점관측장치 140 : 방수문제어장치

150 : 수위측정장치 160 : 강수량측정장치

210 : 수원지 220 : 용수로

230 : 몽리지

310 : 헤드스페이스(Head Space) 320 : 동기비트

330, 380 : 플래그시켄스(Flag Sequence) 340 : 번지(Address)

350 : 제어부 360 : 자료부

370 : 프레임체크시켄스(Frame Check Sequence)

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 농업용수 관리시스템은,

논에 공급되는 용수를 총괄적으로 관리하기 위해 각 구성장치들로부터 전달되는 측정데이타를 전달받아 각 구성장치들의 동작을 제어하기 위한 신호를 연산하여 송신하는 중앙통제장치, 중앙통제장치의 제어를 받아 용수를 공급해야 할 논들에 설치되는 장치들을 그룹별로 제어하도록 연결하며, 수원지에서 공급해야 할 용수를 제어하는 수원지제어장치, 논에 용수를 공급하기 위한 용수로의 각 분기점에 설치되어 용수로의 상태를 감시하여 수원지제어장치로 전달하여 용수로에 공급되어야 할 용수의 상태를 관측하기 위한 자료를 제공하는 복수의 분기점관측장치, 수원지제어장치의 제어를 받아 논에 공급되는 용수의 출입을 조절하기 위해 방수문의 작동을 제어하고 용수의 공급상태를 파악하는 방수문제어장치, 용수 공급을 제어하기 위한 자료로 이용하기 위해 수원지와 용수로 및 전답의 소정 위치에 설치되어 수위를 측정하여 상기 수원지제어장치로 전송하는 복수의 수위측정장치, 및 용수공급을 제어하기 위한 자료로 이용하기 위해 수원지와 용수로 및 전답의 소정 위치에 설치되어 강수의 양을 측정하여 수원지제어장치로 전송하는 복수의 강수량측정장치를 포함하고 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 농업용수 관리시스템을 자세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 농업용수 관리시스템을 설명하기 위해 지형의 일례를 나타낸 도면이다. 그리고 도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 농업용수 관리시스템의 구성도이며, 실선으로 표시한 논은 몽리지를, 점선으로 표시한 논은 본 농업용수 관리시스템이 적용되지 않는 일반 천수답을 의미한다.

본 실시예의 농업용수 관리시스템은 중앙통제장치(110), 수원지제어장치(120), 분기점관측장치(130), 방수문제어장치(140) , 수위측정장치(150), 그리고 강수량측정장치(160)를 포함하고 있다.

본 실시예에서는 용수를 공급하기 위한 전답으로 몽리지를 일례로 하여 설명한다. 일반적인 천수답이 내리는 강수나 하천 등에 흐르는 물을 용수로 이용하는 것에 반해, 본 실시예의 몽리지 또는 몽리답은 저수지에 저수된 물로 농사를 지을 수 있는 논을 의미하며 수혜지라고 부르기도 한다. 이러한 몽리지(230, 수혜지)는 농지개량사업 등의 영향으로 많은 논들이 저수지에 저수된 물을 용수로 이용하게 됨으로써, 수확량을 늘릴 수 있는 등 많은 잇점이 있다.

도시한 바와 같이, 각 몽리지(230)에는 수원지(210)에 저수되어 있던 용수가 용수로(220)를 통하여 유도된다.

본 실시예에 있어서, 중앙통제장치(110)는 몽리지(230)의 용수공급을 총괄적으로 제어할 수 있는 총괄제어소에 설치된다. 아울러 용수공급의 제어를 위해 필요한 지점에 설치되는 각 구성장치들을 제어하게 된다. 또한 중앙통제장치(110)는 논에 공급되는 용수를 전체적으로 제어 관리하기 위해 각 구성장치들로부터 전달되는 측정데이타를 전달받아 각 구성장치들의 동작을 제어하기 위한 신호를 연산한 다음, 이를 다시 각각의 장치들로 송신함으로써 용수공급을 제어하게 된다. 아울러 중앙통제장치(110)에서는 해당 몽리지(230)에 용수를 공급해야 하는 시간, 공급되어야 하는 용수의 양, 물갈이 등의 횟수 등을 입력해 줌으로써, 해당 몽리지(230)에 공급되는 용수가 부족하거나 혹은 공급과잉상태가 되면 자동적으로 제어를 할 수 있도록 설정하게 된다.

수원지제어장치(120)는 몽리지(230)에 공급할 용수를 저수하고 있는 수원지(210)를 제어하는 장치로서 수원지에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 수원지제어장치(120)는 중앙통제장치(110)의 제어를 받아 수원지(210) 자체나용수로(220) 그리고 몽리지(230) 등에 설치되는 각각의 장치들을 제어하게 된다. 따라서 하나의 수원지(210)를 중심으로 관련되는 각각의 장치들은 그룹을 이루게 되며, 본 실시예에서는 하나의 수원지(210)와 수원지제어장치(120)를 예로 들고 있으나, 다수의 수원지제어장치(120)를 제어하는 것도 가능하며, 이 경우 중앙통제장치(110)의 능력을 수원지제어장치(120)의 수에 맞도록 설정해 주게 된다.

도시한 바와 같이 수원지(210)에는 용수를 공급하기 위한 용수로(220)가 각 몽리지(230)의 사이사이를 통과할 수 있도록 가설된다. 그리고 이 용수로(220)에서 갈려나가는(분기하는) 용수로(220)의 분기점에는 분기점관측장치(130)가 설치되어 있다. 이러한 분기점관측장치(130)는 용수로(220)상에 장애물 등이 없어 용수가 잘 공급되고 있는 지를 파악하여 수원지제어장치(120)에 전달하게 된다.

각 몽리지(230)에는 방수문제어장치(150)가 설치되어 있다. 이러한 방수문제어장치(150)는 몽리지(230)내로 용수를 유입시키거나 몽리지(230)내의 용수를 배출시키도록 각각 제어할 수 있게 되어 있다. 각 몽리지(230)에는 이러한 방수문제어장치(150)가 다수로 설치될 수 있으며 따라서 어떤 방수문제어장치(150)는 용수가 유입되는가 하면, 어떤 방수문제어장치(150)는 용수를 배출시키는 기능을 수행하게 된다. 따라서 본 방수문제어장치(150)는 몽리지(230)에 설치되는 용수문을 제어조종함으로써 적정한 용수유지를 위한 용수의 공급 및 배출을 담당하고 또 자체적으로 용수의 유입 및 배출상태를 확인하여 수원지제어장치(120)에 전송하게 되며, 결국 최종적으로는 중앙통제장치(110)의 제어하에 놓이게 된다.

도시한 바와 같이 몽리지(230) 안에는 수위측정장치(160)와강수량측정장치(140)가 설치되며 수원지(210)에도 설치된다. 그리고 용수로(220)에는 수위측정장치(160)가 설치된다. 따라서 수위측정장치(160)는 수위를, 강수량측정장치(140)는 강우나 강설에 의한 강수량을 측정하여 측정결과치를 수원지제어장치(120)로 전송하게 된다. 강수량은 수원지(210)나 몽리지(230)의 수위변화에 민감한 영향을 주게 되므로 이를 측정하여 용수공급을 위한 자료로 이용하는 것이 중요하다.

수원지제어장치(120)로 전달되는 각각의 신호는 중앙통제장치(110)에 최종적으로 전달됨으로써 중앙통제장치(110)에서 각 몽리지(230)의 용수공급상태를 전체적으로 제어할 수 있도록 만든다.

본 실시예의 농업용수 관리시스템의 작동은 수원지 관리계통, 용수로 관리계통, 몽리지 관리계통, 그리고 각 관리계통간의 신호전송을 담당하는 신호전송계통으로 크게 나누어 볼 수 있다.

도시한 바와 같이 수원지(210)에는 용수를 공급해 주게 되는 몽리지(230)들이 정해지게 되며, 따라서 중앙통제소에 설치되는 중앙통제장치(110)에서 볼 때에는 몽리지(230)들이 그룹을 이루게 된다. 이러한 수원지(210)에는 전술한 바와 같이, 수원지제어장치(120)가 설치되어 있어 용수의 공급상태를 제어한다. 따라서 수원지(210)에는 수원지제어장치(120) 외에 수위측정장치(160)와 강수량측정장치(140)가 설치되어 수원지(210)의 수위와 강수량을 측정하여 수원지(210)의 제어를 위한 기본 자료로 이용하게 된다. 이렇게 수원지(210)의 용수상태를 제어하는 수원지 관리계통은 해당 수원지(210)에 집수되는 수량을 시산,연산하여 수원지(210)에 유입되는 물의 양을 파악하여 예측을 위한 자료로 이용하고 또한 수문조작의 시기 및 정도를 계산함으로써 용수공급의 합리적인 계획을 프로그래밍하여 제어한다. 물론 수원지제어장치(120)에서 파악하여 예측한 자료는 중앙통제장치(110)로 전송되어 용수공급의 전반적인 상태를 파악되고 통제하기 위한 자료로 이용된다.

수로관리계통은 용수로(220)에 공급되는 용수량을 관리하기 위하여, 용수로(220)가 분기되는 지점에 분기점관측장치(130)를 설치하고 또한 용수로(220)의 주요지점에 수위측정장치(160)를 설치함으로써, 효율적인 용수공급과 유사시 피해를 극소화한다. 아울러 도시하지는 않았지만 본 실시예에서는 용수로(220)의 말단 부분에 전동식으로 작동하는 수문권양기를 설치함으로써 용수공급의 효율성을 증대시킬 수 있게 된다.

다음으로 몽리지 관리계통은 몽리지(230) 내의 주요지점에 수위측정장치(160)와 강수량측정장치(140) 그리고 용수공급관측장치(170)를 설치함으로써 폭우나 홍수, 가뭄 등에 따른 몽리지(230)의 상태를 측정하여 그에 따른 용수의 공급을 제어관리하는 계통이다.

마지막으로 위의 각 구성 장치들 및 각 관리계통이 유기적으로 작동하도록 하기 본 실시예에 있어서는 신호전송계통의 수립이 중요하다. 본 실시예에서는 각 장치들의 자료수집 및 작동과정이 중앙통제장치(110) 및 수원지제어장치(120)에 전달되도록 신호전달 네트워크 체계를 수립하여 신호전송에 대한 효율화를 꾀하고 있다. 본 실시예에 있어서 각 구성장치들간은 극초단파, 인공위성 또는 이동통신 무선통신망 등 무선에 의한 통신이 가능하도록 장치되어 있다. 아울러 이외에도 자체적으로 설치한 유선통신망 및 한국통신의 임대 전용선망의 이용이 가능하도록 이중적으로 구성함으로써 오동작으로 인해 발생할 수 있는 문제점을 미연에 방지하고 있다.

본 실시예에서 중앙통제장치(110) 및 수원지제어장치(120)는 서버(server)급에 해당하는 컴퓨터시스템으로 여기에는 각종 신호의 송수신 및 통신을 수행하기 위한 네트워크가 구축되어 있다. 이러한 신호 송수신용 기기들은 각각의 구성장치들(130∼160)에도 설치된다.

이러한 신호의 송수신 및 통신을 수행하기 위한 RTU(Remote Terminal Unit)는 전술한 바와 같이 인공위성이나 이동통신을 이용한 신호전달이 가능하도록 처리되므로 무선에 의한 통신제어가 가능하게 된다. 아울러 유선에 의한 관리제어가 가능하도록 모뎀(MODEM)이나 허브(HUB)가 설치되어 신호 및 자료의 전송을 원활하게 처리하도록 구성된다.

다음은 본 실시예의 각 구성장치들간의 신호전송형식에 대해 설명한다. 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 전송비트의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 각 구성장치들간의 신호전송은 일정한 형식에 따라 전송되도록 설계되므로써, 자료에 대한 처리가 신속하게 진행된다.

전송되는 신호의 형식은 도 3에 도시한 바와 같이, 헤드스페이스(Head Space, 310), 동기비트(320), 플래그시켄스(Flag Sequence, 330), 번지(Address, 340), 제어부(350), 자료부(360), 프레임체크시켄스(Frame Check Sequence ; FCS,370) 그리고 한단의 추가적인 플래그시켄스(Flag Sequence, 380)가 결합된 구조가 본 실시예의 신호전송체계의 일반적인 형식이다.

먼저, 헤드스페이스(Head Space, 310)는 전송설비를 포함한 각 장치들의 동기확립(Positive Edge)를 위한 시간을 확보하기 위한 것으로서 본 실시예에서는 플래그시켄스(Flag Sequence ; FS)를 반복하는 방식을 취하고 있으며, 이외에도 특정 신호의 전송 등에 의한 동기확립을 수행하도록 하는 것도 좋다.

헤드스페이스(Head Space, 310) 후단의 동기비트(320)는 복조기의 비트(BIT)에 대한 동기를 일치시키기 위한 신호로써, 본 실시예에서는 8비트 형태로 된 플래그시켄스(Flag Sequence ; FS)를 2회 반복시키는 형식을 취하고 있다.

플래그시켄스(Flag Sequence, 330, 380)는 실제 전송하고자 하는 프레임신호의 개시나 종료를 나타내기 위한 것으로 도시한 바와 같이 프레임신호의 전단 및 후단에 위치시키게 되며, 본 실시예에서는 '01111110'과 같이 양끝단이 로우(low) 상태를 취하는 형태를 취하고 있으며, 본 실시예의 신호 이외에도 다양하게 설정될 수 있다.

다음의 번지(Address, 340) 구간은 본 프레임신호가 실제 전달되어야 하는 장치나 장소를 나타내기 위한 것으로, 본 실시예에서는 해당 장치에 대한 (처리)장소, (처리)계통, (처리)군, (처리)지역의 데이터를 포함하고 있다.

도 4는 도 3의 신호전송형식 중 번지의 신호형식을 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예의 번지(Address, 340)는 제1비트(341)와 제9비트(343)가 0으로 고정되어(fixed) 있고, 제17비트(345)는 1로 고정되어 번지지정의 마지막 부분임을 나타낸다.

제1비트 후단의 7개 비트(343)는 장소번호를 나타내는 부분으로, 본 실시예에서 '0'값은 사용하지 않고 1∼126까지의 값으로 개별 장소를 호출하기 위한 장소번호를 지정하게 된다. 제9비트(343) 후단의 7개 비트(344)는 1∼127까지의 값으로 계통번호를 지정하는 부분이며, 여기서도 '0'의 값은 사용하지 않는다. 그리고 제17비트(345) 후단의 3개비트(346)는 동일한 계통내에서 일괄호출을 분할하는 경우에 지정하는 값이며, 0∼7까지의 값이 된다. 그리고 다음단의 4개비트(347)는 지역번호를 지정하는 부분이며, '0'값은 사용하지 않고 1∼15까지를 지정할 수 있게 된다.

번지(Address, 340) 후단의 제어부(350)는 각 장치들의 제어시 호출 및 응답부호의 기능을 표시하는 것으로 아래의 [표 1a]에 나타내었다.

	RI	N(S)	PF	N(R)
	b1	b2	b3	b4	b5	b0	b1	b2
제어신호	관측일괄호출	RROP	1	(회수부호)	1	0	0	0
	관측개별호출	RROP	1	0	0	0	1	0	0	0
	관측소 이상치 기동	RRO	1	0	0	0	0	0	0	0
	중계제어(반송있음)	IOOP	0	0	0	0	1	0	0	0
	중계제어(반송없음)	IOO	0	0	0	0	0	0	0	0
	폐쇄/폐쇄해제	IOO	0	0	0	0	0	0	0	0
응답신호	일괄호출의 응답	IOOF	0	0	0	0	1	(회수부호)
	개별호출의 응답	IOOF	0	0	0	0	1	0	0	0
	기타응답	IOOF	0	0	0	0	1	0	0	0

[표 1a]에서 회수부호는 일괄호출제어에 있어서 3회 연속 호출의 몇회째인가를 표시하며 일괄호출에 대한 응답신호는 호출신호를 몇회째에 수신했는가를 표시하도록 한다. 일괄호출신호 및 응답신호의 회수부호는 다음의 [표 1b]와 같다.

회수부호	호출신호의 회수부호	응답신호의 회수부호
회수부호	송신순서	b2	b3	b4	수신순서	b6	b7	b8
0	제1회째	0	0	0	제1회째	0	0	0
1	제2회째	1	0	0	제2회째	1	0	0
2	제3회째	0	1	0	제3회째	0	1	0

제어부(350) 후단의 자료부(360)는 중계제어부의 제어부호 및 관측응답 시의 데이터를 표시하는 부분으로 자료의 길이에 따라 1량, 2량, 10량의 크기 등으로 형성된다. 1량의 자료는 중계제어시 또는 이상치 기동폐쇄나, 폐쇄해제 시에 적용되는 크기이며, 2량의 자료는 2량형 관측응답 시 또는 중계응답시에 적용되며, 10량의 자료는 10량형 관측응답시에 적용된다. 아울러 이외에도 필요에 따라 자료의 길이(량수)를 변화시켜 설정할 수 있다.

본 실시예에 있어서 관측호출 신호 및 이상치 기동 신호의 전송시 본 자료부(360)는 도 3과 같은 신호형식에서 제외된다.

마지막으로 프레임체크시켄스(Frame Check Sequence ; FCS, 370)는 16비트의 사이클체크 부호로 구성된다.

도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 관측지점의 호출부호양식의 구성도이다.

도시한 바와 같이 본 관측지점의 호출부호양식에는 도 3에 도시한 신호형식 중 자료부(360)가 제거되어 있다. 아울러 본 부호양식은 각 구성장치들이 위치하는관측지점을 호출하는 부호형식이다.

도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 관측지점의 응답부호양식의 구성도로, 본 실시예에서는 2량크기의 형태에 대한 관측지점의 응답부호 형식을 중심으로 설명한다.

먼저 본 실시예의 응답부호에서 전송되는 부호는 자료부의 내용을 제외하고 는 전술한 바와 동일한다. 따라서 본 설명에서는 자료부를 중심으로 설명하며, 도시한 바와 같이, 2량크기 응답부호양식의 자료부의 크기는 64비트이다.

이러한 자료부는 관측치에 대한 32비트 자료와 감시를 위한 자료로 구성된다.

먼저 자료부(360)의 관측치에 대한 자료는 8비트 크기의 번지워드(Word Address, 361), 8비트의 플래그(Flag, 362) 그리고 16비트의 관측치(363)를 포함하고 있다. 아울러 이러한 관측치 다음에는 감시치에 대한 자료가 연결되는 데, 역시 8비트 크기의 번지워드(Word Address, 364), 8비트의 플래그(Flag, 365) 그리고 16비트 크기의 감시치(366)로 구성된다.

8비트 크기의 번지워드(Word Address, 361, 364)는 8비트로 '량'수의 크기를 결정할 수 있으며, 아래의 [표 2]에 나타내었다.

구 분	번지워드(Address Word)
구 분	LSB 2진표시 MSB	10진 표시
1량째	0	0	0	0	0	0	0	0	0
2량째	1	0	0	0	0	0	0	0	1
3량째	0	1	0	0	0	0	0	0	2

n량째	1	0	0	1	0	0	0	0	n-1

따라서 도시한 바와 같이 1량째에 대한 값은 8비트의 각 자리가 '0'으로 결정됨으로 10진 표시로는 역시 '0'이 되며, n 즉 10량째의 경우는 '1001000'으로 표시되어 10진 표시로는 '9'가 된다.

번지워드(Word Address, 361, 364) 다음의 8비트 플래그(Flag, 362)는 아래의 [표 3]와 같다.

비트	구분	관측자료(2량형의 경우)
제1비트	S	SIGN FLAG
제2비트	F1	무효자료
제3비트	F2	미사용
제4비트	F3	부가자료
제5비트	F4	10⁰자리 패리티(PARITY)
제6비트	F5	10¹자리 패리티(PARITY)
제7비트	F6	10²자리 패리티(PARITY)
제8비트	F7	10³자리 패리티(PARITY)

여기서 제1비트는 사인플래그(SIGN FLAG)로서 수위계 등과 같은 센서 자체에 사인비트(SIGN BIT)가 있는 경우 이를 나타내 주기 위한 비트이다. 그리고 제4비트인 F3 부가자료는 1량째의 자료부에서 입력되는 부가자료를 10량째의 동일한 자료로 만들어 송출할 때 사용하는 비트이다. 즉 전원전압의 저하자료와 각 자료부에서 입력되는 부가자료를 모두 논리합(OR)하여 송출하게 된다. 또한 1량째의 전원전압 저하자료를 2량째에 대응하는 자료부에서 입력한 자료(F3)를 부가자료로서 송출한다. 이때 정상시는 '0', 이상시는 '1'을 송출하게 된다.

플래그(Flag, 362) 후단 16비트의 관측치(363)는 아래의 [표 4]와 같이 각각 4비트씩 나뉘어 10진법 2진수로 관측자료를 나타내므로 0∼9999까지의 값을 송출할수 있게 된다.

4비트	4비트	4비트	4비트
×10⁰자리	×10¹자리	×10²자리	×10³자리
1,2,4,8	1,2,4,8	1,2,4,8	1,2,4,8

그리고 16비트의 감시치(366)는 아래의 [표 5]와 같이 구성된다.

구분비트	감 시 자 료
번호	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
대응비트	예 비	전원단	전원전압저하	전원이상

다음은 수문을 제어하기 위한 중계 제어부호의 구성에 대하여 설명한다. 즉 중앙통제장치(110)에서 중계제어부호를 송출하면 이에 대하여 각 구성장치들은 중계 응답부호를 다시 중앙통제장치(110)로 회송하게 된다.

먼저 중계제어부호에 있어서 제어부(350)는 [표 1a]의 'IOOP'가 된다. 그리고 이러한 중계제어부호의 자료부(360)는 아래 [표 6a]과 같이 구성된다.

WORD ADDRESS(8BIT)

FLAG(8BIT)

제어부호

₃C₂

₅C₂

₃C₂

2⁰

2¹

2²

2³

2⁴

2⁵

2⁶

2⁷

S

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

3BIT

5BIT

3BIT

중계제어부호에서는 처음의 번지워드(WORD ADDRESS)는 '0'이고, 다음의 플래그(FLAG)는 사용하지 않는다. 마지막의 제어부호는 네가지의 조합으로 구성되며 이러한 구성내용은 아래의 [표 6b]에 나타내었다.

구 분	₃C₂	₅C₂	₅C₂	₃C₂
구 분	0	1	2	0	1	2	4	7	0	1	2	4	7	0	1	2
중계 기동	1	1	0	0	0	0	1	1	0	0	0	1	1	1	0	1
중계 정지	1	0	1	0	0	0	1	1	0	0	0	1	1	1	0	1
송신기 1→2	1	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	0	1
송신기 2→1	1	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	0	1

다음으로 중계응답부호는 제어부(350)가 'IOOF'이며, 자료부(360)는 아래의 [표7a]과 같은 구성을 갖는다.

WORD ADDRESS(8BIT)

FLAG(8BIT)

감시자료

2⁰

2¹

2²

2³

2⁴

2⁵

2⁶

2⁷

S

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

BIT∼BIT16

이 때 번지워드(WORD ADDRESS) 1량째는 그 값이 '0'이고, 2량째는 그 값이 '1'이다. 그리고 두 번째의 플래그(FLAG)는 아래의 [표7b]와 같다.

	S	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7	비고
1량째	0	0	0	0	0	0	0	0
2량째	0	1	0	0	0	0	0	0	(무효자료)

그리고 마지막단의 감시자료는 아래의 [표7c]과 같다.

구분	감 시 자 료
구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
항목	( 미 사 용 )	전원이상	수신기2호고장	수신기1호고장	송신기2호고장	송신기1호고장	사용송신기2호	사용송신기1호	중계기동중

다음은 본 고안에서의 신호송출시간 간격을 설명하기 위한 도면으로, 도 7a는 호출제어시의 호출시간 간격을 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는 호출신호 및 응답신호의 전송시간간격을 나타낸 도면이다.

먼저 S2신호는 일괄호출시의 호출신호를 나타낸 것으로 각 구간의 펄스에 대한 것은 아래의 [표 8]와 같다.

구 분	소요시간(1200 BPS)
T1	폐쇄신호 송출시간	482±25㎳
T2	관측소 호출신호 송출시간	450±25㎳
T3	관측소 호출신호 송출간격 시간	1000±25㎳

T즉 3회의 폐쇄신호를 송출한 후에, 약 1초(1000ms) 정도의 일정 시간 간격(T3)을 3가지고 관측소(관측지점)를 송출(T2)하게 된다.

호출신호(S2)에 따라 수행하게 되는 송출은 송신출력(S1)에 따르게 된다. 이러한 호출신호(S2)에 따라 실제 출력하게 되는 호출신호의 송출은 약 75ms의 상승구간(T4)과 약 50ms정도의 하강구간(T5)을 갖게 되며, 응답신호의 송출역시 상승구간(T4)와 하강구간(T5)이 존재하는 형태의 신호가 된다.

그리고 도 7b에 도시한 바와 같이, 송출신호[S(out)]에 대한 응답신호[R(in)]와의 간격(T)은 약 50ms±10ms 정도가 된다. 여기서 송출신호[S(out)]는 연속적인 일괄호출 또는 개별호출에 대한 신호이며, 응답신호[R(in)] 역시 송출에 대한 각각의 응답이 된다.

또한 본 실시예에 있어서 각각의 신호가 갖는 신호데이타 구간은 아래의 [표 9]와 같다.

항 목	소요시간 (속도 : 1200 BPS)
관측소 호출부호 및 이상치 기동 부호	75㎳
관측소(관측지점) 응답 부호	140㎳(2량형), 395㎳(10량형)
중계(수문)제어 부호 및 폐쇄 / 폐쇄해제 부호	107㎳
중계 응답 부호	140㎳

수원지(210)의 수문을 닫거나 해당 몽리지(230)의 유입 배출 방수문을 제어하도록 지시하게 된다.

본 실시예의 관리시스템이 이러한 신호형식을 갖춤으로 인해 그 처리의 효율화를 기하고 있으며, 따라서 다른 여느 시스템에서 볼 수 없는 빠르고 정확한 처리가 수행된다. 이러한 본 관리시스템은 일반적인 기상상황보다는 위급한 상황에서 더욱 큰 빛을 발휘하게 된다. 즉 홍수가 발생하게 되면 수원지로 유입되는 물이 초를 다투는 비상상황으로 급변하게 되고 몽리지(230)에서의 용수관리 또한 비상상태에 놓이게 된다. 이러한 상황에서 대처가 늦어지게 되면 애써 가꾸어 온 농사가 망치게 된다. 본 관리시스템은 이러한 비상상황에서 빠르게 대처하기 때문에 급변하는 기상변화상황에 정확히 대처할 수 있게 된다.

본 고안은 전술한 바와 같이, 농업용수를 공급하는 수원지의 물관리와 몽리지 및 용수로의 농업용수 공급을 체계적이고 자동적으로 제어관리함으로써 기상상황의 급변시 빠르고 정확하게 대처하게 되며, 유무선을 통한 관리 신호체계의 구축 및 자체 체계에 의한 신호처리를 수행함으로써 용수 공급의 효율성을 증대시키고 있다. 따라서 본 농업용수 관리시스템은 물관리의 안정화에 기여함으로써 농업생산성을 증대하는 데 일조할 것으로 예상된다.

Claims

농업 용수를 관리하기 위한 시스템에 있어서,

논에 공급되는 용수를 총괄적으로 관리하기 위해 각 구성장치들로부터 전달되는 측정데이타를 전달받아 각 구성장치들의 동작을 제어하기 위한 신호를 연산하여 송신하는 중앙통제장치;

상기 중앙통제장치의 제어를 받아 용수를 공급해야 할 논들에 설치되는 장치들을 그룹별로 제어하도록 연결하며, 수원지에서 공급해야 할 용수를 제어하는 수원지제어장치;

상기 논에 용수를 공급하기 위한 용수로의 각 분기점에 설치되어 용수로의 상태를 감시하여 상기 수원지제어장치로 전달하여 용수로에 공급되어야 할 용수의 상태를 관측하기 위한 자료를 제공하는 복수의 분기점관측장치;

상기 수원지제어장치의 제어를 받아 상기 논에 공급되는 용수의 출입을 조절하기 위해 방수문의 작동을 제어하고 용수의 공급상태를 파악하는 방수문제어장치;

상기 용수 공급을 제어하기 위한 자료로 이용하기 위해 상기 수원지와 용수로 및 전답의 소정 위치에 설치되어 수위를 측정하여 상기 수원지제어장치로 전송하는 복수의 수위측정장치; 및

용수공급을 제어하기 위한 자료로 이용하기 위해 상기 수원지와 용수로 및 전답의 소정 위치에 설치되어 강수의 양을 측정하여 상기 수원지제어장치로 전송하는 복수의 강수량측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업용수 관리시스템.
제1항에 있어서,

인공위성 및 이동무선 통신에 의한 통신체계에 의해 신호 및 데이터를 처리하는 것을 특징으로 하는, 농업용수 관리시스템.
제1항에 있어서,

유선통신망에 의한 통신체계에 의해 신호 및 데이터를 처리하는 것을 특징으로 하는, 농업용수 관리시스템.
제1항에 있어서,

전송설비를 포함한 각 장치들의 동기확립(Positive Edge)를 위한 시간을 확보하기 위한 헤드스페이스(Head Space);

상기 헤드스페이스(Head Space) 후단에 위치하여 복조기의 비트에 대한 동기를 일치시키기 위한 동기비트;

상기 동기비트 후단의 전송하고자 하는 프레임신호의 개시나 종료를 나타내기 위한 플래그시켄스(Flag Sequence);

상기 플래그시켄스(Flag Sequence) 후단에 위치하여 상기 관리시스템에서 전달되는 신호가 실제 전달되어야 하는 장치나 장소를 나타내며 상기 각 구성장치들에 대한 데이터를 포함하고 있는 번지(Address);

상기 번지(Address) 후단에 위치하여 상기 각 구성장치들의 제어시 호출 및 응답부호의 기능을 표시하는 제어부;

상기 제어부 후단에 위치하여 제어부호 및 관측응답 시의 데이터를 표시하기 위한 자료부; 및

상기 자료부 후단에 위치하여 신호의 사이클을 체크하기 위한 프레임체크시켄스(Frame Check Sequence); 및

상기 프레임체크시켄스(Frame Check Sequence) 후단에 위치하며 추가적인 한단의 플래그시켄스(Flag Sequence)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업용수 관리시스템.