KR200377746Y1 - 강수 측정 시스템 - Google Patents

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KR200377746Y1 KR20-2004-0035960U KR20040035960U KR200377746Y1 KR 200377746 Y1 KR200377746 Y1 KR 200377746Y1 KR 20040035960 U KR20040035960 U KR 20040035960U KR 200377746 Y1 KR200377746 Y1 KR 200377746Y1
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나영하
박관식
고범승
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Abstract

예기치 못한 상황에서도 연속적으로 강수량의 측정이 가능한 강우 측정 시스템이 개시된다. 강우 측정 시스템은 강수량계 및 데이터 처리장치를 포함한다. 강수량계는 강수를 측정하여 강수의 일정량에 대응하는 카운팅 신호를 출력하고, 카운팅 신호로 강수량을 연산한 제1 강수량 데이터로 변환하며, 제1 강수량 데이터를 저장 및 외부 제어 신호에 응답하여 제1 강수량 데이터를 출력한다. 데이터 처리장치는 강수량계로부터 이격되고, 출력된 카운팅 신호를 입력받아 강수량을 연산한 제2 강수량 데이터로 변환하며, 제2 강수량 데이터를 저장 및 출력한다. 강수량계와 데이터 처리장치가 상호간의 데이터를 전송하지 못하는 악천후의 경우에도 안정적인 강수량의 측정이 가능하다.

Description

강수 측정 시스템{SYSTEM FOR MEASUREMENT OF RAINFALL}
본 고안은 강수 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강수량의 원격 측정 시 악천후 및 정전 시에도 연속적으로 강수량의 측정이 용이한 강수 측정 시스템에 관한 것이다.
기상(氣象) 상태는 생활의 모든 면에서 밀접한 관계를 가지고 있다. 이러한 기상 상태 중 특히 강우 또는 강설(이하 강수)은 인간 생활에 많은 재해를 야기하기도 한다. 이러한 강수의 총량 및 시간에 따른 강수량의 변화 등을 측정하여 상기한 재해를 방지하기 위해 다양한 형태의 강수 측정 시스템이 사용되고 있다.
이러한 강수 측정 시스템은 강수가 발생하는 시점에서 일일이 강수량을 직접 측정하는 강수량계가 설치되어 있는 위치로 이동하여 강수량을 측정하는 방법이 사용되나 이는 그 사용상 매우 불편한 문제가 있다. 이를 위해 강수량계로부터 측정된 강수량 데이터를 원격으로 전송 받는 원격 강수 측정 시스템의 개발 및 사용이 보편화되고 있는 추세이다.
상기 원격 강수 측정 시스템의 경우, 기상 상태의 악화와 같은 경우에는 강수량계와 상기 강수량계로부터 이격되어 데이터를 저장하는 데이터 로거(data logger) 또는 실시간 데이터 저장장치(Real Time Unit; 이하 RTU)등의 데이터 수집 장치를 연결하는 전송 라인의 단선되는 문제점으로 인하여 각각이 서로 동작하고 있음에도 불구하고, 강수량이 자동으로 측정되지 아니하는 문제점이 있다.
또한, 정전등의 상황에서는 강수량계 내부로 전원이 공급되지 않는 문제점으로 인하여 강수가 발생하고 있음에도 강수량이 측정되지 못하는 문제점 또한 도출되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 악천후 및 정전시에도 강수량의 측정이 연속적으로 수행 가능한 강수량계를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 강수 측정 시스템은 강수량계 및 데이터 처리장치를 포함한다. 상기 강수량계는 강수를 측정하여 강수의 일정량에 대응하는 카운팅 신호를 출력하고, 상기 카운팅 신호로 강수량을 연산한 제1 강수량 데이터로 변환하여 내부 저장부에 저장하며, 상기 제1 강수량 데이터를 저장 및 외부 제어 신호에 응답하여 출력한다. 상기 데이터 처리장치는 상기 강수량계로부터 이격되고, 상기 출력된 카운팅 신호를 입력받아 강수량을 연산한 제2 강수량 데이터로 변환하며, 상기 제2 강수량 데이터를 저장 및 출력한다.
또한, 상기 강수량계는 강수 측정부, 센서부, 데이터 처리부, 전원부를 구비한다. 상기 강수 측정부는 강수의 일정량에 의해 소정의 움직임이 발생된다. 상기 센서부는 상기 움직임을 카운팅하고, 상기 카운팅에 대응하는 카운팅 신호를 생성한다. 상기 데이터 처리부는 상기 카운팅 신호에 응답하여 상기 제1 강수량 데이터로 변환하고, 상기 제1 강수량 데이터를 저장하며, 외부 제어 신호에 응답하여 상기 저장된 제1 강수량 데이터를 출력한다. 상기 전원부는 상기 센서부와 상기 데이터 처리부를 구동하는 제1 전원전압 또는 제2 전원전압을 선택적으로 제공한다.
이러한 본 고안에 의한 강수 측정 시스템에 따르면, 악천후로 인하여 상호간에 이격되어 형성되는 강수량계와 데이터 처리장치가 상호간의 데이터를 전송하지 못하는 경우에도 강수량의 측정이 가능하다. 또한, 정전등의 비상 상황에서도 충전된 전원을 공급함으로서, 연속적인 강수량의 측정이 가능하다.
이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 강수 측정 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 고안의 일 실시예에 의한 강수 측정 시스템(100)은 강수량계(110) 및 데이터 처리장치(160)를 포함한다. 또한, 본 고안에 의한 강수 측정 시스템(100)은 원격에서 제어 신호를 인가하고, 데이터 인터페이싱을 통하여 원격에서 강수량을 측정하기 위해 디스플레이 가능한 외부 단말기(170)를 더 포함한 구조로 형성할 수도 있다.
강수량계(110)는 강수 측정부(120), 센서부(130), 데이터 처리부(140) 및 전원부(150)를 포함한다.
강수 측정부(120)는 강수의 일정량에 의해 소정의 움직임이 발생하는 기계적인 부분들로 형성된다. 또한, 강수 측정부(120)의 구조는 강수량을 측정하여 이를 센서부(130)로 제공할 수 있는 구조로 형성되면 족하다. 일예로, 강수 측정부(120)는 강수를 강수량계(110)의 내부로 유입시키기 위한 수수기, 상기 수수기로 유입된 강수를 모아 하부로 전송하는 깔대기 및 상기 깔대기를 경유하여 집수된 강수량에 의해 소정의 범위에서 움직임을 갖고, 상기 움직임으로 인하여 센서부(130)를 카운트하는 버킷(bucket)을 포함한 구조로 형성할 수 있다.
센서부(130)는 강수 측정부(120)에서 강수의 일정량에 의해 형성된 움직임을 카운팅하고, 상기 카운팅에 응답하여 카운팅 신호를 생성한다. 일예로, 일정 강수량이 강수량계(110) 내부로 유입된 경우 일정 강수량에 대응하여 움직임을 갖는 버킷등에 의해 강수 측정부의 움직임이 카운팅된다. 카운트된 버킷 등의 움직임 수는 강수량을 연산하기 위하여 센서부(130)에서 카운팅 신호(CS)로 변환 및 출력된다. 카운팅 신호(CS)는 두 개의 경로를 통하여 각각 출력된다. 제1 경로는 센서부(130)의 출력과 데이터 처리부(140)의 입력이 연결된 경로이고, 제2 경로는 센서부(130)의 출력과 외부에 설치되는 데이터 처리장치(160)의 입력이 연결된 경로이다.
데이터 처리부(140)는 상기 제1 경로를 통해 카운팅 신호(CS)를 제공받아 강수량을 연산하여 제1 강수량 데이터(RD1)로 변환한다. 또한, 제1 강수량 데이터(RD1)를 소정 시간 단위로 저장하고, 외부 제어신호에 응답하여 제1 강수량 데이터(RD1)를 외부 단말기로 출력한다. 데이터 처리부(140)에 관한 상세한 사항은 도 2를 통하여 상술하기로 한다.
전원부(150)는 센서부(130) 및 데이터 처리부(140)를 구동하는 전원전압(Vo)을 제공한다. 또한, 전원부(150)는 정전 등의 상황에서 외부로부터 강수량계(110)가 전원전압(Vo)를 제공받지 못하는 경우를 대비하여 일정 시간동안 전원을 충전하여 제공할 수 있는 충전지(미도시)를 더 포함한 구조로 형성한다. 전원부(150)에 관한 상세한 사항은 도 2를 통하여 상술하기로 한다.
데이터 처리장치(160)는 강수량계(110)로부터 소정 거리만큼 이격되어 형성된다. 이는 강수량의 측정 결과를 확인하기 위해 강수량계가 설치된 위치로 측정자가 직접 이동하는 불편을 방지하기 위함이다. 데이터 처리장치(160)는 센서부(130)에서 출력된 카운팅 신호(CS)를 제공받아 강수량을 연산하여 제2 강수량 데이터(RD2)로 변환한다. 제2 강수량 데이터(RD2)는 소정 시간동안 기억 장치에 저장된다. 또한, 데이터 처리장치(150)는 제2 강수량 데이터(RD2)를 측정자가 시각적으로 인지하기 위한 표시부(미도시)를 더 포함한 구조로 형성될 수 있다. 일예로, 데이터 처리부(160)는 데이터 로거(data logger) 또는 RTU(Real Time Unit)로 형성할 수 있다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 강수량계의 세부 블록도이다.
도1 과 도 2를 참고하면, 본 고안의 일 실시예에 의한 강수량계(110)는 강수 측정부(120), 센서부(130), 데이터 처리부(140) 및 전원부(150)를 포함한다.
강수 측정부(120)와 센서부(130)는 도 1을 통하여 상술한 바 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
데이터 처리부(140)는 신호 처리부(141), 메인 제어부(142), 실시간 제어부(143), 저장부(144) 및 통신부(145)를 포함한다.
신호 처리부(141)는 강수 측정부(120)에서 발생하는 강수의 일정량에 대응하는 움직임이 센서부(130)에서 카운팅되어 형성된 카운팅 신호(CS)를 데이터 처리부(140)에서 사용 가능한 내부 신호(IS)로 변환한다. 여기서, 내부 신호(IS)란 센서부(130)에서 전송된 신호를 증폭 또는 잡음 제거 등을 수행하여 카운팅 신호(CS)의 정확한 값이 메인 제어부(142)로 전송되도록 변환된 신호를 의미한다.
메인 제어부(142)는 내부 신호(IS)를 이용하여 강수량의 연산을 수행하고, 강수량이 연산된 제1 강수량 데이터(RD1)를 형성한다. 제1 강수량 데이터(RD1)는 저장부(144)로 제공되어 저장된다. 또한, 메인 제어부(142)는 저장부(144)에 저장된 제1 강수량 데이터(RD1)를 도 1에 도시된 바와 같이 외부 단말기(170)로부터 데이터 출력 신호(DOS)를 제공받은 경우 제1 강수량 데이터(RD1)를 저장부(144)에서 읽어 들여, 이를 전송한다.
또한, 메인 제어부(142)는 외부 단말기(170)로부터 데이터 출력 신호(DOS)에 대응하여 정확한 데이터 출력 신호(DOS)가 인가된 경우에는 제1 응답신호(ACK)를 외부 단말기(170)으로 전송한다. 이 후, 데이터 출력 신호(DOS)의 인가 이전의 시간동안 저장부(144)에 저장된 데이터를 리셋(reset)한다.
이와 반대의 경우 즉, 외부 단말기(170)로부터 정확한 데이터 출력 신호(DOS)가 인가되지 아니한 경우에는 제2 응답신호(NAK)를 외부 단말기(170)로 출력함으로써, 정확한 데이터 출력 신호(DOS)를 제공받는다. 이는 부정확하게 전달된 외부 단말기(170)의 신호에 의해 저장된 데이터가 손실되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 메인 제어부(142)는 예기치 못한 상황으로 인하여 실시간 제어부(143)으로부터 제공된 시간 정보(RTS)가 소실되는 것을 방지하기 위해 저장부(144)의 소정 영역에 시간 정보(RTS)가 저장되도록 제어한다.
실시간 제어부(143)는 시간 정보(RTS)를 생성하여 메인 제어부(142)로 제공한다. 24시간을 기본 단위로 메인 제어부(142)에 시간 정보(RTS)를 제공하며 매분마다 인터럽트(interrupt)를 이용하여 메인 제어부(142)가 강수량의 연산을 수행하도록 제어한다. 또한, 메인 제어부(142)로 제공된 시간 정보(RTS)는 각각의 시간 정보(RTS)에 대응되는 제1 강수량 데이터(RD1)와 함께 저장부(144)에 저장된다.
저장부(144)는 메인 제어부(142)에 의해 제1 강수량 데이터(RD1) 및 시간 정보(RTS)를 매분 단위로 소정 기간동안 저장한다. 또한, 메인 제어부(142)의 제어를 통해 제1 강수량 데이터(RD1) 및 시간 정보(RTS)를 독출하여 메인 제어부(142)로 제공하고, 독출된 제1 강수량 데이터(RD1) 및 시간 정보(RTS)는 통신부(145)를 경유하여 외부 단말기(170)로 전송된다.
통신부(145)는 외부 단말기(170)로부터 데이터 출력 신호(DOS)를 메인 제어부(142)로 전송하고, 이에 의해 저장부(144)에 저장된 제1 강수량 데이터(RD1) 및 그 시간 정보(RTS)를 외부 단말기(170)로 전송한다. 일예로, 통신부(145)는 RS232 또는 RS422통신 케이블을 사용하여 시리얼 통신을 이용한다.
전원부(150)는 전압 공급부(151) 및 충전부(152)를 포함한다.
전압 공급부(151)는 외부 전원(Vin)으로부터 소정 레벨의 내부전압(Vs)을 형성하여 충전부(152)로 제공한다.
충전부(152)는 충전회로(152a) 및 충전지(152b)를 포함한다. 충전회로(152a)는 내부전압(Vs)을 안정화시켜 충전지(152b)로 제공한다. 이에 의해 충전지는 소정 레벨의 충전 전압(Vo)이 충전되고, 이를 센서부(130) 및 데이터 처리부(140)로 제공한다. 충전지(152b)에 충전된 전압은 폭우 또는 그에 의한 정전 등으로 외부 전원(Vin)이 차단된 상태가 장기간 보수되지 못할 경우를 대비하여 수 일동안 안정적으로 충전 전압(Vo)이 제공되도록 그 충전 용량을 설정한다.
상기와 같은 본 고안에 의한 강수 측정 시스템에 따르면, 악천후로 인하여 상호간에 이격되어 형성되는 강수량계와 데이터 처리장치가 상호간의 데이터를 전송하지 못하는 경우에도 강수량의 측정이 가능하다.
또한, 정전등의 비상 상황에서도 충전된 전원을 공급함으로서, 연속적인 강수량의 측정이 가능하다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 강수 측정 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 강수량계의 세부 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 강수량계 120 : 강수 측정부
130 : 센서부 140 : 데이터 처리부
150 : 전원부 160 : 데이터 처리장치
170 : 외부 단말기

Claims (8)

  1. 강수를 측정하여 강수의 일정량에 대응하는 카운팅 신호를 출력하고, 상기 출력된 카운팅 신호로 강수량을 연산한 제1 강수량 데이터로 변환하여 내부 저장부에 저장하고, 외부 제어 신호에 응답하여 상기 내부 저장부에 저장된 제1 강수량 데이터를 출력하는 강수량계; 및
    상기 강수량계로부터 이격되고, 상기 출력된 카운팅 신호를 입력받아 강수량을 연산한 제2 강수량 데이터로 변환하며, 상기 제2 강수량 데이터를 저장 및 출력하는 데이터 처리장치를 구비한 것을 특징으로 하는 강수 측정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 강수량계는
    강수의 일정량에 의해 소정의 움직임을 발생하는 강수 측정부;
    상기 움직임을 카운트하고, 상기 카운트에 응답하여 카운팅 신호를 생성하는 센서부;
    상기 카운팅 신호에 응답하여 상기 제1 강수량 데이터로 변환하고, 상기 제1 강수량 데이터를 저장하며, 외부 제어 신호에 응답하여 상기 저장된 제1 강수량 데이터를 출력하는 데이터 처리부; 및
    상기 센서부와 상기 데이터 처리부를 구동하는 전원전압을 제공하는 전원부를 구비한 것을 특징으로 하는 강수 측정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 데이터 처리부는
    상기 카운팅 신호를 내부 신호로 변환하는 신호처리부;
    상기 내부 신호를 상기 제1 강수량 데이터로 변환하고, 상기 제1 강수량 데이터를 소정의 시간 정보에 의해 저장하는 제1 제어 신호를 생성하며, 상기 외부 제어 신호에 응답하여 상기 제1 강수량 데이터를 출력하는 제2 제어 신호를 생성하는 메인 제어부;
    상기 제1 강수량 데이터를 일정 시간 주기로 구분하는 상기 시간 정보를 제공하는 실시간 제어부;
    상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 강수량 데이터를 저장하고, 상기 제2 제어 신호에 응답하여 제1 강수량 데이터를 출력하는 저장부; 및
    상기 외부 제어 신호 또는 상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제1 강수량 데이터를 출력하는 통신부를 구비한 것을 특징으로 하는 강수 측정 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 저장부는 플래쉬 메모리로 형성된 것을 특징으로 하는 강수 측정 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 전원부는
    외부 전원으로부터 소정 레벨의 내부전압을 형성하여 전압 공급부; 및
    상기 내부전압을 안정화시켜 소정 레벨을 충전 전압을 형성하는 충전부를 구비한 것을 특징으로 하는 강수 측정 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 충전부는
    상기 내부전압을 안정화시켜 소정 레벨로 충전 회로; 및
    상기 충전 회로의 출력 전압을 저장하고, 전원전압으로 제공하는 충전지를 구비한 것을 특징으로 하는 강수 측정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 데이터 처리장치는 데이터 로거 또는 실시간 데이터 수집기(RTU)로 형성한 것을 특징으로 하는 강수 측정 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 강수 측정 시스템은
    상기 외부 제어 신호를 생성하여 상기 강수량계로 제공하고, 상기 제1 강수량 데이터를 출력하는 외부 표시장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 강수 측정 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011071249A2 (ko) * 2009-12-08 2011-06-16 제이엠씨엔지니어링 주식회사 강우량 측정 장치 및 이를 포함하는 강우량 예측 시스템

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WO2011071249A2 (ko) * 2009-12-08 2011-06-16 제이엠씨엔지니어링 주식회사 강우량 측정 장치 및 이를 포함하는 강우량 예측 시스템
WO2011071249A3 (ko) * 2009-12-08 2011-11-03 제이엠씨엔지니어링 주식회사 강우량 측정 장치 및 이를 포함하는 강우량 예측 시스템

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