KR20130074016A - 수질 측정 방법, 이를 위한 시스템, 이를 위한 로봇 및 이를 위한 관리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수질 측정 방법, 이를 위한 시스템, 이를 위한 로봇 및 이를 위한 관리장치에 관한 것으로, 로봇이 호수, 강, 하천, 저수지 등의 수면 또는 수면 아래의 이동경로를 따라 이동하고, 수질 및 환경상태를 측정하여 관리자에게 전송함으로써, 조사자가 직접 수질을 측정하기가 어려운 지점으로 로봇을 이동시켜 수질을 측정하고, 이에 대한 샘플링데이터를 수신하여 신속하게 수질 및 환경상태를 확인할 수 있다. 또한, 물살을 이용한 수력에너지를 생성하고, 이를 이용하여 로봇을 구동함으로써, 에너지 절약을 도모할 수 있다.
Description
본 발명은 수질 측정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇이 수면 또는 수면 아래의 이동경로를 따라 이동하고, 수질 및 환경상태를 측정하여 관리자에게 전송하는 수질 측정 방법, 이를 위한 시스템, 이를 위한 로봇 및 이를 위한 관리장치에 관한 것이다.
강, 하천, 호수 또는 저수지 등의 수질 및 환경상태는 깨끗한 상수원 공급 및 수산자원의 청정도 확보 등의 이유로 다양하게 감시되고 있다.
일반적으로는, 측정하고자 하는 특정위치에 센서를 고정설치하고, 관리자가 이를 확인하여 수질 및 환경상태를 파악한다. 이러한 고정방식의 수질 및 환경측정방법은 센서가 고정 설치되어 있기 때문에 특정 지점에 대한 조사만이 가능하다. 이에 따라, 구간의 오염 변화량을 측정하기가 쉽지 않고, 이동 측정도 불가하여 실시간으로 전체 구역의 수질 및 환경을 측정하지 못한다. 즉, 특정 위치에서만 수질을 측정하기 때문에 흐르는 강물이나 하천에서는 신뢰성이 떨어진다.
또한, 조사자가 직접 도달하기 어려운 강이나 하천의 중심점은 수질 측정이 어렵고, 호수나 저수지와 같이 폭이 넓은 장소에서는 조사자가 직접 배를 타고 이동하여 수질을 측정해야 하는 불편한 점이 있다. 또한, 조사자가 수질 오염 여부를 확인하기 위한 장소의 물을 실험실까지 가져오기에는 시간이 많이 소비된다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 실시간으로 수질을 측정하기가 어려운 장소로 로봇을 이동시켜 수질을 측정하고, 이에 대한 샘플링데이터를 수신하여 신속하게 확인할 수 있는 수질 측정 방법, 이를 위한 시스템, 이를 위한 로봇 및 이를 위한 관리장치를 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 수질 측정을 위한 로봇은 이동경로를 따라 수면 또는 수면아래로 이동하기 위한 동력을 제공하는 구동부와, 이동 간에 특정 위치에 대한 수질을 센싱하는 센서부 및 관리장치의 제어에 따라 위치정보를 기초로 하여 설정된 이동경로를 따라 이동하고, 이동 간에 특정 위치의 수질을 분석하고, 분석된 결과에 대한 샘플링데이터를 생성하고, 생성된 샘플링데이터를 관리장치로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정을 위한 로봇에 있어서, 관리장치와 통신하여 이동경로를 따라 이동하기 위한 제어신호를 수신하고, 수질의 분석에 대한 샘플링데이터를 관리장치로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정을 위한 로봇에 있어서, 구동부는 물살에 의한 자가 발전을 실행하여 수력에너지를 생성하고, 생성된 수력에너지를 이용하여 이동경로를 따라 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정을 위한 로봇에 있어서, 제어부는 특정 위치에 대한 수심, 일정량의 물에 대한 탁도 또는 산소량을 확인하고, 확인된 결과를 통해 수질을 분석하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정을 위한 로봇에 있어서, 수질의 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하며, 제어부는 샘플링데이터를 일자, 시간, 위치에 따라 구분하여 데이터베이스화하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정을 위한 로봇에 있어서, 특정 위치에 대한 주변 환경을 확인하기 위하여 영상을 촬영하는 카메라부를 더 포함하며, 제어부는 카메라부를 통해 촬영된 영상을 샘플링데이터와 함께 관리장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정을 위한 로봇에 있어서, 구동부는 특정 위치에서 일정량을 물을 펌핑(pumping)하여 물탱크에 공급하는 펌프모듈을 더 포함하고, 센서부는 펌프모듈을 통해 공급된 물에 대한 수질을 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 수질 측정을 위한 관리장치는 적어도 하나의 로봇으로부터 수질에 대한 샘플링데이터를 수신하는 통신부 및 로봇에 대한 위치정보를 확인하고, 위치정보를 기초로 하여 로봇이 수면 또는 수면아래로 이동하기 위한 이동경로를 설정하고, 설정된 이동경로에 따라 로봇의 이동을 요청하고, 로봇으로 특정 위치에 대한 수질 분석을 요청하여 수질 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 수신하고, 수신된 샘플링데이터를 확인하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정을 위한 로봇에 있어서, 제어부는 강, 호수, 하천, 저수지 중 적어도 하나의 장소에서 로봇이 수면 또는 수면 아래로 이동하기 위한 이동경로를 설정하고, 이동경로에 대한 이탈 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 수질 측정 방법은 로봇이 관리장치의 제어에 따라 위치정보를 기초로 하여 설정된 수면 또는 수명 아래의 이동경로를 따라 이동하는 단계와, 로봇이 이동 간에 특정 위치의 수질을 분석하는 단계와, 로봇이 분석된 결과에 대한 샘플링데이터를 생성하는 단계 및 로봇이 생성된 샘플링데이터를 관리장치로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정 방법에 있어서, 이동하는 단계는 로봇이 물살에 의한 자가 발전을 실행하여 수력에너지를 생성하는 단계 및 로봇이 생성된 수력에너지를 이용하여 이동경로를 따라 이동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정 방법에 있어서, 이동하는 단계는 로봇이 관리장치와 통신하는 단계 및 로봇이 관리장치의 제어에 의해 이동경로를 따라 이동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정 방법에 있어서, 분석하는 단계는 로봇이 특정 위치에 대한 수심을 확인하는 단계와, 로봇이 일정량의 물에 대한 탁도 또는 산소량을 확인하는 단계 및 로봇이 확인된 결과를 통해 수질을 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정 방법에 있어서, 생성하는 단계 이후에, 로봇이 수질의 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 에에 따른 수질 측정 방법은 관리장치가 적어도 하나의 로봇에 대한 위치정보를 확인하는 단계와, 관리장치가 위치정보를 기초로 하여 로봇이 수면 또는 수면아래로 이동하기 위한 이동경로를 설정하는 단계와, 관리장치가 설정된 이동경로로 로봇을 이동하기 위한 제어신호를 전송하는 단계와, 관리장치가 로봇으로 특정 위치에 대한 수질 분석을 요청하는 단계와, 관리장치가 요청에 상응하여 로봇으로부터 수질 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 수신하는 단계 및 관리장치가 수신된 샘플링데이터를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 측정 방법에 있어서, 설정하는 단계 이후에, 관리장치가 로봇에 대한 이동경로의 이탈 여부를 확인하는 단계 및 이동경로를 이탈한 경우, 관리장치가 로봇으로 경고신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 조사자가 직접 수질을 측정하기가 어려운 지점으로 로봇을 이동시켜 수질을 측정하고, 이에 대한 샘플링데이터를 수신하여 신속하게 수질 및 환경상태를 확인할 수 있다.
또한, 물살을 이용한 수력에너지를 생성하고, 이를 이용하여 로봇을 구동함으로써, 에너지 절약을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수질 측정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 관리장치의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 관리장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 관리장치의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 관리장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수질 측정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 수질 측정 시스템(100)은 로봇(10), 관리장치(20), 위치정보제공장치(30) 및 통신망(40)으로 구성된다.
통신망(40)은 로봇(10), 관리장치(20) 및 위치정보제공장치(30) 사이의 데이터 전송 및 정보 교환을 위한 일련의 데이터 송수신 동작을 수행한다. 이때, 로봇(10)은 통신망(40)을 통해 관리장치(20)에 접속할 수 있다. 또한, 로봇(10)은 통신망(40)에 접속을 지원하는 프로토콜에 따라 다양한 방식으로 접속할 수 있다. 예컨대, 로봇(10)은 이동 접속(Mobile Access) 방식을 통해 통신망(40)에 접속할 수 있다. 또한, 로봇(10)은 WLAN(Wireless Local Area Network), WiFi(Wireless Fidelity), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등의 무선 접속(Wireless Access) 방식을 통해 통신망(40)에 접속할 수 있다.
로봇(10)은 강, 호수, 하천, 저수지 등과 같은 장소의 수질을 측정하기 위한 기능을 실행한다. 특히, 로봇(10)은 관리장치(20)의 제어에 따라 위치정보를 기초로 하여 설정된 이동경로를 따라 이동한다. 그리고, 로봇(10)은 이동경로의 이동 간에 특정 위치의 수질을 분석하고, 분석된 결과에 대한 샘플링데이터를 생성한다. 이후, 로봇(10)은 생성된 샘플링데이터를 관리장치(20)로 전송한다.
관리장치(20)는 수질 및 환경상황을 확인하기 위하여 원격으로 로봇(10)을 제어하고, 로봇(10)으로부터 제공되는 데이터를 확인한다. 특히, 관리장치(20)는 로봇(10)에 대한 위치정보를 확인하고, 위치정보를 기초로 하여 로봇(10)이 수면 또는 수면아래로 이동하기 위한 이동경로를 설정한다. 그리고, 관리장치(20)는 설정된 이동경로로 로봇(10)의 이동하기 위한 제어신호를 전송한다.
관리장치(20)는 로봇(10)으로 특정 위치에 대한 수질 분석을 요청한다. 이후, 관리장치(20)는 요청에 상응하여 로봇(10)으로부터 수질 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 수신하고, 수신된 샘플링데이터를 확인하고 저장한다.
위치정보제공장치(30)는 관리장치(20)의 요청에 따라 로봇(10)에 대한 위치정보를 획득한다. 특히, 위치정보제공장치(30)는 로봇(10)에 대한 위경도 좌표를 확인하여 위치정보를 획득하고, 획득된 위치정보를 관리장치(20)로 제공한다. 여기서, 위치정보제공장치(30)는 로봇(10)에 일체형으로 되어 있는 GPS(Global Positioning System) 모듈을 통해 로봇(10)의 위치정보를 획득할 수 있다. 한편, 위치정보제공장치(30)는 GPS를 이용하여 위치정보를 획득하는 GPS 장치를 대표적으로 설명하지만, 위치측위를 위한 장치는 이에 한정된 것이 아니고, 다른 다양한 종류의 위치정보제공장치들이 응용될 수 있다. 예를 들어, 위치측위 방식으로는 셀(pCell) 방식, WIFI 방식 등이 포함된다.
이를 통해, 조사자가 직접 수질을 측정하기가 어려운 지점으로 로봇을 이동시켜 수질을 측정하고, 이에 대한 샘플링데이터를 수신하여 신속하게 수질 및 환경상태를 확인할 수 있다. 또한, 물살을 이용한 수력에너지를 생성하고, 이를 이용하여 로봇을 구동함으로써, 에너지 절약을 도모할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇(10)은 제어부(11), 센서부(12), 구동부(13), 저장부(14), 카메라부(15), 위치확인부(16), 통신부(17) 및 물탱크(18)로 구성된다. 이때, 센서부(12)는 수심확인모듈(12a), 탁도측정모듈(12b) 및 산소량측정모듈(12c)를 포함하고, 구동부(13)는 이동모듈(13a), 배터리모듈(13b) 및 펌프모듈(13c)를 포함하고, 저장부(14)는 샘플링데이터(14a)를 포함한다.
통신부(17)는 관리장치(20)와 통신망(40)을 통해 수질 측정을 위한 데이터를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서, 통신부(17)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신 수단과 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신 수단 등을 포함한다. 이때, 통신부(17)는 무선망 통신 모듈, 무선랜(WLAN, Wireless Local Area Network 또는 WiFi, Wireless Fidelity 또는 WiMAX, Worldwide Interoperability for Microwave Access) 통신 모듈 및 무선팬(WPAN, Wireless Personal Area Network) 통신 모듈 중 적어도 하나의 무선통신 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 통신부(17)는 관리장치(20)와 통신하여 이동경로를 따라 이동하도록 하는 제어 신호를 수신하고, 수질 분석에 대한 샘플링데이터를 관리장치(20)로 전송한다.
위치확인부(16)는 제어부(11)의 제어에 의해 위치정보제공장치(30)로부터 GPS신호를 수신하여 로봇(10)의 위도 및 경도 등의 현재 위치정보를 파악하여 제어부(11)에 전송한다. 그런데, 위치정보제공장치(30)로부터 수신되는 신호만을 이용하는 경우에는 오차가 발생할 수 있으므로, 위치확인부(16)는 정확한 위치정보를 위하여 이동통신 기지국으로부터 전송되는 라운드 트립 지연(Round Trip Delay) 정보, 파일럿 위상(Pilot Phase)파일 정보 등을 GPS신호와 함께 운용할 수 있다. 이에 따라, 위치확인부(16)는 상술한 위치정보를 수신하여 로봇(10)의 위치를 파악하거나 3곳 이상의 기지국으로부터 위치정보를 수신하여 정밀위치를 파악하는 삼각법 등을 이용하여 로봇(10)의 현재 위치정보를 파악할 수 있다.
카메라부(15)는 로봇(10)에 의해 촬영되는 영상데이터를 수집한다. 이러한 카메라부(15)는 렌즈를 통해 촬상되는 영상을 촬영하며, 촬영된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 카메라 센서(도시되지 않음)와, 카메라 센서로부터 촬영되는 아날로그 영상신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호처리부(도시되지 않음)를 구비한다. 여기서 카메라 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 센서 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서가 적용될 수 있고, 신호처리부는 DSP(Digital Signal Processor)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 카메라부(15)는 카메라 기능을 이용하기 위한 입력 신호가 수신되는 경우에 활성화될 수 있다. 그런 다음, 카메라부(15)는 영상데이터를 제어부(11)에 전달한다. 특히, 카메라부(15)는 특정 위치에 대한 주변 환경을 확인하기 위하여 영상을 촬영한다.
저장부(14)는 데이터를 저장하기 위한 장치로, 주 기억 장치 및 보조 기억 장치를 포함하고, 로봇(10)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장한다. 이러한 저장부(14)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 로봇(10)이 관리장치(20)의 요청에 상응하여 각 기능을 활성화하는 경우, 제어부(11)의 제어 하에 해당 응용 프로그램들을 실행하여 각 기능을 제공하게 된다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 프로그램 영역은 로봇(10)을 부팅시키는 운영체제, 수질을 측정하는 프로그램 및 샘플링데이터를 관리장치(20)로 전송하는 프로그램 등을 저장한다. 또한, 데이터 영역은 단말기(10)의 사용에 따라 발생하는 데이터가 저장되는 영역이다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 영역은 특정 장소에서 측정된 수질에 대한 샘플링데이터(14a)와, 촬영된 영상데이터를 저장한다. 여기서, 샘플링데이터는 일자, 시간, 위치에 따라 구분하여 데이터베이스화하는 저장된다.
구동부(13)는 로봇(10)의 이동 기능을 실행하기 위한 전반적인 구동을 지원한다. 특히, 구동부(13)는 로봇(10)이 이동경로를 따라 수면 또는 수면아래로 이동할 수 있는 동력을 제공한다. 이때, 구동부(13)는 이동모듈(13a), 배터리모듈(13b) 및 펌프모듈(13c)를 포함한다.
이동모듈(13a)은 로봇(10)이 수면 또는 수면아래로 이동하기 위하여 프로펠러, 스트류, 제트엔진 등으로 구성된다.
배터리모듈(13b)은 로봇(10)의 구동을 위한 배터리를 공급한다. 여기서, 배터리모듈(13b)는 로봇(10) 구동에 필요한 에너지를 공급하는 다양한 종류의 배터리가 적용될 수 있다. 또한, 배터리모듈(13b)는 물살에 의한 자가 발전을 실행하여 수력에너지를 생성하고, 이동경로를 따라 로봇(10)이 이동할 수 있도록 이동모듈(13a)로 수력에너지를 제공한다. 또한, 펌프모듈(13c)은 수질을 측정하기 위하여 일정량의 물을 펌핑(pumping)하여 물탱크(18)로 공급한다.
센서부(12)는 로봇(10)의 이동 간에 특정 위치에 대한 수질을 센싱한다. 또한, 센서부(12)는 펌프모듈(13c)을 통해 공급된 물에 대한 수질을 분석한다. 이러한, 센서부(12)는 수심모듈(12a), 탁도측정모듈(12b) 및 산소량측정모듈(12c)을 포함한다. 수심모듈(12a)은 강, 하천, 호수, 저수지 등의 수심을 측정한다. 이때, 수심모듈(12a)은 수심을 측정하기 위하여 초음파를 이용한 방법을 이용할 수 있다. 또한, 탁도측정모듈(12b)은 물탱크(18)에 저장된 물에 대한 탁도를 측정한다. 이때, 탁도측정모듈(12b)은 광학 성질을 이용한 방법을 이용할 수 있다. 또한, 산소량측정모듈(12c)은 물탱크(18)에 저장된 물에 대한 산소량을 측정한다. 이와 함께, 센서부(12)는 하천, 호수, 저수지 등의 수온, 수압, 습도 등을 측정할 수 있는 기능을 제공한다.
제어부(11)는 운영 체제(OS, Operation System) 및 각 구성을 구동시키는 프로세스 장치가 될 수 있다. 예컨대, 제어부(11)는 중앙처리장치(CPU, Central Processing Unit)가 될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(11)는 관리장치(20)의 제어에 따라 위치정보를 기초로 하여 설정된 수면 또는 수명 아래의 이동경로를 따라 이동한다. 이때, 제어부(11)는 관리장치(20)와 통신하고, 관리장치(20)의 제어에 의해 이동경로를 따라 이동한다. 한편, 제어부(11)는 물살에 의한 자가 발전을 실행하여 수력에너지를 생성하고, 생성된 수력에너지를 이용하여 로봇(10)이 이동경로를 따라 이동할 수 있다.
제어부(11)는 이동경로를 따라 이동 간에 특정 위치의 수질을 분석한다. 여기서, 제어부(11)는 특정 위치에 대한 수심을 확인하고, 일정량의 물에 대한 탁도 또는 산소량을 확인하고, 확인된 결과를 통해 수질을 분석한다.
제어부(11)는 분석된 결과에 대한 샘플링데이터를 생성한다. 그리고, 제어부(11)는 수질의 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 저장한다. 이때, 제어부(11)는 샘플링데이터를 일자, 시간, 위치에 따라 구분하여 데이터베이스화하여 저장한다.
제어부(11)는 생성된 샘플링데이터를 관리장치(20)로 전송한다. 여기서, 제어부(11)는 카메라부(15)를 통해 촬영된 영상을 샘플링데이터와 함께 관리장치(20)로 전송한다.
물탱크(18)는 구동부(13)의 펌프모듈(13c)로부터 공급되는 물을 저장한다. 저장된 물은 센서부(12)를 통해 수질을 분석하는데 이용된다.
도 3은 본 발명에 따른 관리장치의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 관리장치(20)는 제어부(21), 저장부(22), 통신부(23) 및 위치확인부(24)로 구성된다. 여기서, 제어부(21)는 위치정보확인모듈(21a) 및 이동경로설정모듈(21b)을 포함하고, 저장부(22)는 샘플링데이터(22a)를 포함한다.
위치확인부(24)는 위치정보제공장치(30)와 통신하여 로봇(10)의 위치정보를 획득한다.
통신부(23)는 로봇(10)과 통신망(40)을 통해 수질 측정을 위한 데이터를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서, 통신부(23)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신 수단과 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신 수단 등을 포함한다. 이때, 통신부(23)는 무선망 통신 모듈, 무선랜 통신 모듈 및 무선팬 통신 모듈 중 적어도 하나의 무선통신 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 통신부(23)는 로봇(10)으로부터 수질 분석에 대한 샘플링데이터를 수신한다.
저장부(22)는 관리장치(20)의 데이터를 저장하기 위한 장치로, 주 기억 장치 및 보조 기억 장치를 포함하고, 관리장치(20)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장한다. 이러한 저장부(22)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 프로그램 영역은 관리장치(20)을 부팅시키는 운영체제, 로봇(10)의 이동경로를 획득하는 위치정보확인모듈(21a) 및 로봇(10)의 이동경로를 설정하는 이동경로설정모듈(21b)을 등을 저장한다. 또한, 데이터 영역은 관리장치(20)의 사용에 따라 발생하는 데이터가 저장되는 영역이다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 영역은 특정 장소에서 측정된 수질에 대한 샘플링데이터(22a)와, 촬영된 영상데이터를 저장한다.
제어부(21)는 운영 체제 및 각 구성을 구동시키는 프로세스 장치가 될 수 있다. 예컨대, 제어부(21)는 중앙처리장치가 될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(21)는 로봇(10)에 대한 위치정보를 확인한다. 그리고, 제어부(21)는 위치정보를 기초로 하여 로봇(10)이 수면 또는 수면아래로 이동하기 위한 이동경로를 설정한다. 이후, 제어부(21)는 설정된 이동경로에 따라 로봇(10)의 이동을 요청하는 제어신호를 전송한다. 이때, 제어부(21)는 로봇(10)에 대한 이동경로의 이탈 여부를 확인하고, 이동경로를 이탈한 경우, 로봇(10)으로 경고신호를 전송한다.
제어부(21)는 로봇(10)에게 특정 위치에 대한 수질 분석을 요청한다. 그리고, 제어부(21)는 요청에 상응하여 로봇(10)으로부터 수질 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 수신하고, 수신된 샘플링데이터를 확인하고 저장한다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇(10)은 S11 단계에서 관리장치(20)의 제어에 의해 위치정보를 기초로 하여 설정된 수면 또는 수명 아래의 이동경로를 따라 이동한다. 이때, 로봇(10)은 관리장치(20)와 통신하고, 관리장치(20)의 제어에 따라 이동경로를 따라 이동한다. 한편, 로봇(10)은 물살에 의한 자가 발전을 실행하여 수력에너지를 생성하고, 생성된 수력에너지를 이용하여 로봇(10)이 이동경로를 따라 이동할 수 있다.
로봇(10)은 S13 단계에서 이동경로를 따라 이동 간에 특정 위치의 수질을 분석한다. 여기서, 로봇(10)은 특정 위치에 대한 수심을 확인하고, 일정량의 물에 대한 탁도 또는 산소량을 확인하고, 확인된 결과를 통해 수질을 분석한다.
로봇(10)은 S15 단계에서 분석된 결과에 대한 샘플링데이터를 생성한다. 그리고, 로봇(10)은 수질의 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 저장한다. 이때, 로봇(10)은 샘플링데이터를 일자, 시간, 위치에 따라 구분하여 데이터베이스화하여 저장한다. 이후, 로봇(10)은 S17 단계에서 생성된 샘플링데이터를 관리장치(20)로 전송한다. 여기서, 로봇(10)은 카메라부(15)를 통해 촬영된 영상을 샘플링데이터와 함께 관리장치(20)로 전송한다.
도 5는 본 발명에 따른 관리장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 관리장치(20)는 S21 단계에서 로봇(10)에 대한 위치정보를 확인한다. 그리고, 관리장치(20)는 S23 단계에서 위치정보를 기초로 하여 수면 또는 수면아래의 이동경로를 설정한다. 이후, 관리장치(20)는 S25 단계에서 설정된 이동경로에 따라 로봇(10)의 이동을 위한 신호를 전송한다. 이때, 관리장치(20)는 로봇(10)에 대한 이동경로의 이탈 여부를 확인하고, 이동경로를 이탈한 경우, 로봇(10)으로 경고신호를 전송한다.
관리장치(20)는 S25 단계에서 로봇(10)으로 특정 위치에 대한 수질 분석을 요청한다. 그리고, 관리장치(20)는 S27 단계에서 로봇(10)으로부터 수질 측정에 대한 샘플링데이터가 수신되는지 판단한다.
로봇(10)으로부터 샘플링데이터가 수신되면, 관리장치(20)는 S29 단계에서 수신된 샘플링데이터를 확인하고 저장한다. 여기서, 관리장치(20)는 로봇(10)의 카메라부(15)를 통해 촬영된 영상과 샘플링데이터를 함께 수신할 수 있다.
본 발명에 따른 수질 측정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명은 로봇이 강, 호수, 하천, 저수지 등의 수면 또는 수면 아래의 이동경로를 따라 이동하고, 수질 및 환경상태를 측정하여 관리자에게 전송한다. 이를 통해, 조사자가 직접 수질을 측정하기가 어려운 지점으로 로봇을 이동시켜 수질을 측정하고, 이에 대한 샘플링데이터를 수신하여 신속하게 수질 및 환경상태를 확인할 수 있다. 또한, 물살을 이용한 수력에너지를 생성하고, 이를 이용하여 로봇을 구동함으로써, 에너지 절약을 도모할 수 있다. 이는 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.
10: 로봇 20: 관리장치 30: 위치정보제공장치
40: 통신망 50: 물탱크 11, 21: 제어부
12: 센서부 13: 구동부 14, 22: 저장부
15: 카메라부 16: 위치확인부 17, 23: 통신부
12a: 수심확인모듈 12b: 탁도확인모듈 12c: 산소량측정모듈
13a: 이동모듈 13b: 배터리모듈 13c: 펌프모듈
14a, 22a: 샘플링데이터 21a: 위치정보확인모듈
21b: 이동경로 설정모듈 100: 수질 측정 시스템
40: 통신망 50: 물탱크 11, 21: 제어부
12: 센서부 13: 구동부 14, 22: 저장부
15: 카메라부 16: 위치확인부 17, 23: 통신부
12a: 수심확인모듈 12b: 탁도확인모듈 12c: 산소량측정모듈
13a: 이동모듈 13b: 배터리모듈 13c: 펌프모듈
14a, 22a: 샘플링데이터 21a: 위치정보확인모듈
21b: 이동경로 설정모듈 100: 수질 측정 시스템
Claims (8)
- 이동경로를 따라 수면 또는 수면아래로 이동하기 위한 동력을 제공하는 구동부;
이동 간에 특정 위치에 대한 수질을 센싱하는 센서부; 및
관리장치의 제어에 따라 위치정보를 기초로 하여 설정된 이동경로를 따라 이동하고, 이동 간에 특정 위치의 수질을 분석하고, 상기 분석된 결과에 대한 샘플링데이터를 생성하고, 상기 생성된 샘플링데이터를 상기 관리장치로 전송하도록 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정을 위한 로봇. - 제1항에 있어서,
상기 관리장치와 통신하여 상기 이동경로를 따라 이동하기 위한 제어신호를 수신하고, 상기 수질의 분석에 대한 샘플링데이터를 상기 관리장치로 전송하는 통신부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정을 위한 로봇. - 제1항에 있어서, 상기 구동부는
물살에 의한 자가 발전을 실행하여 수력에너지를 생성하고, 상기 생성된 수력에너지를 이용하여 상기 이동경로를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 수질 측정을 위한 로봇. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 특정 위치에 대한 수심, 일정량의 물에 대한 탁도 또는 산소량을 확인하고, 상기 확인된 결과를 통해 수질을 분석하는 것을 특징으로 하는 수질 측정을 위한 로봇. - 제1항에 있어서,
상기 수질의 분석 결과에 대한 샘플링데이터를 저장하는 저장부;
를 더 포함하며, 상기 제어부는
상기 샘플링데이터를 일자, 시간, 위치에 따라 구분하여 데이터베이스화하는 것을 특징으로 하는 수질 측정을 위한 로봇. - 제1항에 있어서,
상기 특정 위치에 대한 주변 환경을 확인하기 위하여 영상을 촬영하는 카메라부;
를 더 포함하며, 상기 제어부는
상기 카메라부를 통해 촬영된 영상을 상기 샘플링데이터와 함께 상기 관리장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 수질 측정을 위한 로봇. - 제1항에 있어서, 상기 구동부는
상기 특정 위치에서 일정량을 물을 펌핑(pumping)하여 물탱크에 공급하는 펌프모듈;
을 더 포함하고, 상기 센서부는
상기 펌프모듈을 통해 공급된 물에 대한 수질을 분석하는 것을 특징으로 하는 수질 측정을 위한 로봇. - 로봇이 관리장치의 제어에 따라 위치정보를 기초로 하여 설정된 수면 또는 수명 아래의 이동경로를 따라 이동하는 단계;
상기 로봇이 이동 간에 특정 위치의 수질을 분석하는 단계;
상기 로봇이 상기 분석된 결과에 대한 샘플링데이터를 생성하는 단계; 및
상기 로봇이 상기 생성된 샘플링데이터를 상기 관리장치로 전송하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110141861A KR20130074016A (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 수질 측정 방법, 이를 위한 시스템, 이를 위한 로봇 및 이를 위한 관리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110141861A KR20130074016A (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 수질 측정 방법, 이를 위한 시스템, 이를 위한 로봇 및 이를 위한 관리장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130074016A true KR20130074016A (ko) | 2013-07-04 |
Family
ID=48988210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110141861A KR20130074016A (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 수질 측정 방법, 이를 위한 시스템, 이를 위한 로봇 및 이를 위한 관리장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130074016A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150061832A (ko) * | 2013-11-28 | 2015-06-05 | 한국전자통신연구원 | 녹조 제거용 군집 로봇 시스템 |
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| CN112129708A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-25 | 合肥中盛水务发展有限公司 | 一种多功能自主检测巡检机器人系统 |
| CN112378455A (zh) * | 2020-12-05 | 2021-02-19 | 武汉千音科技有限公司 | 一种海洋工程用海洋水质与生态要素监测机器人 |
| CN115752480A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-03-07 | 佛山市稚蒙环境科技有限公司 | 一种基于物联网的采样装置管理系统及方法 |
-
2011
- 2011-12-26 KR KR1020110141861A patent/KR20130074016A/ko not_active Application Discontinuation
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