KR20140017821A - 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템 - Google Patents

해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상에 부유되어 다양한 해양정보를 관측 및 측정하는 관측체와, 상기 관측체로부터 해양정보를 제공받는 기지국 사이에, AIS장비가 장착된 중소형 해양선박이 관측체로부터 해양정보를 수신 후 기지국으로 전송하는 중계기 역할을 하도록 함으로써, 관측체와 기지국 상호간의 해양정보 송수신 거리가 증가될 수 있도록 하되, 기지국에 관측체의 해양정보를 전송하는 해양선박이 기지국과 AIS장비의 통신범위를 벗어난 경우, AIS장비가 장착된 주변의 또 다른 해상선박과 릴레이 형태로 연결되면서 기지국으로 해양정보를 전송할 수 있도록 한 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템에 관한 것이다.

Description

해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템{Network System for Information Transmitting and Receiving using Oceanographic Unmanned Observation}
본 발명은 AIS장비를 장착한 중소형 선박을 통해, 기지국과 먼거리에 위치되어 있는 관측체의 해양정보를 용이하게 송수신할 수 있도록 네트워를 구성한 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템에 관한 것이다.
해양에서 운전되는 선박의 경우, 300톤급의 이상인 경우, 선박의 위치, 침로, 속력 등 항해 정보를 실시간으로 제공하는 장비인 AIS(Automatic Identification System, 船舶自動識別裝置)를 의무장착으로 하고 있다.
이러한, 상기 AIS는 해상에서 선박의 충돌을 방지하기 위한 장치로서, 국제 해사 기구(IMO, International Maritime Organization)가 추진하는 의무 사항이며, 선박 자동 식별 장치(AIS)가 도입되면 주위의 선박을 인식할 수 없는 경우에도 타선의 존재와 진행 상황 판단이 가능하고, 시계가 좋지 않은 경우에도 선명, 침로, 속력 식별이 가능하여 선박 충돌 방지, 광역 관제, 조난 선박의 수색 및 구조 활동 등 안전 관리를 더욱 효과적으로 수행할 수 있다. 하지만, 이러한 상기 AIS는 무료이지만 통신거리는 평균 10km정도에 불과하여, 기지국으로 AIS를 장착한 해양선박이 AIS장비의 통신범위를 벗어나게 되면 기지국과 해양선박 상호간의 정보 송수신이 어려웠다는 문제점이 있다.
또한, 해양에 운전되어 해상에 부유되어 해양정보를 관측하는 다양한 관측장비로부터 정보를 전송받는 해양선박(ex: 관측정)의 경우, 상기 관측장비와의 상호간 정보 송수신 무선통신수단으로 VHF(초단파, very high frequency, 30MHz ~ 300MHz) 또는 CDMA(Code Division Multiple Access, 코드분할다중접속)가 사용되고 있는데, VHF의 경우 무료이긴 하지만, 통신거리가 CDMA의 절반에 미치는 5km라는 점에서 단점이 있었고, CDMA의 경우에는 VHF보다 통신거리가 10km로 다소 넓긴하지만 유로라는 점에서 단점이 있었다.
이에, 해양에 부유되어 해양의 정보를 관측, 측정하는 다양한 관측체의 해양정보를 먼거리에서도 기지국으로 전송할 수 있는 네트워크의 구현이 절실히 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 해양에서 운전되는 300톤급 이하의 중소형 해양선박에 AIS를 장착하고, 이러한 해양선박이 해상에 부유되어 있는 관측체의 해상정보를 수신 후, 이를 기지국으로 전송해지는 중계기 역할을 할 수 있도록 하되, 관측체에 인접하여 해양정보를 수신받은 해양선박이 기지국과 AIS장비의 통신범위를 벗어난 경우, 관측체로부터 해양정보를 수신받은 해양선박은 주변의 AIS장비가 장착된 또 다른 해양선박들과 릴레이 형태로 해상정보를 송수신하면서 기지국으로 전송하도록 함으로써, 기존의 AIS장비를 이용해 해양정보를 무인으로 송수신할 수 있는 네트워크를 구성한 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템을 제공하는데 있다.
또한, AIS 구축의 주 목적은 선박의 안전운항을 우하여 통항선박의 항행을 모니터링 하는 것이므로, 본 발명에서는 이러한 상기 AIS를 통신장비로 활용하여 무선네트워크가 구성되도록 함으로써, 관측장비의 데이터 통신을 구현할 수 있도록 한 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 기존의 해양 통신에 있어서, VHF 통신에서 벗어나 국가적으로 구축한 AIS를 이용함으로써, 통신의 안정성 및 정확성을 높일 수 있는 해양 관특의 무선 데이터 통신 네트워크 구축이 가능한 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 해상에 부유되어, 파랑에 의해 자유롭게 이동되면서 해양정보(A)를 관측하는 관측체(10); 육상에 설치되어, 상기 관측체(10)로부터 해양정보(A)를 전달받는 기지국(20); AIS가 설치되어 해상에서 운전되며, 근접위치된 관측체(10)로부터 해양정보(A)를 전달받되, 전달받은 해양정보(A)를 기지국(20)과 송수신함으로써, 관측체(10)와 기지국(20) 사이에서 중계기 역할을 하는 해양선박(30); 으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 AIS장비를 통한 해상의 정보 송수신 네트워크를 구성함으로써, 해상에서 관측된 해상정보를 용이하게 기지국으로 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 중소형 해양선박에 AIS장비를 장착하고, 이러한 해양선박들이 해상정보를 관측 및 측정하는 관측체와 기지국 사이에서 릴레이 형태로 중계기 역할을 함으로써, 정보 송수신 거리가 증가되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 AIS를 통신장비로 활용함으로써, 관측장비의 데이터 통신이 구현될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기존에 운영되던 VHF통신을 벗어나 AIS를 이용하여 통신이 이루어질 수 있도록 함으로써, 통신의 안정성과 정확성이 향상된 해양 관측의 무선 데이터통신 네트워크 구축이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템을 나타낸 일실시예의 예시도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 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.
이를 위한 본 발명의 일실시예를 살펴보면, 해상에 부유되어, 파랑에 의해 자유롭게 이동되면서 해양정보(A)를 관측하는 관측체(10); 육상에 설치되어, 상기 관측체(10)로부터 해양정보(A)를 전달받는 기지국(20); AIS가 설치되어 해상에서 운전되며, 근접위치된 관측체(10)로부터 해양정보(A)를 전달받되, 전달받은 해양정보(A)를 기지국(20)과 송수신함으로써, 관측체(10)와 기지국(20) 사이에서 중계기 역할을 하는 해양선박(30); 으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해양선박(30)은 해양선박(30)과 기지국(20)과의 이격거리가 AIS의 통신범위(D2)를 벗어나는 경우, 인접한 또 다른 다수의 해양선박(30)들과 릴레이 형태로 해양정보(A)를 송수신하면서 기지국(20)과 해양정보(A)를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해양선박(30)은 AIS의 탑재가 의무화가 아닌 300톤급 이하의 선박인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관측체(10)는 관측 및 측정된 해양정보(A)를 항시 발신하거나, 또는 사용자가 사전설정한 발신주기에 맞춰 해양정보(A)를 발신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관측체(10)는 상기 기지국(20)으로부터 해양정보(A) 발신주기에 대한 제어신호(B)를 전송받거나, 또는 해양정보(A) 발신주기가 사전설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해양정보(A)는 해류, 풍향, 풍속, 파고(波高), 파향, 기온, 해수온도, 조류, 해류, 염분의 정보인 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템을 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템은 관측체(10), 기지국(20), 해양선박(30)을 포함한다.
상기 관측체(10)는 해양에 부유되어 파랑에 의해 자유롭게 움직이면서, 해양에 관련된 다양한 해양정보(A)를 관측 및 측정하는 장치이다. 이러한 상기 관측체(10)로는 부이(buoy)가 사용될 수 있으며, 관측 및 측정되는 해양정보(A)로는 관측목적에 따라 관측체(10)에 설치되는 장비 또한 상이해져 그 종류가 다양해질 수 있는데, 해류, 풍향, 풍속, 파고(波高), 파향, 기온, 해수온도, 조류, 해류, 염분 등이 이에 해당될 수 있다. (또한, 사용자에 따라, 다양한 상기 해양정보(A) 중 하나만이 관측/측정되거나, 또는 복수개 이상 관측/측정되는 등, 관측 및 측정대상의 개수는 다양하게 변경될 수 있음이다.)
이러한, 상기 관측체(10)는 해양에 다수 또는 다량이 부유되도록 하여, 각각의 관측체(10)가 자유롭게 부유되면서 관측 및 측정한 해양정보(A)를 육상의 기지국(20)으로 수신하는 것이며, 이러한 관측체(10)는 사용자의 실시예에 따라, 기지국(20)으로부터 다양한 제어신호(B)를 전송받을 수도 있음이다.
상기 제어신호(B)라 함은 관측체(10)가 발신하는 해양정보(A)의 발신주기를 제어하는 것이 속할 수 있는데, 상기 관측체(10)는 항시 해양정보(A)를 기지국(20) 또는 관측체(10) 주변으로 발신하거나, 또는 사전설정되어있는 발신주기마다 해양정보(A)를 발신하거나 또는 기지국(20)으로부터 전송받은 발신주기마다 해양정보(A)를 발신할 수 있도록 한다.
상기 기지국(20)은 육상에 설치되어, 전술된 다수의 관측체(10)로부터 다양한 해양정보(A)를 제공받는 곳을 나타낸다.
물론, 상기 기지국(20)은 전술된 바와 같이, 관측체(10)에 제어신호(B)를 전송하여, 관측체(10)의 발신주기를 제어하거나, 또는 관측체(10) 내부에 설치되는 다수의 관측장비(ex: 해류측정장치, 풍향계, 풍속계 등) 중 관측 및 측정을 원하는 해양정보(A)의 프로그램 또는 관측장비만이 가동되어, 사용자가 원하는 해양정보(A)만을 수신받을 수 있도록 하는 등의 제어 또한 가능할 것이다.
상기 해양선박(30)은 전술된 관측체(10)와 마찬가지로 해양(또는 해상)에 부유되되, 운전 중 인접해 있는 관측체(10)로부터 발신하는 다양한 해양정보(A)를 수신받은 후, 수신받은 해양정보(A)를 기지국(20)으로 전송하는 중계기 역할을 하는 것이다.
상기의 해양선박(30)으로는 AIS(Automatic Identification System)장비의 탑재가 의무화되지 않은 300톤급 이하의 선박(ex: 레저용 선박, 중소형 선박)이 해당되는데, 본 발명에서는 이러한 해양선박(30)에 AIS장비를 탑재함으로써, 다수의 관측체(10)로부터 전송받은 해양정보(A)를 기지국(20)으로 전송할 수 있도록 한다.
상기 해양선박(30)에 설치되는 AIS장비로 인하여, 다수의 관측체(10)가 기지국(20)으로부터 멀어져 해양정보(A)의 송/수신이 불가능하거나 원활하지 않을 경우에도, 상기 해양선박(30)이 해양정보(A)를 수신받아 기지국(20)으로 전송할 수 있기 때문에, 상기 관측체(10)의 해양정보(A)를 먼거리에서도 용이하게 기지국(20)으로 전송할 수 있게 되는 것이다.
더불어, 관측체(10)와 기지국(20)의 이격거리가 관측에서 기지국(20)으로 해양정보(A)를 전송하지 못할정도로 이격되어, 이러한 관측체(10)와 기지국(20) 사이에 위치되어 있던 해양선박(30)이 중계기 역할을 하여 해양정보(A)를 기지국(20)으로 전송하여 했음에도, 해양선박(30)과 기지국(20) 사이의 거리가 AIS장비의 통신범위(D2)(ex: 20km)를 벗어난 경우, 관측체(10)의 해양정보(A)를 전송받은 첫번째 해양선박(30a)은, 주변(AIS장비의 통신범위(D2) 20km 내)에 근접하거나 인접되어 있는 AIS장비를 탑재한 또 다른 두번째 해양선박(30b)에 관측체(10)로부터 전달받은 해양정보(A)를 전송하여, 두번째 해양선박(30b)을 통해 기지국(20)으로 해양정보(A)가 전송되도록 할 수 있다.
즉, 상기 관측체(10)의 발신범위(D1)가 기지국(20)의 이격거리보다 짧은 경우, 관측체(10)와 기지국(20) 사이에 위치되어 있으며 AIS장비를 탑재한 해양선박(30)을 통해 관측체(10)의 해양정보(A)가 기지국(20)으로 전송될 수 있도록 하며, 단일개의 해양선박(30)으로도 관측체(10)의 해양정보(A)를 기지국(20)으로 전송하지 못할정도로 해양선박(30) 및 관측체(10)가 기지국(20)과 이격되어 있는 경우에는, AIS장비를 탑재한 다수의 해양선박(30)들이 상호간 릴레이 형태로 정보를 전달받으며 기지국(20)에 AIS장비의 통신범위(D2)(ex: 20km)까지 근접해있는 해양선박(30)을 통해, 멀리 이격되어 있는 관측체(10)의 해양정보(A)가 전송될 수 있도록 자료의 송수신 네트워크가 형성될 수 있도록 한 것이다.
더불어, 상기 관측체(10)와 기지국(20) 사이에서 다수의 해양선박(30)이 상호간 릴레이 형태로 해양정보(A)를 전달받으면서 기지국(20)으로 해양정보(A)를 제공하고 있다면, 상기 기지국(20)으로부터 제어신호(B) 또한 다수의 해양선박(30)을 통해 릴레이로 제어신호(B)가 전송되어 관측체(10)에서 수신될 수 있음이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 관측체 20: 기지국
30: 해양선박
A: 발신범위 B: 제어신호
D1: 관측체의 발신범위 D2: AIS의 통신범위

Claims (6)

  1. 해상에 부유되어, 파랑에 의해 자유롭게 이동되면서 해양정보(A)를 관측하는 관측체(10);
    육상에 설치되어, 상기 관측체(10)로부터 해양정보(A)를 전달받는 기지국(20);
    AIS가 설치되어 해상에서 운전되며, 근접위치된 관측체(10)로부터 해양정보(A)를 전달받되, 전달받은 해양정보(A)를 기지국(20)과 송수신함으로써, 관측체(10)와 기지국(20) 사이에서 중계기 역할을 하는 해양선박(30);
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 해양선박(30)은
    해양선박(30)과 기지국(20)과의 이격거리가 AIS의 통신범위(D2)를 벗어나는 경우, 인접한 또 다른 다수의 해양선박(30)들과 릴레이 형태로 해양정보(A)를 송수신하면서 기지국(20)과 해양정보(A)를 송수신하는 것을 특징으로 하는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 해양선박(30)은
    AIS의 탑재가 의무화가 아닌 300톤급 이하의 선박인 것을 특징으로 하는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 관측체(10)는
    관측 및 측정된 해양정보(A)를 항시 발신하거나, 또는 사용자가 사전설정한 발신주기에 맞춰 해양정보(A)를 발신하는 것을 특징으로 하는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 관측체(10)는
    상기 기지국(20)으로부터 해양정보(A) 발신주기에 대한 제어신호(B)를 전송받거나, 또는 해양정보(A) 발신주기가 사전설정되어 있는 것을 특징으로 하는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 해양정보(A)는
    해류, 풍향, 풍속, 파고(波高), 파향, 기온, 해수온도, 조류, 해류, 염분의 정보인 것을 특징으로 하는 해양무인관측 자료 송수신 네트워크 시스템.
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