KR20070050580A

KR20070050580A - 부표형 양식장 수질 관리 시스템

Info

Publication number: KR20070050580A
Application number: KR1020050107962A
Authority: KR
Inventors: 서갑열
Original assignee: 서갑열
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-16
Also published as: KR100799323B1

Abstract

본 발명은 부표형 양식장 수질 관리 시스템에 관한 것으로서, 부유체에 결합된 본체에 수질검출모듈, 조명모듈, 무선통신모듈 및 전원 생성부가 탑재되어 검출된 수질정보를 무선으로 송출하는 부표형 수질검출 통신장치와, 부표형 수질검출 통신장치들과 근거리 통신하는 기지국과, 기지국을 통해 원거리 무선통신하는 사용자 단말기를 구비하고, 전원생성부는 태양전지와, 태양전지로부터 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 태양전지로부터 출력되는 전류를 충전할 수 있도록 접속된 적어도 하나의 전기화학 커패시터를 갖는 제1충전부와, 제1충전부로터 전력을 공급받아 충전할 수 있게 접속된 제2충전부와, 제1충전부에 충전된 전력을 제2충전부로 선택적으로 공급할 수 있도록 설치된 제1스위칭부와, 제2충전부와 제1충전부 중 어느 하나를 부표형 수질검출 통신장치의 전력구동요소로 이어지는 메인 전력공급경로와 선택적으로 접속시킬 수 있도록 설치된 제2스위칭부와, 전류검출부에서 출력되는 신호를 이용하여 주간모드와 야간모드중 어느 모드인지를 결정하고, 결정된 모드에 따라 제1스위칭부를 제어하는 전원 제어부를 구비한다. 이러한 부표형 양식장 관리 시스템에 의하면, 양식장 시설물에 대해서도 야간에 식별이 가능하게 함과 아울러, 원격지에서 해양의 수질정보를 입수할 수 있어 수질오염에 대한 대처가 용이한 장점을 제공한다.

Description

부표형 양식장 수질 관리 시스템{water quality management system of coastal farm}

도 1은 본 발명에 따른 부표형 양식장 수질 관리 시스템을 개략적으로 나타내 보인 도면이고,

도 2는 도 1의 부표형 수질검출 통신장치와, 기지국의 구성요소를 나타내 보인 블록도이고,

도 3은 도 1의 부표형 수질검출 통신장치의 본체와 부유체를 분리하여 나타내 보인 분리 사시도이고,

도 4는 도 3의 부표형 수질검출 통신장치의 측면도이고,

도 5는 도 3의 태양전지의 장착구조를 발췌하여 나타내 보인 개략적인 단면도이고,

도 6은 도 2의 전원생성부의 회로도이고,

도 7은 도 6의 전원제어부의 제어계통 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110: 부표형 수질검출 통신장치 120: 전원생성부

130: 수질검출모듈 140: 조명모듈

150: 무선통신모듈 160: 메인제어부

170: 기지국 180: 사용자 단말기

본 발명은 부표형 양식장 수질 관리 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 양식장의 수질을 원격지의 사용자가 확인할 수 있으면서 야간에도 양식장을 식별할 수 있도록 구축된 부표형 양식장 수질 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 양식어장 주변의 해상에 이상 해수 예를 들면 기준치 이상의 적조농도, 냉수대의 유입, 고수온 상태, 탁도 상승, 유류 유출, 저염분 상태, 용존산소 저하, 산도(PH)의 비정상적인 상태 등이 발생하여 양식장에 유입되는 경우 양식생물들이 떼죽음 당하게 되는 피해가 발생한다.

이러한 해수의 이상 여부를 감시할 수 있도록 국내 공개 특허 제2004-0086980호, 국내 공개 특허 제1998-0087900호, 국내 공개특허 제2005-0069380호에 무선통신을 이용하여 해양의 수질정보를 송출할 수 있는 기술이 개시되어 있다. 그런데 상기한 종래의 기술들은 해양에 설치되는 구조물들이 야간에도 식별할 수 있도록 되어 있지 않아 야간에 운항 되는 선박에 의해 파손될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 태양전지를 이용하는 경우 주간 동안 태양전지를 통해 생성된 전기에너지를 각 요소를 구동하는데 소요하게 되는데, 일반적으로 태양전지의 소자 한개 당 출력은 약 0.4볼트에서 0.5볼트이고, 전류는 1평방 cm 당 약 25mA 정도이다. 따 라서, 태양전지에 비해 출력전압이 비교적 높은 3.6볼트 정도의 리듐이온 이차전지에 수백 mA의 전류를 보내어 충전하기 위해서는 많은 수의 태양전지를 직렬로 접속해서 리듐이온 이차전지의 충전전압을 확보함과 동시에 많은 셀을 병렬로 접속해서 충분한 충전전류도 아울러 확보해야만 하기 때문에 태양전지가 대형화되어야 하고, 이에 따른 설치 및 장착의 곤란성이 있다.

또한, 리듐이온 이차전지와 같은 배터리는 앞서 설명된 바와 같이 수백 mA의 대전류가 공급되어야 충전이 이루어지기 때문에 날씨가 흐리거나 조도가 낮은 일기상황에서는 태양전지로부터 출력되는 수mA 내지 수십 mA정도의 충전전류는 리듐이온 이차전지의 충전에 거의 기여하지 못함으로써 배터리로의 충전이 원할하게 이루어지 지지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 태양전지로부터 낮은 전류가 출력되어도 이를 축전하여 에너지원으로 이용할 수 있게 하여 충전효율을 높일 수 부표형 양식장 수질 관리 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 야간에도 발광에 의해 식별될 수 있게 작동되는 부표형 양식장 수질 관리 시스템을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부표형 양식장 수질 관리 시스템은 부유체와, 상기 부유체에 결합된 본체에 수질검출모듈, 조명모듈, 무선통신 모듈 및 전원 생성부가 탑재되어 상기 수질검출모듈에 의해 검출된 수질정보를 상기무선통신부를 통해 송출하는 부표형 수질검출 통신장치와; 상기 부표형 수질검출 통신장치들과 근거리 통신하는 기지국과; 상기 기지국을 통해 무선통신하여 상기 부표형 수질검출 통신장치에서 취득된 수질정보를 입수 받을 수 있는 사용자 단말기;를 구비하고, 상기 전원생성부는 태양전지와; 상기 태양전지로부터 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출부와; 상기 태양전지로부터 출력되는 전류를 충전할 수 있도록 접속된 적어도 하나의 전기화학 커패시터를 갖는 제1충전부와; 적어도 하나의 배터리가 상기 제1충전부로터 전력을 공급받아 충전할 수 있게 접속된 제2충전부와; 상기 제1충전부에 충전된 전력을 상기 제2충전부로 선택적으로 공급할 수 있도록 설치된 제1스위칭부와; 상기 제2충전부와 상기 제1충전부 중 어느 하나를 상기 부표형 수질검출 통신장치의 전력구동요소로 이어지는 메인 전력공급경로와 선택적으로 접속시킬 수 있도록 설치된 제2스위칭부와; 상기 전류검출부에서 출력되는 신호를 이용하여 주간모드와 야간모드중 어느 모드인지를 결정하고, 상기 주간모드시에는 상기 제1충전부로부터 상기 제2충전부로의 충전경로가 형성되도록 상기 제1스위칭부를 제어하고, 상기 야간모드시에는 상기 제1충전부와 상기 제2충전부 중 어느 하나로부터 상기 메인 전력공급경로로의 전력공급이 이루어 질 수 있도록 상기 제2스위칭부를 제어하는 전원 제어부;를 구비한다.

바람직하게는 상기 전류검출부의 출력신호가 설정된 비교기준전류 보다 크면 상기 주간모드로 판단하고, 상기 주간모드시에는 상기 제1충전부의 충전전압이 설정된 제1비교기준 충전전압 보다 큰 지를 판단하여 상기 제1충전부로부터 상기 제2 충전부로의 충전경로가 온/오프 되도록 상기 제1스위칭부를 제어하고, 상기 전류검출부의 출력신호가 상기 비교기준전류 이하 이면 상기 야간모드로 판단하고, 상기 야간모드시에는 상기 제1충전부의 충전전압이 설정된 제2비교기준 충전전압 보다 크면 상기 제1충전부로부터 상기 메인 전력공급경로로 접속되게 상기 제2스위칭부를 제어하고, 상기 야간모드시 상기 제1충전부의 충전전압이 설정된 제2비교기준 충전전압 이하이면, 상기 제2충전부로부터 상기 메인 전력공급경로로 접속되게 상기 제2스위칭부를 제어한다.

또한, 상기 조명모듈은 상기 메인 전력공급경로와 접속되어 상기 야간모드시 공급된 전력을 설정된 주기로 온/오프 단속하는 펄스 구동부와; 상기 펄스구동부에서 출력되는 전력에 따라 온/오프 구동되는 적어도 하나의 발광다이오드;를 구비하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 상기 부유체는 부유력을 갖되 저부에 무게추가 장착되어 있으며, 중공이 형성되어 있고, 상기 본체는 상기 부유체와 착탈가능하게 결합되며 상기 부유체의 상기 중공을 통해 상기 수질검출모듈의 프로브가 상기 부유체 저부로 돌출되게 연장된다.

또한, 상기 무선통신모듈은 설정된 시간간격, 상기 수질검출모듈에서 측정된 신호가 설정된 범위를 벗어나는 경우 및 상기 기지국으로부터 계측 데이터 송출요청신호가 수신될 때 저장된 계측신호를 상기 기지국에 송출하도록 설정된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부표형 양식장 수질 관리 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 부표형 양식장 수질 관리 시스템을 개략적으로 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 부표형 수질검출 통신장치와, 기지국의 구성요소를 나타내 보인 블록도 이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 부표형 양식장 수질 관리 시스템(100)은 부표형 수질검출 통신장치(110)와, 기지국(170) 및 사용자 단말기(180)를 구비한다. 참조부호 102는 부표형 수질검출 통신장치(110) 사이에 연결된 부표이다.

부표형 수질검출 통신장치(110)는 부유체(112), 본체(116)에 탑재된 전원 생성부(120), 수질검출모듈(130), 조명모듈(140), 무선통신모듈(150) 및 메인 제어부(160)를 구비한다.

부유체(112)는 도 3에 확대 도시된 바와 같이 중공(112a)을 갖는 통형으로 형성된 것이 적용된다.

부유체(112) 중 무게추(114)를 제외한 몸체 부분(113)은 수면에 뜰 수 있는 높은 부력을 제공할 수 있는 소재 또는 구조물이면 가능하다. 부유체(112)의 몸체부분(113)은 일 예로서 1기압 이상의 공기가 밀폐되게 주입된 플라스틱 소재로 형성된 것이 적용될 수 있고, 또 다르게는 스티로폼과 같은 고부력 소재로 형성된 것이 적용될 수 있다.

또한 부유체(112)의 몸체부분(113) 저부에는 부유체(112)의 무게중심이 아래부분에 유지되도록 상대적으로 비중이 큰 무게추(114)가 장착되어 있다.

부유체(112)는 후술되는 본체(116)와 착탈될 수 있게 외주면에 제1고정용 부 재(115)가 형성되어 있다. 도시된 예에서는 볼트(118)로 본체(116)에 형성된 제2고정용 부재(119)와 상호 결합될 수 있게 나사선이 형성된 너트형 고정체가 예시되었으나 착탈방식은 도시된 예로 한정하지 않음은 물론이다.

부유체(112)의 중공(112a)은 본체(116)에 설치된 수질검출모듈(130)의 프로브(131)를 삽입시키기 위한 것이다. 이 경우 수질검출모듈(130)의 프로브(131)는 결합상태를 나타내 보인 도 4에 도시된 바와 같이 부유체(112)의 저부 외측으로 일정길이 돌출되게 형성하면 된다.

본체(116)에는 전원 생성부(120), 수질검출모듈(130), 조명모듈(140), 무선통신모듈(150) 및 메인 제어부(160)가 탑재되어 있다.

본체(116)의 측면에는 조명모듈(140)의 요소인 발광다이오드(143)에서 출사된 광의 투광효율을 높이기 위한 투광창(116a)이 형성되어 있다. 투광창(116a)은 투명소재, 반투명소재 또는 빛의 확산 효율을 높이기 위해 스크래치 또는 요철구조로 처리된 것 등 다양한 형태로 형성할 수 있음은 물론이다.

참조부호 151은 무선통신모듈(150)과 접속되어 본체(116) 상측으로 돌출되게 설치된 안테나이다.

전원생성부(120)는 본체(116) 내에 설치된 태양전지(121)를 이용하여 전력을 생성할 수 있도록 구축되어 있다.

태양전지(121)는 도 5에 도시된 바와 같이 집광효율을 높이기 위해 집광렌즈(117) 하부에 태양전지(121)를 설치한다. 집광렌즈(117)는 본체(116)의 상면의 일부를 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 도시된 예에서는 집광렌즈(117)에 태양 전지(121)가 면접촉한 형태로 예시되었지만 집광렌즈(117)의 촛점거리를 고려하여 상호 적절한 거리로 이격되게 설치될 수 있음은 물론이다.

참조부호 121a 및 121b는 태양전지(121)의 출력단자이다.

태양전지(121)의 적용개수는 제한하지 않는다.

이러한 태양전지(121)를 이용한 전원생성부의 바람직한 회로구성을 도 6을 참조하여 설명한다.

전원 생성부(120)는 태양전지(121), 전류검출부(122), 제1충전부(124), 제2충전부(126), 제1스위칭부(125), 제2스위칭부(127) 및 전원 제어부(128)를 구비한다.

제1충전부(124)는 전기화학 커패시터(Electrochemical capacitor)(124a)가 태양전지(121)의 출력단과 복수개 직렬로 연결된 것이 적용되었다. 전기화학 커패시터(124a)의 적용 개수는 적용하고자 하는 시스템에 맞게 적용하면 된다.

전기화학 커패시터(124a)는 슈퍼커패시터(supercapacitor) 또는 울트라커패시터(ultracapacitor)라고도 부르며, 전해 커패시터(electrolytic capacitor)에 비해 충전용량이 수십 내지 수백배 높으면서도 낮은 순시전류에 의해서도 충전이 가능한 커패시터로서 이중층 커패시터(double layer capacitor)와 레독스/피에도 커패시터(Redox/Pseudo capacitor)가 있다.

이러한 전기화학 커패시터(124a)는 순간적 전하의 저장 및 방출이 가능하고, 수명이 충/방전 사이클 수에 거의 무관한 통상의 커패시터의 기능을 갖으면서도 충전용량이 큰 장점을 갖고 있어 충전 효율 및 충전능력을 높일 수 있다.

따라서, 전기화학 커패시터(124a)는 내부저항이 낮아 날씨가 흐린 주간에도 태양전지(121)로부터 미세하게 공급되는 전류를 충전할 수 있다.

전류검출부(122)는 태양전지(121)의 충전상태를 검출하기 위해 적용된 것이다.

전류검출부(122)는 태양전지(121)로부터 전기화학 커패시터(124a)로의 충전전류를 검출하여 전원 제어부(128)에 출력한다.

전류검출부(122)의 전류검출방식는 태양전지로부터 제1충전부(124)로 이어지는 전류공급경로상에 전류검출용 저항을 설치하고, 전류검출용 저항의 양단의 전압강하를 검출하여 전류를 검출하는 방식, 태양전지(121)로부터 제1충전부(124)로 이어지는 경로상에 흐르는 전류를 간접적으로 검출할 수 있는 커런트 트랜스를 적용하는 방법 등 다양한 방법이 가능하다.

조명모듈(140)의 발광다이오드(143)의 구동여부를 결정하기 위한 주간모드 및 야간모드를 판단하기 위한 정보를 제공할 수 있도록 태양전지(121)의 충전상태를 검출하는 전류검출부(122) 대신에 외부조도를 검출하는 조도검출센서 또는 태양전지(121)의 출력전압을 검출하는 방식 등이 적용될 수 있음은 물론이다.

참조부호 123은 역전압 방지용 다이오드이다.

제2충전부(126)는 충전가능한 배터리가 적용되었다. 배터리는 리듐이온 전지가 적용될 수 있다.

제1스위칭부(125)는 전기화학 커패시터(124a)에 충전된 에너지를 제2충전부(126)인 배터리로 선택적으로 공급할 수 있도록 설치되어 있다.

제2스위칭부(127)는 제2충전부(126)와 제1충전부(124) 중 어느 하나의 전력을 메인 전력공급경로(129)로 선택적으로 출력할 수 있도록 설치되어 있다.

메인 전력공급경로(129)와 제2스위칭부(127) 사이에는 제2스위칭부(127)를 통해 공급된 전압을 설정된 전압범위로 조정하여 출력할 수 있는 정전압회로부(미도시)가 더 구비될 수 있음은 물론이다. 이 경우 정전압회로부는 각 전력구동요소 예를 들면 발광다이오드(143)의 구동전압이 5볼트일 경우 정전압 회로부는 5.15 볼트 내지 4.85 내의 출력전압을 출력할 수 있도록 구성된다.

이러한 정전압 회로부는 레귤레이터 또는 DC-DC 컨버터가 적용될 수 있다.

조명모듈(140)은 야간에 어장을 표시하기 위한 것으로 펄스 구동부(141) 및 발광다이오드(143)로 되어 있다.

펄스구동부(141)는 전원 제어부(128)의 구동시작신호가 인가되면 메인 전력공급경로(129)를 통해 출력되는 전압을 설정된 주파수의 구동펄스로 발광다이오드(143)에 인가한다.

펄스구동부(141)의 구동 펄스 주파수는 인간의 잔상효과를 고려하여 시각적으로 점멸상태를 구분하기 어려운 16Hz이상으로 적용하는 것이 바람직하다.

전원제어부(128)는 전류검출부(122)의 출력신호를 이용하여 주간모드인지 야간모드인지를 결정하고, 결정된 모드에 따라 제1충전부(124)의 충전전압신호를 이용하여 주간모드시에는 제1충전부(124)로부터 제2충전부(126)로의 충전이 적절한 충전조건이 되었을 때 이루어지도록 제1스위칭부(125)를 제어하고, 야간모드시에는 제1충전부(124)의 에너지를 제2충전부(126)보다 먼저 발광다이오드(143)의 구동용 으로 사용하도록 스위칭부(125)(127) 및 펄스구동부(141)를 제어한다.

즉, 전원 제어부(128)는 제2충전부(126)로 적용된 배터리의 수명에 대응되는 충/방전 횟수가 10³정도이기 때문에 야간모드시에는 먼저 제1충전부(124)의 에너지를 사용하고, 제1충전부(124)의 전압이 설정된 레벨 이하로 떨어지면 제2충전부(126)로부터 발광다이오드(143)로의 전력공급경로가 형성되도록 제2스위칭부(127)를 제어한다.

전원 제어부(128)는 야간모드시 발광다이오드(143)가 주기적으로 온/오프 되도록 펄스구동부(141)를 제어한다.

또한 전원 제어부(128)는 주간모드시, 제1충전부(124)의 충전전압이 배터리 충전에 적합된 전압 이상이면, 제1충전부(124)로부터 제2충전부(126)로의 충전경로가 형성되도록 제1스위칭부(125)를 제어한다.

이러한 전원 제어부(128)의 제어과정을 도 7을 참조하여 설명한다.

먼저, 태양전지(121)의 출력전류(Is)가 설정된 비교기준 전류(Iref) 보다 큰지를 판단한다(단계 210). 여기서 비교기준 전류(Iref)는 발광다이오드(143)의 발광이 필요한 정도의 조도에 대응되는 태양전지(121)의 출력전류로 결정하면 된다.

단계 210에서 태양전지(121)의 출력전류(Is)가 비교기준 전류(Iref) 보다 크다고 판단되면 주간모드로 판단한다. 여기서 주간모드란 외부 조도가 발광다이오드(143)의 발광이 필요없는 정도의 조도를 제공할 때를 말한다.

주간모드로 판단되면, 제1충전부(124)의 전압(Vs)이 설정된 제1비교 기준 충 전전압(Vref1) 보다 큰 지를 판단한다(단계 220). 여기서 제1비교기준 충전전압(Vref1)은 제2충전부(126)의 배터리로의 충전이 원할 하게 될 수 있게 수백밀리 암페어의 전류를 출력할 수 있는 조건으로 배터리의 전압 보다 높게 설정된 값이 적용된다.

단계 220에서 제1충전부(124)의 전압(Vs)이 제1비교 기준 충전전압(Vref1) 보다 크다고 판단되면 제1스위칭부(125)를 온시킨다(단계 230). 그러면, 제1충전부(124)로부터 제2충전부(126)로의 충전이 이루어지게 한다. 이러한 제1충전부(124)로부터 제2충전부(126)로의 충전이 시작되면 제1충전부(124)의 전위가 하강 된다.

한편, 단계 220에서 제1충전부(124)의 전압(Vs)이 제1비교 기준 충전전압(Vref1) 이하라고 판단 되면, 제1스위칭부(125)를 오프 시킨다(단계 240). 그러면 제1충전부(124)로부터 제2충전부(126)로의 충전이 중지한다. 따라서, 주간모드에서는 제2충전부(126)로의 적절한 충전 조건이 될 때마다 제1스위칭부(125)를 선택적으로 온시킴으로써 제2충전부(126)로의 충전효율을 향상시킨다.

단계 210에서 태양전지의 출력전류(Is)가 비교기준 전류(Iref) 이하 라고 판단되면 야간모드로 판단한다. 여기서 야간모드란 외부 조도가 발광다이오드(143)의 구동이 필요한 정도의 조도를 갖는 때를 말한다.

야간모드로 판단되면 제1충전전압(Vs)이 설정된 제2비교기준 충전전압(Vref2) 보다 큰 지를 판단한다(단계 250). 여기서 제2비교기준 충전전압(Vref2)은 발광다이오드(143)로의 전력공급이 가능한 최저 전압으로 설정되고 앞서 제1비교기준 충전전압(Vref1) 보다는 낮은 값이 적용될 수 있다.

단계 250에서 제1충전부(124)의 전압(Vs)이 제2비교 기준 충전전압(Vref2) 보다 크다고 판단되면 제1충전부(124)로부터 발광다이오드(143)로 이어지는 메인 전력공급경로(129)가 형성되도록 제2스위칭부(127)를 제어한다(단계 260). 이때 제1스위칭부(124)는 오프상태를 유지한다. 따라서, 발광다이오드(143)는 제1충전부(124)로부터 공급되어 메인전력공급경로(129)를 통해 펄스구동부(141)의 펄스구동 패턴에 따라 발광되게 구동된다.

단계 250에서 제1충전부(124)의 전압(Vs)이 제2비교 기준 충전전압(Vref2) 이하로 판단되면, 제1충전부(124)의 에너지를 소모하였다고 판단하고, 제2충전부(126)로부터 발광다이오드(143)로 이어지는 전력공급경로가 형성되도록 제2스위칭부(127)를 제어한다. 이때 제1스위칭부(124)는 오프상태를 유지한다. 따라서, 발광다이오드(143)는 제2충전부(126)로부터 공급된 전력에 의해 펄스구동부(141)의 펄스구동 패턴에 따라 발광되게 구동된다.

한편, 수질검출모듈(130)은 용존산소(DO), 온도, 산도(PH)를 측정할 수 있는 센서 또는 탁도센서, 염분측정센서 등 공지된 다양한 수질검사용 센서를 적용되면 된다.

수질검출모듈(130)의 각 센서의 프로브(131)는 부유체(112)의 중공(112a)을 관통하여 부유체(112) 저부보다 하방으로 연장되게 설치되면 된다.

무선통신모듈(150)은 본체(116) 상부에 설치된 안테나(151)를 통해 기지국(170)과 근거리 무선통신을 수행할 수 있도록 되어 있다. 무선통신모듈(150)과 기지국과의 통신은 근거리 라디오 주파수에 의한 통신이 이루어지도록 구축해도 된 다.

메인 제어부(160)는 각 요소를 제어하며, 수질검출모듈(130)의 각 센서를 통해 일정시간 간격으로 측정된 수질 데이터를 저장 및 설정된 데이터 송출시간에 무선통신모듈(150)을 통해 기지국(170)을 통해 송출한다.

또한, 메인 제어부(160)는 기지국(170)으로부터 계측 데이터 송출요구신호가 수신되면 저장된 계측 데이터를 송출하고, 계측값이 설정된 범위를 초과하는 경우 기지국(170)으로 해당 정보를 송출하도록 구축되는 것이 바람직하다.

이러한 부표형 수질검출 통신장치(110)는 계측 데이터 송신시 설정된 고유 식별정보를 함께 실어 전송한다.

기지국(170)은 각 부표형 수질검출 통신장치(110)를 통해 수집된 계측데이터를 저장하고, 설정된 시간간격으로 또느 계측데이터가 설정된 값을 벗어난 이상상황 발생시 사용자 단말기(180)에 해당 데이터를 송출하고, 사용자 단말기(180)로부터 계측데이터 송출 요청신호가 수신되면 해당 데이터를 사용자 단말기(180)에 송출한다.

기지국(170)은 해양에 설치되는 경우 부유체에 통신요소를 탑재시킨 구조로 구축하면 된다. 또한 기지국(170)은 앞서 설명된 태양전지를 이용하여 필요한 전력을 생성한 전원생성부가 적용될 수 있고, 또 다르게는 육지로부터 전력선을 연결하여 필요한 전력을 공급받을 수 있도록 적용할 수 있다.

기지국(170)은 해양과 접한 육상에 설치될 수 있음은 물론이다. 바람직하게는 기지국(170)은 통신중계 담당 부표형 수질검출 통신장치와 수 킬로미터 이내에 설치된다.

기지국(170)은 근거리 송수신부(171), 신호 처리부(172) 및 원거리 송수신부(173)를 구비한다.

근거리 송수신부(171)는 부표형 수질검출 통신장치(110)와 통신하기 위한 모듈이고, 신호처리부(172)는 근거리 송수신부(171)를 통해 수신된 신호와 원거리 송수신부(173)를 통해 수신된 신호를 처리하고, 송출대상 신호를 근거리 송수신부(171) 또는 원거리 송수신부(173)를 통해 송출한다.

이러한 기지국(170)은 설정된 사용자 단말기(180)의 통신번호로 이상발생시 경보신호를 송출하도록 구축되어 있다.

사용자 단말기(180)는 기지국(170)을 통해 무선 통신이 가능하도록 설정된 휴대폰, PDA, 무선모뎀을 갖춘 사용자 컴퓨터 등 공지된 다양한 무선통신기기가 적용될 수 있다.

또한 사용자 단말기(180)는 기지국(170)에 수집된 정보의 열람, 수신 및 데이터 송출요청을 할 수 있도록 구축되어있다.

따라서, 사용자는 사용자 단말기(180)를 통해 설정된 시간 간격으로 원거리에 있는 양식장의 수질정보를 입수 받을 수 있고, 설정된 시간 사이에도 필요 시 기지국을 통해 수집된 데이터를 송출하도록 요청할 수 있다.

지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 부표형 양식장 관리 시스템에 의하면, 양식장 시설물에 대해서도 야간에 식별이 가능하게 함과 아울러, 원격지에서 해양의 수질정보를 입수할 수 있어 수질오염에 대한 대처가 용이한 장점을 제공한다.

Claims

부유체와, 상기 부유체에 결합된 본체에 수질검출모듈, 조명모듈, 무선통신모듈 및 전원 생성부가 탑재되어 상기 수질검출모듈에 의해 검출된 수질정보를 상기무선통신부를 통해 송출하는 부표형 수질검출 통신장치와;

상기 부표형 수질검출 통신장치들과 근거리 통신하는 기지국과;

상기 기지국을 통해 무선통신하여 상기 부표형 수질검출 통신장치에서 취득된 수질정보를 입수 받을 수 있는 사용자 단말기;를 구비하고,

상기 전원생성부는

태양전지와;

상기 태양전지로부터 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출부와;

상기 태양전지로부터 출력되는 전류를 충전할 수 있도록 접속된 적어도 하나의 전기화학 커패시터를 갖는 제1충전부와;

적어도 하나의 배터리가 상기 제1충전부로터 전력을 공급받아 충전할 수 있게 접속된 제2충전부와;

상기 제1충전부에 충전된 전력을 상기 제2충전부로 선택적으로 공급할 수 있도록 설치된 제1스위칭부와;

상기 제2충전부와 상기 제1충전부 중 어느 하나를 상기 부표형 수질검출 통신장치의 전력구동요소로 이어지는 메인 전력공급경로와 선택적으로 접속시킬 수 있도록 설치된 제2스위칭부와;

상기 전류검출부에서 출력되는 신호를 이용하여 주간모드와 야간모드중 어느 모드인지를 결정하고, 상기 주간모드시에는 상기 제1충전부로부터 상기 제2충전부로의 충전경로가 형성되도록 상기 제1스위칭부를 제어하고, 상기 야간모드시에는 상기 제1충전부와 상기 제2충전부 중 어느 하나로부터 상기 메인 전력공급경로로의 전력공급이 이루어 질 수 있도록 상기 제2스위칭부를 제어하는 전원 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 부표형 양식장 수질 관리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 전류검출부의 출력신호가 설정된 비교기준전류 보다 크면 상기 주간모드로 판단하고, 상기 주간모드시에는 상기 제1충전부의 충전전압이 설정된 제1비교기준 충전전압 보다 큰 지를 판단하여 상기 제1충전부로부터 상기 제2충전부로의 충전경로가 온/오프 되도록 상기 제1스위칭부를 제어하고, 상기 전류검출부의 출력신호가 상기 비교기준전류 이하 이면 상기 야간모드로 판단하고, 상기 야간모드시에는 상기 제1충전부의 충전전압이 설정된 제2비교기준 충전전압 보다 크면 상기 제1충전부로부터 상기 메인 전력공급경로로 접속되게 상기 제2스위칭부를 제어하고, 상기 야간모드시 상기 제1충전부의 충전전압이 설정된 제2비교기준 충전전압 이하이면, 상기 제2충전부로부터 상기 메인 전력공급경로로 접속되게 상기 제2스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 부표형 양식장 수질 관리 시스템.
제2항에 있어서, 상기 조명모듈은 상기 메인 전력공급경로와 접속되어 상기 야간모드시 공급된 전력을 설정된 주기로 온/오프 단속하는 펄스 구동부와;

상기 펄스구동부에서 출력되는 전력에 따라 온/오프 구동되는 적어도 하나의 발광다이오드;를 구비하는 것을 특징으로 하는 부표형 양식장 수질관리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 부유체는 부유력을 갖되 저부에 무게추가 장착되어 있으며, 중공이 형성되어 있고,

상기 본체는 상기 부유체와 착탈가능하게 결합되며 상기 부유체의 상기 중공을 통해 상기 수질검출모듈의 프로브가 상기 부유체 저부로 돌출되게 연장된 것을 특징으로 하는 부표형 양식장 수질 관리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 무선통신모듈은 설정된 시간간격, 상기 수질검출모듈에서 측정된 신호가 설정된 범위를 벗어나는 경우 및 상기 기지국으로부터 계측 데이터 송출요청신호가 수신될 때 저장된 계측신호를 상기 기지국에 송출하도록 설정된 것을 특징으로 하는 부표형 양식장 수질 관리 시스템.