KR20140065672A - 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 환경센서로부터 입력되는 실시간 환경 센싱 데이터를 처리하고 처리된 데이터를 수집하여 LED 상태로 표시하며, 시설물 제어/관리 그리고 사료 원격를 제어하는 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈; 가두리 양식장 시설의 작동상태 자동 자체점검 및 상태 원격 설정, 그리고 시설물 유실확인과 시설물 진단하여 응급상태를 판단하는 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈; 및 음성인식 기반의 단위업무 관리, 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 구축, 그리고 생태환경정보를 수집하는 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈; 을 포함한다. 이에 의해, 체계적 생산관리, 생산원가 절감, 비용의 효율화를 제공한다. 또한, 가두리 시설에 대한 원격 제어 및 원격 전원 관리가 가능한 효과를 제공한다. 뿐만 아니라, 스마트폰 기반의 가두리 양식에 대한 관리 및 음성 인식에 의한 제어가 가능한 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 체계적 생산관리, 생산원가 절감, 비용의 효율화를 구현하기 위한 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 관한 것이다.
최근 들어 가두리양식 사업의 육성을 위하여 수산양식업 산업 분야에 수산양식산업의 신부가 가치 창출과 경쟁력 강화를 도모하고 있다.
보다 구체적으로, 세계적 FTA 체결과 시장개방 가속화에 따른 1차 산업의 대외 경쟁력 강화가 필요하고, 이를 위해 지능형 시스템 융합을 통한 고부가가치 산업화와 FTA 대응능력 강화 기반을 마련하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.
즉, 노동 집약적인 해상 가두리 양식 산업에 소프트웨어 및 하드웨어의 융합을 통한 체계적 생산관리, 생산원가 절감, 비용의 효율화 구현이 요구되고 있는 것이다.
[관련기술문헌]
1. 풍력발전 구조물을 이용한 가두리 양식 방법(a fish-raising farming method using offshore wind farm) (특허출원번호 제10-2006-0085331호)
2. 가두리 양식장을 조성하는 해상 풍력발전시설(SEA WIND POWER GENERATING FACILITY FOR MAKING INCLOSING NET) (특허출원번호 제10-2011-0028424호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 체계적 생산관리, 생산원가 절감, 비용의 효율화를 구현하기 위한 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 원격 제어 및 원격 전원 관리가 가능하도록 하기 위한 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 스마트폰 기반의 가두리 양식에 대한 관리 및 음성 인식에 의한 제어가 가능하도록 하기 위한 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템은, 환경센서로부터 입력되는 실시간 환경 센싱 데이터를 처리하고 처리된 데이터를 수집하여 LED 상태로 표시하며, 시설물 제어/관리 그리고 사료 원격를 제어하는 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈; 및 가두리 양식장 시설의 작동상태 자동 자체점검 및 상태 원격 설정, 그리고 시설물 유실확인과 시설물 진단하여 응급상태를 판단하는 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템은, 음성인식 기반의 단위업무 관리, 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 구축, 그리고 생태환경정보를 수집하는 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 있어서, 상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈은, 독립적으로 상기 환경 센싱 데이터를 처리하고, 처리와 함께 동기화하여 환경 센싱 데이터의 정보를 수집 및 분석하는 센싱 데이터 처리 모듈; 상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈에 구비된 상태표시용 LED를 제어하여 데이터 처리 상태 및 제어 상태를 넘겨받아 상태에 따른 구분된 형태로 출력되도록 제어하는 LED 상태표시 모듈; 신뢰성 있게 상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈이 구현되기 위해 데이터 통신 프로토콜 내에 오류 정보를 검출하는 데이터 전송 모듈; 상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈에서 수집된 데이터를 효과적으로 처리하기 위하여 CDMA 통신에 다른 핸드오프 기술을 통하여 기지국간 데이터 연결을 수행하는 네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈; 현재 상태, 조작명령, 전압 및 전류의 상태와, 양식 어류의 급이에 들어가는 사료량을 제어하는 시설물 제어/관리 모듈; 양식 환경정보, 환경 센싱 데이터 정보와 가두리 유실 감지 데이터를 수집하는 양식환경정보 수집 모듈; 및 가두리 양식장 시설의 양식어류에 배합사료를 공급할 수 있는 먹이급이기를 원격에서 관리 및 제어하는 사료 원격급이 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 있어서, 상기 데이터 전송 모듈은, 제 1 모드 및 제 2 모드에 의해 구현되며, 상기 제 1 모드는 TRS인 주파수 공용 무선통신 모드로 서비스에 할당된 주파수 대역을 일정한 채널로 분할하여 여러 명의 사용자가 채널별로 접속하여 통신하며, 상기 제 2 모드는 M2M(3G)인 사물 지능 통신으로 휴대폰과 같은 작은 단말기, 가전제품 및 CCTV와 같은 공공시설물 등 각종 사물에 부착된 센서를 통해 이동통신망과 휴대인터넷으로 연결하여 활용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 있어서, 상기 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈은, 가두리내 설치한 주요 시설물에 대하여 정상 작동하는지 여부를 주기적으로 체크하여 자동으로 정보를 수집하고 관제할 수 있도록 기능을 제공하며, 정상 작동하지 않는 시설물 감지시 관리자에게 경보 발송을 수행하는 자동 작동상태 자체점검 모듈; 사용자가 현장에 직접 상주하지 않고도 PC 환경에서 인터넷 웹을 연동해서 언제 어디서나 시스템의 운영상태를 모니터링하고 제어할 수 있도록 하며, 스마트폰(Smart Phone)과 무선랜(WLAN) 기술을 결합하여, 사용자에게 편이성을 보장하도록 하는 시스템 상태 원격 설정 모듈; 사용자가 원격으로 가두리 양식장 시설의 유실 상태 정보를 조회할 수 있는 모듈로서 가두리 양식장 시설 환경에서 예측 불가한 해양기상으로 인해 발생하는 심각한 피해를 정확히 대응하기 위한 유실확인 센서에 대한 감지를 수행하는 시설물 유실확인 모듈; 사용자의 점검이 필요 없이 PC 환경에서 인터넷 웹을 연동해서 언제 어디서나 시스템의 시설물 상태를 확인하고 제어할 수 있도록 하는 가두리 양식장 시설물 진단 모듈; 가두리 양식장 시설의 이상 진단 데이터 검출 시 유선 네트워크로 수집된 데이터를 자체적으로 구현 CDMA 통신을 통하여 상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈로 전송하며 사용자가 원격으로 해상 가두리 양식장 시설의 이상 정보를 수신하도록 하기 위한 자가진단정보 전송 통신모듈; 사용자가 원격으로 전원에 대한 데이터를 조회가 가능하도록 하며, 주전원과 보조전원을 효과적으로 제어할 수 있는 환경을 제공하는 배터리 상태정보 점검모듈; 및 가두리 양식장 시설의 유실 및 기상에 따른 피해, 선박의 충돌 등과 같은 예측하기 어려운 피해를 사전에 감지하며, 상태 이상 센서들의 데이터를 수집하는 개별적인 상태이상 정보를 자가진단 키트에서 제어/관리되도록 하는 응급상황인지 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 있어서, 상기 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈은, 양식장 현장 작업자를 위한 음성인식 기반의 관리 제어 모듈로, 개인이 보유하고 있는 스마트폰 및 PC 기반의 작업자가 직접 음성으로 데이터를 입력하고 조회할 수 있도록 하는 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈; 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB 구축을 체계적으로 수행하며, 가두리 양식장에 대한 수온의 변화에 따른 먹이 섭취량 변화 데이터, 성장 크기에 따른 급이 사료의 크기 및 급이량 변화 데이터, 성장 크기별 적정 사육밀도, 표준 성장 속도의 원시 데이터가 저장되어 구축되도록 하는 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB; 및 가두리 양식장에 설치된 CCTV를 통해 먹이활성도를 분석할 수 있도록 자료를 수집하며, 관리자가 급이 후 일정시간이 경과한 후 먹이활성도를 분석하여 제공 가능하며, 기간별로 각종 통계자료를 수집하는 기능을 구비하는 생태환경정보 수집 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템은, 체계적 생산관리, 생산원가 절감, 비용의 효율화를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템은, 가두리 시설에 대한 원격 제어 및 원격 전원 관리가 가능한 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템은, 스마트폰 기반의 가두리 양식에 대한 관리 및 음성 인식에 의한 제어가 가능한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템의 하드웨어 구성도를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 4는 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템의 소프트웨어 구성도를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에서의 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1에서의 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에서의 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈 중 LED 상태표시 모듈(120)에 의한 LED 소자로의 출력 표시방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈 중 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)에 의한 음성 인식 절차를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈 중 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)에 의한 음성 인식 절차를 나타내는 개념도이다.
도 10은 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈 중 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB에 의한 데이터 DB 구축을 나타내는 개념도이다.
도 11은 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 의한 서비스 구성도를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템의 하드웨어 구성도를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 4는 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템의 소프트웨어 구성도를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에서의 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1에서의 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에서의 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈 중 LED 상태표시 모듈(120)에 의한 LED 소자로의 출력 표시방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈 중 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)에 의한 음성 인식 절차를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈 중 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)에 의한 음성 인식 절차를 나타내는 개념도이다.
도 10은 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈 중 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB에 의한 데이터 DB 구축을 나타내는 개념도이다.
도 11은 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템에 의한 서비스 구성도를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템(1)을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템(1)의 하드웨어 구성도를 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템(1)의 네트워크 구성도이다. 도 4는 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템(1)의 소프트웨어 구성도를 나타내는 도면이다. 도 5는 도 1에서의 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100)을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 1에서의 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈(200)을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 1에서의 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100) 중 LED 상태표시 모듈(120)에 의한 LED 소자로의 출력 표시방법을 나타내는 도면이다. 도 8은 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈(300) 중 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)에 의한 음성 인식 절차를 나타내는 도면이다. 도 9는 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈(300) 중 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)에 의한 음성 인식 절차를 나타내는 개념도이다. 도 10은 도 1에서의 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈(300) 중 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB(320)에 의한 데이터 DB 구축을 나타내는 개념도이다. 도 11은 도 1의 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템(1)에 의한 서비스 구성도를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템(1)은 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100), 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈(200), 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈(300), 전원공급장치(400) 및 웹서버/DB서버(500)를 포함한다.
먼저, 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100)은 센싱 데이터 처리 모듈(110), LED 상태표시 모듈(120), 데이터 전송 모듈(130), 네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈(140), 시설물 제어/관리 모듈(150), 양식환경정보 수집 모듈(160)사료 원격급이 모듈(170)을 포함한다.
센싱 데이터 처리 모듈(110)은 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100)에 구비된 환경센서로부터 입력되는 실시간 환경 센싱 데이터를 처리하고 처리된 데이터를 수집한다. 센싱 데이터 처리 모듈(110)은 독립적으로 환경 센싱 데이터를 처리하고, 처리와 함께 동기화하여 환경 센싱 데이터의 정보를 수집 및 분석한다.
센싱 데이터 처리 모듈(110)은 환경 센싱 데이터 발생 상황에 따라 서비스 및 정보를 연동하거나, 센싱 데이터 저장 기능을 수행한다.
센싱 데이터 처리 모듈(110)은 해양산업에 적용할 환경센서 및 각 환경센서 노드에 대하여 적용할 환경(염분, 파도, 진동)에 적합하도록 내구성에 대한 테스트를 수행한다.
센싱 데이터 처리 모듈(110)은 각 환경 센서의 센싱 정확도에 대한 피드백 방식으로 판단을 수행하여 판단 데이터를 제공한다.
센싱 데이터 처리 모듈(110)은 각 환경 센서들의 통신에 있어서 해수면 특성에 의한 간섭 등 영향을 줄 수 있는 환경에 대한 오차 보정에 따른 분석하는 기능을 포함한다.
LED 상태표시 모듈(120)은 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100)에 구비된 상태표시용 LED를 제어하여 데이터 처리 상태 및 제어 상태를 넘겨받아 상태에 따른 구분된 형태로 출력되도록 한다.
LED 상태표시 모듈(120)은 해상이라는 지형적 특성과 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100)의 효율화를 위하여 저전력 LED소자를 제어한다. 도 7과 같이 도 1에서의 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100) 중 LED 상태표시 모듈(120)에 의한 LED 소자로의 출력 표시방법이 구현될 수 있다.
데이터 전송 모듈(130)은 신뢰성 있는 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100)을 구현하기 위하여 데이터 통신 프로토콜 내에 오류 정보를 검출하여야 한다. 데이터 전송 모듈(130)은 제 1 모드 및 제 2 모드에 의해 구현될 수 있다.
제 1 모드는 TRS인 주파수 공용 무선통신 모드로 서비스에 할당된 주파수 대역을 일정한 채널로 분할하여 여러 명의 사용자가 채널별로 접속하여 통신한다. 여러 개의 전파채널을 묶어서 구성하고, 선택적으로 주파수를 선택하여 활용함으로써 데이터 처리에 대한 신뢰성이 높으며 주변 환경에 의한 혼선이나, 보안성이 우수하여, 해상환경에도 완벽하게 적용한 가능하다.
제 2 모드는 M2M(3G)인 사물 지능 통신으로 휴대폰과 같은 작은 단말기, 가전제품 및 CCTV와 같은 공공시설물 등 각종 사물에 부착된 센서를 통해 이동통신망과 휴대인터넷 등으로 연결하여 활용하는 방식이다. 이 경우 해상 가두리 양식장 시설과 연결되어 원격제어 및 주변 상황 모니터링이 가능한 미들웨어 구성이 가능하며, 시설에 설비된 다양한 장비들을 쉽게 접할 수 있다. 각각 연결된 네트워크를 통해 상호 정보교환이 가능하여 먼 거리에서도 장비의 상태를 확인하고, 위치파악, 제어 및 모니터링 등이 손쉽게 이루어 질 수 있는 장점을 갖는다.
네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈(140)은 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100)에서 수집된 데이터를 효과적으로 처리하기 위하여 CDMA 통신에 다른 핸드오프 기술을 통하여 기지국간 데이터 연결이 용이한 장점을 갖는다.
네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈(140)은 해상 가두리 양식장 시설환경에 적합하도록 전력소모가 적고, 효율적인 운영이 가능하도록 한다.
시설물 제어/관리 모듈(150)은 현재 상태, 조작명령, 전압 및 전류의 상태와, 사료 원격급이 모듈(170)와의 통신을 통해 양식 어류의 급이에 들어가는 사료량을 제어한다.
시설물 제어/관리 모듈(150)은 제어·관리 센서와 유선통신을 위하여 RS-232C/RS-485 통신포트를 구비하며, 마이크로 프로세서를 이용하여 조작신호를 분석하고 옵션으로 추가된 기능에 따라 원격제어 명령을 수행한다.
시설물 제어/관리 모듈(150)은 현재 상태, 조작명령, 전압 및 전류의 상태와 양식 어류의 급이에 들어가는 사료량에 관한 정보를 측정, 변환하여 네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈(140)을 통해 데이터 전송이 가능하다.
양식환경정보 수집 모듈(160)은 양식 환경정보(수온 등)과 같은 환경 센싱 데이터 정보와 가두리 유실 감지 데이터를 수집할 수 있다.
양식환경정보 수집 모듈(160)은 인터넷을 통한 실시간 안전감시 및 환경정보 수집이 가능하고 다양한 가두리 양식장 시설에서 신뢰성 있는 데이터를 수집할 수 있도록 로거와 센서들을 접목하고 할 수 있도록 확장성을 제공한다.
양식환경정보 수집 모듈(160)의 미들웨어에서 수집된 데이터는 주기적으로 메인 서버 백업 기능을 갖는다.
양식환경정보 수집 모듈(160)은 새로운 가두리 양식장 시설이 추가와 제거가 용이하고 위기상황에 적절히 대응하는 기능을 구비한다.
사료 원격급이 모듈(170)은 가두리 양식장 시설의 양식어류에 배합사료를 공급할 수 있는 먹이급이기를 원격에서 관리 및 제어한다.
사료 원격급이 모듈(170)은 네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈(140) 중 송신용 통신모듈을 통해 사용자의 조작이 원격에서 가능하게 하며, 원격 제어에 의해 먹이급이기를 제어할 수 있는 사용자 편의 환경을 제공한다.
사료 원격급이 모듈(170)은 먹이급이기 내 급이실 먹이문 개폐에 대한 제어가 미리 설정된 단위로 수행되며, 쉬운 조작 환경을 제공하여 사료의 급이를 원활하게 조절할 수 있는 편이성을 제공하고 먹이급이기의 관리 효율성을 고려한다.
사료 원격급이 모듈(170)의 제어 대상이 되는 먹이급이기는 자체적인 부력을 지닌 외형으로 설계 및 제작되며, 먹이급이기 제작 시 재질은 해수에 대한 내구성이 강한 PE와 스테인레스를 사용한다.
먹이급이기에 대한 정기적 교환 부품은 일반 사용자도 쉽게 유지보수 할 수 있는 외형을 갖추며, 해수로 인한 사료의 부패 및 접착현상을 예방하기 위해 해수의 접촉을 최소화 하도록 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 먹이급이기는 역학적인 설계를 통한 안정적인 고정성 및 시설과 밀접한 배치를 통하여 해류의 영향과 조석현상에도 효율적으로 적용할 수 있는 것이 바람직하다.
사료 원격급이 모듈(170)는 지능형 미들웨어를 탑재하여 먹이급이기의 제어 및 해상 가두리 자가진단 기능을 구비한다.
그리고 상술한 시설물 제어/관리 모듈(150)에 대해 좀 더 살펴보면, 모니터링 및 조작을 위한 제어환경을 제공하여 사용자가 원격지에서 제어할 수 있으며, 가두리 양식장 시설의 제어의 경우 지형적 특성에 기인한 시설 관리의 어려움을 전용 미들웨어 이용한 간단한 모듈로 고가의 시스템의 기능을 대체함으로써, 효율적인 시스템을 구성하고 무선 인터페이스 기술을 종합적으로 구현하여 가두리 양식시설과 같이 사람의 출입이 제한되고 작업이 어려운 곳에 원격제어를 통해 효과적으로 시스템을 제어할 수 있는 환경을 제공한다.
다음으로 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈(200)은 자동 작동상태 자체점검 모듈(210), 시스템 상태 원격 설정 모듈(220), 시설물 유실확인 모듈(230), 가두리 양식장 시설물 진단 모듈(240), 자가진단정보 전송 통신모듈(250), 배터리 상태정보 점검모듈(260) 및 응급상황인지 모듈(270)을 포함한다.
자동 작동상태 자체점검 모듈(210)은 해상 가두리내 설치한 주요 시설물에 대하여 정상 작동하는지 여부를 주기적으로 체크하여 자동으로 정보를 수집하고 관제할 수 있도록 기능을 제공하며, 정상 작동하지 않는 시설물 감지시 관리자에게 경보 발송을 수행한다.
시스템 상태 원격 설정 모듈(220)은 사용자가 현장에 직접 상주하지 않고도 PC 환경에서 인터넷 웹을 연동해서 언제 어디서나 시스템의 운영상태를 모니터링하고 제어할 수 있도록 하며, 스마트폰(Smart Phone)과 무선랜(WLAN) 기술을 결합함으로써, 기존의 해양환경에 적합하지 않은 TCP/IP 통신 기반의 원격제어 모니터링 시스템이 가지는 공간적인 제약을 극복하고, 사용자에게 편이성을 보장하도록 한다. 시스템 상태 원격 설정 모듈(220)은 로컬 시스템에 대한 제어 및 모니터링을 위한 프로그램으로 구동되므로, 편리성과 신뢰성을 제공한다.
시설물 유실확인 모듈(230)은 사용자가 원격으로 해상 가두리 양식장 시설의 유실 상태 정보를 조회할 수 있는 모듈로서 해상 가두리 양식장 시설 환경에서 예측 불가한 해양기상으로 인해 발생하는 심각한 피해를 정확히 대응하기 위한 유실확인 센서에 대한 감지를 수행한다.
시설물 유실확인 모듈(230)은 유선 다중 센싱 인터페이스 모듈과 다중 센싱 데이터의 신뢰성을 보장하기 위한 전송 신뢰성 향상을 위한 TRS/M2M 및 CDMA 복합 네트워크를 통해 데이터 송수신을 수행한다.
가두리 양식장 시설물 진단 모듈(240)은 사용자의 점검이 필요 없이 PC 환경에서 인터넷 웹을 연동해서 언제 어디서나 시스템의 시설물 상태를 확인하고 제어할 수 있도록 한다. 가두리 양식장 시설물 진단 모듈(240)은 현장에 설비되는 센서들과 유선연결을 통한 정확성 높은 데이터 전송을 통하여 효율적인 진단 정보를 수집할 수 있으며 신뢰성을 제공한다.
자가진단정보 전송 통신모듈(250)은 가두리 양식장 시설의 이상 진단 데이터 검출 시 유선 네트워크로 수집된 데이터를 자체적으로 구현 CDMA 통신을 통하여 사용자의 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100)로 전송한다.
자가진단정보 전송 통신모듈(250)은 사용자가 원격으로 해상 가두리 양식장 시설의 이상 정보를 수신할 수 있도록 하기 위해 구비된다.
배터리 상태정보 점검모듈(260)은 통합 가두리 양식장 시설관리를 위해 경우 신뢰성있는 안정적 전력공급을 요하고 있어, 전력 사용에 대한 체계적 관리를 위해 구비된다. 배터리 상태정보 점검모듈(260)은 사용자가 원격으로 전원에 대한 데이터를 조회가 가능하도록 하며, 주전원과 보조전원을 효과적으로 제어할 수 있는 환경을 제공한다.
응급상황인지 모듈(270)은 가두리 양식장 시설의 유실 및 기상에 따른 피해, 선박의 충돌 등과 같은 예측하기 어려운 피해를 사전에 감지할 수 있다.
응급상황인지 모듈(270)은 자가진단 기능을 구현하기 위하여, 상태 이상 센서들의 데이터를 수집하는 모듈로서, 개별적인 상태이상 정보는 자가진단 키트에서 제어/관리된다.
응급상황인지 모듈(270)은 오류정보 전송 프로토콜을 통하여 송신가능한 통신망을 통해 사용자로의 전송 기능을 구현하며, 자가진단 키트의 데이터를 수신하여 사용자가 원격으로 제어할 수 있는 하드웨어로서 이상 상태정보 조회 및 자가진단 데이터 수집 그리고 응급상황에 따른 영상정보 수집이 가능한 제어환경 제공한다.
응급상황인지 모듈(270)은 전송되는 측정 신호를 디지털 신호로 변환하여 외부로 전송하도록 하여 가두리 양식장 시설에 설비된 네트워크 통신장치를 통해 편리하게 제어하는 기능을 구비한다.
다음으로, 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈(300)을 살펴보면, 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈(300)은 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310), 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB(320) 및 생태환경정보 수집 모듈(330)을 구비한다.
음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)은 양식장 현장 작업자를 위한 음성인식 기반의 관리 모듈이다. 일반적으로 양식장 현장 작업자는 PC 사용능력이 떨어지고 업무량이 많아 PC를 기반으로 한 체계적 데이터 관리가 매우 어려운 현실적인 문제를 가지고 있다. 즉 PC 환경에서는 일일 작업 데이터의 입력 및 조회를 위해서는 복잡한 정보 탐색과정을 거쳐 진행되므로 상당한 수준의 사용자 교육 필요하다. 이에 따라, 개인이 보유하고 있는 스마트폰 기반의 작업자가 직접 음성으로 데이터를 입력하고 조회할 수 있도록 한 것이 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)이다.
음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)은 음성 인식을 통하여 다양한 정보의 입력이 가능하고 양식장 전체 상황 모니터링이 가능하도록 하여 작업자가 데이터를 입력하고 관리하는데 어려움이 없도록 하는 기능을 지원한다.
기존의 데이터 입력 방식은 화면의 텍스트를 보고 입력항목에 값을 입력하는 방식으로 이러한 방식은 프로그램 사용법에 대한 정확한 사전 지식을 가지고 있지 않은 경우에는 오류 데이터를 입력할 소지가 매우 많으나, 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)은 음성 인식기술을 적용하여 문답 형식으로 데이터를 입력할 수 있도록 하여 편리하고 오류데이터가 발생하지 않도록 한다.
이런 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)은 양식장 현장 작업자의 PC 뿐만 아니라 작업자의 스마트폰을 통해서도 음성인식이 가능하고 이를 기반으로 데이터의 처리가 가능한 장점을 갖는다. 도 8과 같이 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈(310)은 전처리부와 인식부를 이용해 음성 인식 절차를 수행할 수 있으며, 이에 따른 음성 인식 절차는 DBMS와의 연동을 통해 수행될 수 있다.
지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB(320)는 현재 양식장에서는 환경 변화에 따른 급이패턴 변화에 대한 원시 데이터를 구축하지 않아 경험에 의존하는 급이를 하고 있으며 이로 인해 사료비의 과다 지출, 성장 속도 저하 등의 문제점을 해결하기 위해 구축된다. 이러한 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB(320)에 의한 데이터 DB 구축은 도 10과 같이 체계적으로 수행 가능하다.
지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB(320)는 가두리 양식장에 대한 수온의 변화에 따른 먹이 섭취량 변화 데이터, 성장 크기에 따른 급이 사료의 크기 및 급이량 변화 데이터, 성장 크기별 적정 사육밀도, 표준 성장 속도 등의 원시 데이터가 저장되어 구축된다.
지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB(320)는 체계적 급이패턴에 대한 원시 데이터 구축을 통하여 양식장 운영의 효율화 및 먹이 급이기의 지능화가 실현 될 수 있도록 신뢰성 높은 데이터 수집 및 구축한다.
지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB(320)의 제 1 DB는 고등어에 대한 급이패턴분석 원시 데이터 구축, 제 2 DB는 참돔, 조피볼락 등 타 어종으로 확대 구축됨으로써, 지능형 먹이급이기 개발을 위한 데이터로 활용한다.
생태환경정보 수집 모듈(330)은 가두리 양식장에 설치된 CCTV를 통해 먹이활성도를 분석할 수 있도록 자료를 수집하며, 관리자가 급이 후 일정시간이 경과한 후 먹이활성도를 분석하여 제공 가능하며, 기간별로 각종 통계자료를 수집하는 기능을 구비할 수 있다.
전원공급장치(400)는 100: 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈(100) 및 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈(200), 그리고 가두리 양식시설의 구성장치로 전원을 공급하며, 웹서버/DB서버(500)는 DBMS 서버를 포함하여 형성된다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈
110: 센싱 데이터 처리 모듈
120: LED 상태표시 모듈
130: 데이터 전송 모듈
140: 네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈
150: 시설물 제어/관리 모듈
160: 양식환경정보 수집 모듈
170: 사료 원격급이 모듈
200: 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈
210: 자동 작동상태 자체점검 모듈
220: 시스템 상태 원격 설정 모듈
230: 시설물 유실확인 모듈
240: 가두리 양식장 시설물 진단 모듈
250: 자가진단정보 전송 통신모듈
260: 배터리 상태정보 점검모듈
270: 응급상황인지 모듈
300: 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈
310: 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈
320: 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB
330: 생태환경정보 수집 모듈
400: 전원공급장치
500: 웹서버/DB서버
110: 센싱 데이터 처리 모듈
120: LED 상태표시 모듈
130: 데이터 전송 모듈
140: 네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈
150: 시설물 제어/관리 모듈
160: 양식환경정보 수집 모듈
170: 사료 원격급이 모듈
200: 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈
210: 자동 작동상태 자체점검 모듈
220: 시스템 상태 원격 설정 모듈
230: 시설물 유실확인 모듈
240: 가두리 양식장 시설물 진단 모듈
250: 자가진단정보 전송 통신모듈
260: 배터리 상태정보 점검모듈
270: 응급상황인지 모듈
300: 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈
310: 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈
320: 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB
330: 생태환경정보 수집 모듈
400: 전원공급장치
500: 웹서버/DB서버
Claims (5)
- 환경센서로부터 입력되는 실시간 환경 센싱 데이터를 처리하고 처리된 데이터를 수집하여 LED 상태로 표시하며, 시설물 제어/관리 그리고 사료 원격를 제어하는 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈;
가두리 양식장 시설의 작동상태 자동 자체점검 및 상태 원격 설정, 그리고 시설물 유실확인과 시설물 진단하여 응급상태를 판단하는 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈; 및
음성인식 기반의 단위업무 관리, 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 구축, 그리고 생태환경정보를 수집하는 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈은,
독립적으로 상기 환경 센싱 데이터를 처리하고, 처리와 함께 동기화하여 환경 센싱 데이터의 정보를 수집 및 분석하는 센싱 데이터 처리 모듈;
상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈에 구비된 상태표시용 LED를 제어하여 데이터 처리 상태 및 제어 상태를 넘겨받아 상태에 따른 구분된 형태로 출력되도록 제어하는 LED 상태표시 모듈;
신뢰성 있게 상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈이 구현되기 위해 데이터 통신 프로토콜 내에 오류 정보를 검출하는 데이터 전송 모듈;
상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈에서 수집된 데이터를 효과적으로 처리하기 위하여 CDMA 통신에 다른 핸드오프 기술을 통하여 기지국간 데이터 연결을 수행하는 네트워크 인터페이스(CDMA) 모듈;
현재 상태, 조작명령, 전압 및 전류의 상태와, 양식 어류의 급이에 들어가는 사료량을 제어하는 시설물 제어/관리 모듈;
양식 환경정보, 환경 센싱 데이터 정보와 가두리 유실 감지 데이터를 수집하는 양식환경정보 수집 모듈; 및
가두리 양식장 시설의 양식어류에 배합사료를 공급할 수 있는 먹이급이기를 원격에서 관리 및 제어하는 사료 원격급이 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 데이터 전송 모듈은,
제 1 모드 및 제 2 모드에 의해 구현되며, 상기 제 1 모드는 TRS인 주파수 공용 무선통신 모드로 서비스에 할당된 주파수 대역을 일정한 채널로 분할하여 여러 명의 사용자가 채널별로 접속하여 통신하며, 상기 제 2 모드는 M2M(3G)인 사물 지능 통신으로 휴대폰과 같은 작은 단말기, 가전제품 및 CCTV와 같은 공공시설물 등 각종 사물에 부착된 센서를 통해 이동통신망과 휴대인터넷으로 연결하여 활용하는 것을 특징으로 하는 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 해상 가두리 양식시설 자가진단 통합 모듈은,
가두리내 설치한 주요 시설물에 대하여 정상 작동하는지 여부를 주기적으로 체크하여 자동으로 정보를 수집하고 관제할 수 있도록 기능을 제공하며, 정상 작동하지 않는 시설물 감지시 관리자에게 경보 발송을 수행하는 자동 작동상태 자체점검 모듈;
사용자가 현장에 직접 상주하지 않고도 PC 환경에서 인터넷 웹을 연동해서 언제 어디서나 시스템의 운영상태를 모니터링하고 제어할 수 있도록 하며, 스마트폰(Smart Phone)과 무선랜(WLAN) 기술을 결합하여, 사용자에게 편이성을 보장하도록 하는 시스템 상태 원격 설정 모듈;
사용자가 원격으로 가두리 양식장 시설의 유실 상태 정보를 조회할 수 있는 모듈로서 가두리 양식장 시설 환경에서 예측 불가한 해양기상으로 인해 발생하는 심각한 피해를 정확히 대응하기 위한 유실확인 센서에 대한 감지를 수행하는 시설물 유실확인 모듈;
사용자의 점검이 필요 없이 PC 환경에서 인터넷 웹을 연동해서 언제 어디서나 시스템의 시설물 상태를 확인하고 제어할 수 있도록 하는 가두리 양식장 시설물 진단 모듈;
가두리 양식장 시설의 이상 진단 데이터 검출 시 유선 네트워크로 수집된 데이터를 자체적으로 구현 CDMA 통신을 통하여 상기 가두리 양식장 시설관리 지능형 통합 모듈로 전송하며 사용자가 원격으로 해상 가두리 양식장 시설의 이상 정보를 수신하도록 하기 위한 자가진단정보 전송 통신모듈;
사용자가 원격으로 전원에 대한 데이터를 조회가 가능하도록 하며, 주전원과 보조전원을 효과적으로 제어할 수 있는 환경을 제공하는 배터리 상태정보 점검모듈; 및
가두리 양식장 시설의 유실 및 기상에 따른 피해, 선박의 충돌 등과 같은 예측하기 어려운 피해를 사전에 감지하며, 상태 이상 센서들의 데이터를 수집하는 개별적인 상태이상 정보를 자가진단 키트에서 제어/관리되도록 하는 응급상황인지 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스마트 생장 관리 지능형 통합 모듈은,
양식장 현장 작업자를 위한 음성인식 기반의 관리 제어 모듈로, 개인이 보유하고 있는 스마트폰 및 PC 기반의 작업자가 직접 음성으로 데이터를 입력하고 조회할 수 있도록 하는 음성인식 기반의 단위업무 관리 모듈;
지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB 구축을 체계적으로 수행하며, 가두리 양식장에 대한 수온의 변화에 따른 먹이 섭취량 변화 데이터, 성장 크기에 따른 급이 사료의 크기 및 급이량 변화 데이터, 성장 크기별 적정 사육밀도, 표준 성장 속도의 원시 데이터가 저장되어 구축되도록 하는 지능형 급이관리를 위한 어종별 급이패턴분석 원시 데이터 DB; 및
가두리 양식장에 설치된 CCTV를 통해 먹이활성도를 분석할 수 있도록 자료를 수집하며, 관리자가 급이 후 일정시간이 경과한 후 먹이활성도를 분석하여 제공 가능하며, 기간별로 각종 통계자료를 수집하는 기능을 구비하는 생태환경정보 수집 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20160055351A (ko) * | 2014-11-07 | 2016-05-18 | 주식회사 글로비트 | It 기반의 뱀장어 양식장 성장 및 통합관리 시스템 |
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