KR20140086030A - Ｇｐｓ기반 수질 감시시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 자동으로 측정할 수 있도록 한 GPS기반 수질 감시시스템 및 그 방법이 개시된다.
개시된 GPS기반 수질 감시시스템은 물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 측정하는 부유 센서; 상기 부유 센서와 무선 통신을 통해 수질 정보를 취합하고, 취합된 수질 정보를 연계된 감시기기에 전달하는 수집기를 포함하고, 상기 부유 센서는 위치 정보를 통해 일정 시간 동안 특정 위치에 머무르는 경우 현재 위치 탈출 기능을 통해 현재 위치를 벗어나게 된다.

Description

ＧＰＳ기반 수질 감시시스템 및 그 방법{The system for monitoring of water quality based GPS}
본 발명은 GPS(global positioning system)기반 수질 감시에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 자동으로 측정할 수 있도록 한 GPS기반 수질 감시시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
하천은 풍부한 어류 및 식수를 제공하여 풍요한 삶에 도움이 되나, 홍수 또는 의도적으로 오폐수가 유입되어 수질이 오염되기도 쉬운 곳이다. 의도적인 오폐수 방출시에는 하천의 자정능력만으로는 정화되지 않아 하천의 주변 동식물이 폐사됨은 물론이고 식수 부족까지 야기되는 문제가 있다.
이에 따라 정부에서는 하천의 오염을 정화하기 위해 각종 정화 장치를 개발하여 정화하는 데 노력하고 있으나, 정화 장치의 개발에 적지 않은 비용이 들지만 효율이 낮은 문제가 있었다. 또한 정부에서는 하천주변의 시설물들에 우천시 오폐수를 흘려보내지 않도록 꾸준히 교육을 하고 있으나, 실천이 미비하여 하천의 오염이 여전히 지속되는 문제가 있다.
이러한 정화장치 개발만으로는 하천 오염(특히, 수질오염)의 근본적인 문제를 해결할 수 없으며, 수질 오염을 방지하기 위한 가장 근본적인 해결책은 실시간으로 수질을 감시하고, 이를 기반으로 수질 오염원을 제거하는 것이다.
여기서 수질오염이란 물의 상태가 사람이 이용하고자 하는 상태에서 벗어난 경우를 말하는 데, 그런 현상중에는 물에 인, 질소와 같은 비료성분이나 유기물, 중금속과 같은 물질이 많아진 경우, 수온이 높아진 경우 등이 있다. 이러한 수질 오염은 심각한 문제를 일으키고 있으며, 이에 따라 자연환경 및 생활환경을 관리 보전하고 쾌적한 환경에서 생활할 수 있도록 수질오염에 관한 관리 감독의 중요성이 대두되고 있는 상황이다.
수질 오염을 측정하고 이를 관리하기 위한 종래의 기술이 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-1193038호(이하, "종래기술 1"이라 약칭함), 공개특허공보 공개번호 10-2012-0117556호(이하, "종래기술 2"라 약칭함), 공개특허공보 공개번호 10-2011-0027020호(이하, "종래기술 3"이라 약칭함), 등록특허공보 등록번호 10-0906654호(이하, "종래기술 4"라 약칭함)에 개시되었다.
개시된 종래기술 1은 하천 전체에 대해 다수의 측정장치를 배치하고, 탐사선을 통해 다수의 측정장치와 통신을 하여 수질 측정 정보를 수집하고 감시하게 된다.
아울러 종래기술 2는 부유 센서를 이용하여 오염원의 흐름에 따라 수중에 떠다니면서 미리 설정된 주기로 수질을 측정하고, 수중 환경 감시 서버에서 수질 측정정보를 수신하여 수질 오염을 감시하게 된다.
또한, 종래기술 3은 측정하고자 하는 위치로 자유롭게 이동시키면서 수질을 측정하여 정보를 제공하고, 유동적인 변화에 능동적으로 대처하고 관리할 수 있도록 한 것이다.
그리고 종래기술 4는 소규모 저수지 및 간척담수호 농업용수의 수질정보를 온라인으로 수집/분석하고, 분석된 정보를 농림부, 농업기반공사 등과 같은 물관리주체와 농민과 같은 사용자에게 실시간으로 전달하여, 농업용 저수지와 담수호의 수질을 관리하게 된다.
1. 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-1193038호(2012.10.24. 공고)(발명의 명칭: 무인 수질 검사 시스템 및 탐사선, 측정장치). 2. 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2012-0117556호(2012.10.24. 공개)(발명의 명칭: 부유 센서 및 이를 이용한 수중 환경 감시 방법). 3. 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2011-0027020호(2011.03.16. 공개)(발명의 명칭: 이동식 수질오염 측정 시스템). 4. 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-0906654호(2009.07.07. 공고)(발명의 명칭: 소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질 자동 관측시스템 및 탁도 관측 시스템).
그러나 상기와 같은 종래기술들은 미리 정해진 위치에 수질 측정 장치를 설치하고, 통신을 통해 수질 측정 데이터를 취합하여 분석하는 방식으로서, 정해진 위치의 수질 오염만 측정이 가능하다는 단점이 있다.
또한, 상기와 같은 종래기술들은 수질을 측정하고자 하는 위치에 수질 측정 장치를 설치해야하는 불편함도 있다.
또한, 상기와 같은 종래기술들은 관리자가 일일이 수질 측정 장치가 설치된 위치를 돌아다니면서 해당 장비의 이상 여부를 주기적으로 점검해야하는 불편함도 있다.
또한, 종래기술 2는 부유 센서를 이용하여 자유롭게 이동하면서 수질오염을 측정하는 것은 가능하나, 부유 센서가 장애물에 의해 이동하지 못하는 경우 관리자가 현장에 직접 가서 부유 센서를 다시 이동시켜야 하는 불편함도 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술들에서 발생하는 제반 문제점들을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 자동으로 측정할 수 있도록 한 GPS기반 수질 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 부유 센서의 위치를 지속적으로 감시하여 일정 위치에 장시간 머무는 경우에는 자동으로 현재 위치 탈출 기능을 작동시켜 현재 위치를 벗어나도록 한 GPS기반 수질 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광범위한 하천에서도 무인으로 하천의 수질을 측정할 수 있도록 한 GPS기반 수질 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시시스템은 물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 측정하는 부유 센서;
상기 부유 센서와 무선 통신을 통해 수질 정보를 취합하고, 취합된 수질 정보를 연계된 감시기기에 전달하는 수집기를 포함하고,
상기 부유 센서는 위치 정보를 통해 일정 시간 동안 특정 위치에 머무르는 경우 현재 위치 탈출 기능을 통해 현재 위치를 벗어나는 것을 특징으로 한다.
상기 부유센서는 GPS 위성을 통해 위치 정보를 수신하기 위한 GPS 수신부;
상기 수집기와 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 무선 송수신부;
상기 GPS 수신부를 통해 위치 정보를 수신하고, 상기 수신한 위치 정보의 변동 사항을 확인하며, 수질 센서 및 온도 센서를 통해 수집한 수질 정보의 저장 및 전송을 제어하는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 부유 센서는 상기 중앙처리부의 제어에 따라 측정한 수질 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 부유센서는 상기 중앙처리부의 제어에 따라 현재 위치를 탈출하도록 진동을 발생하는 진동 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 중앙처리부는 메모리에 전송할 수질 정보가 존재하는지를 확인하여, 전송할 수질 정보의 존재시 실시간으로 수집기와 접속을 시도하고, 수집기와 접속시 상기 메모리에 저장된 수질 정보를 전송해주도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 수질 정보는 수질 측정 정보, 온도 정보, 위치 정보, 시간 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시방법은 (a) 수질 측정 동작이 시작되면 메모리에 수질 정보가 존재하는지를 확인하는 단계;
(b) 상기 수질 정보가 메모리에 존재하지 않을 경우 GPS신호를 통해 위치 정보를 확인하는 단계;
(c) 상기 (b)단계에서 확인한 위치 정보가 시간별로 변경될 경우 수질 정보를 획득하고, 수집기 연결을 시도하는 단계;
(d) 상기 수집기가 연결될 경우 획득한 수질 정보를 상기 수집기에 전송하고, 상기 수집기가 연결되지 않을 경우 획득한 수질 정보를 메모리에 저장하는 단계;
(e) 상기 (b)단계에서 확인한 위치 정보가 일정 시간 동안 변경되지 않을 경우 진동 모터를 동작시켜 현재 위치의 탈출을 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (b)단계는 상기 수질 정보가 메모리에 존재할 경우 수집기와 접속을 시도하고, 수집기와 접속될 경우 상기 메모리에 존재하는 수질 정보를 상기 수집기에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 자동으로 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 부유 센서가 일정 위치에 장시간 머무를 경우 자동으로 현재 위치 탈출 기능을 작동시켜 현재 위치를 벗어날 수 있으므로, 기존과 같이 측정 센서가 일정 위치에 머무르는 경우 관리자가 직접 현장에 가서 측정 센서의 위치를 이동시키는 불편함을 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 광범위한 하천에서도 무인으로 광범위한 하천의 수질을 실시간 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시시스템의 개략도.
도 2는 도 1의 부유 센서의 개략 구성도.
도 3은 도 1의 부유 센서의 실시 예 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시방법을 보인 흐름도.
도 5는 본 발명에서 수집된 수질 정보를 지역별로 도시한 사진.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
<실시 예1>
도 1은 본 발명은 따른 GPS기반 수질 감시시스템의 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시시스템은 GPS위성(100), 부유 센서(200), 안테나(300), 수집기(400) 및 감시 기기(500)로 구성된다.
GPS위성(100)은 위치 정보를 포함한 GPS신호를 제공하는 역할을 하며, 부유 센서(200)는 물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 측정하는 역할을 한다. 여기서 바람직하게 부유 센서(200)는 위치 정보를 통해 일정 시간 동안 특정 위치에 머무르는 경우 현재 위치 탈출 기능을 통해 현재 위치를 벗어나게 된다.
이러한 부유 센서(200)의 구조는 도 2와 같으며, 구체적인 실시 예 구성은 도 3과 같다.
도 3에 도시한 바와 같이, 부유 센서(200)의 구체적인 실시 예는 GPS 위성을 통해 위치 정보를 수신하기 위한 GPS 수신부(201), 상기 수집기(400)와 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 무선 송수신부(202), 상기 GPS 수신부(201)를 통해 위치 정보를 수신하고, 상기 수신한 위치 정보의 변동 사항을 확인하며, 수질 센서(206) 및 온도 센서(208)를 통해 수집한 수질 정보의 저장 및 전송을 제어하는 중앙처리부(205)를 포함한다. 여기서 수질 정보는 수질 측정 정보, 온도 정보, 위치 정보, 시간 정보 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 부유 센서(200)는 상기 중앙처리부(205)의 제어에 따라 측정한 수질 정보를 저장하는 메모리(203), 상기 중앙처리부(205)의 제어에 따라 현재 위치를 탈출하도록 진동을 발생하는 진동 모터(209), 부유 센서(200)에 구동용 전원을 공급해주는 배터리(204)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 3에서 미설명 부호 207은 부유 센서(200)의 위치를 감지하는 위치 센서(207)를 의미한다.
상기에서 중앙처리부(205)는 상기 메모리(203)에 전송할 수질 정보가 존재하는지를 확인하여, 전송할 수질 정보의 존재시 실시간으로 수집기와 접속을 시도하고, 수집기(400)와 접속시 상기 메모리(203)에 저장된 수질 정보를 전송해주도록 제어하는 것이 바람직하다.
수집기(400)는 상기 부유 센서(200)와 무선 통신을 통해 수질 정보를 취합하고, 취합된 수질 정보를 연계된 감시기기(500)에 전달하는 역할을 한다.
이러한 수집기(400)는 중계기 역할을 하는 안테나(300)를 통해 복수의 부유 센서의 정보를 취합하게 된다.
감시 기기(500)는 상기 수집기(400)를 통해 수집한 각각의 수질 정보를 디스플레이를 통해 디스플레이하고, 연도별, 월별, 날짜별, 시간별로 분류하고, 위치별로 분류하여 통계 정보를 생성하는 역할을 한다. 이러한 감시 기기(500)는 노트북, 스마트폰, 개인정보단말기(PDA), 퍼스널컴퓨터(PC) 등으로 구현할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 관리자는 부유 센서(200)를 활성화한 상태에서 수질을 측정하고자 하는 하천의 최상류에 부유 센서(200)를 던져 놓는다. 여기서 부유 센서(200)는 하천의 크기 등을 고려하여 적당한 개수로 던져 놓는 것이 바람직하다.
부유 센서(200)는 하천에 투입이 되면 바로 동작을 하여 수질 정보를 획득하게 된다. 여기서 부유 센서(200)는 물에 적당히 잠기면서도 물이 수질 센서(206) 및 온도 센서(208) 이외의 영역으로 침투하는 것을 방지하고, 항상 무선 송수신을 위한 안테나(201)가 상부 중앙에 위치할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.
그리고 부유 센서(200)에서 물에 잠겨지는 부분은 수질 센서(206)나 온도 센서(208)로 물이 유입된 후 다시 유출될 수 있는 관통 공을 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 부유 센서(200)가 동작을 하면 위치 센서(207)는 움직임 및 위치를 검출하여 중앙처리부(205)에 전달한다. 여기서 위치 센서(207)는 모션 센서 및 자이로 센서 등을 구비하고, 이를 통해 부유 센서(200)의 위치 정보를 획득하게 된다. 중앙처리부(205)는 부유 센서(200)의 위치 정보를 확인하여, 위치가 잘못된 경우에는 진동 모터(209)를 동작시켜 스스로 부유 센서(200)의 위치를 조정하게 된다. 이러한 자가 위치 조정 동작을 하였는데도 불구하고 위치가 조정되지 않는 경우, 즉 물에 잠겨야 하는 하부가 상부에 위치하는 경우에는 실제 수질 정보의 획득이 불가능하므로 수질 측정 동작을 수행하지 않게 된다.
이 경우 추후 수집기(400)에는 해당 부유 센서(200)의 수질 측정 정보가 전달되지 않게 되며, 관리자는 이러한 수집기(400)의 정보를 기반으로 어느 부유 센서(200)가 오동작을 하는지를 알 수 있다. 이후 해당 부유 센서를 수리하거나 위치를 정정하여 정상적으로 동작하도록 한다.
다음으로, 부유 센서(200)의 위치가 정상적인 경우, 부유 센서(200)는 물의 흐름에 따라 자연스럽게 흐르게 되고(통상, 상류에서 하류로 이동), 이때 수질 센서(206)는 유입되는 물의 수질을 측정하여 중앙처리부(205)에 전달하게 되고, 동시에 온도 센서(208)도 물의 온도를 측정하여 상기 중앙처리부(205)에 전달한다.
상기 중앙처리부(205)는 GPS 수신부(201)를 통해 수신한 시각 정보를 기반으로 현재의 시간 정보(연도, 월, 날짜, 시간)를 인지하고, 상기 GPS 수신부(201)를 통해 수신한 위치 정보를 기반으로 지도상의 좌표를 인지하게 된다. 그리고 인지한 시간정보와 좌표 정보를 측정한 수질 정보 및 온도 정보와 매핑하여 수질 정보를 생성하게 된다.
수질 정보를 획득하게 되면 무선 송수신부(202)를 제어하여 수집기(400)와의 통신을 시도하도록 하고, 이후 수집기(400)와 접속이 이루어지면 상기 획득한 수질 정보를 무선 송수신부(202)를 통해 무선 신호로 만들어 수집기(400)로 전송하게 된다.
여기서 수집기(400)와 통신을 시도한 후 수집기(400)와 접속이 이루어지지 않으면 상기 획득한 수질 정보를 메모리(203)에 저장하고, 추후 수집기(400)와 접속이 이루어지면 그때 상기 메모리(203)에 저장한 수질 정보를 수집기(400)로 전송하도록 한다. 이렇게 함으로써 수집기(400)와 접속이 이루어지지 않아도 획득한 수질 정보가 유실되는 것을 방지하게 된다.
상기와 같은 수질 정보 처리 과정은 실시간으로 획득한 수질 정보를 메모리(203)에 저장하거나 수집기(400)로 전송하는 것으로 설명하였으나, 실시간으로 수질 정보를 획득할 경우에는 많은 데이터량의 발생으로 데이터 저장이나 처리에 장애가 발생할 우려가 있다. 아울러 실시간으로 계속해서 수질 정보를 획득하게 되면 배터리(204)의 소모량이 증가하여 자주 배터리를 교체해주어야 하는 불편함이 발생할 수도 있다. 이러한 불편함을 해소하기 위해서 본 발명의 다른 실시 예로서 사용자에 의해 수질 정보의 획득 시간을 일정 주기로 설정할 수 있다. 예컨대, 3분, 5분, 7분, 10분 등의 간격으로 설정할 수 있다. 여기서 수질 측정 주기가 너무 길게 되면 해당 하천의 수질 정보를 정확하게 획득하는 것이 어렵게 되기 때문에, 실험이나 유속 등을 고려하여 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
수집기(400)는 각각의 하천에서 부유 센서로부터 전송되는 수질 정보를 취합하고 이를 감시 기기(500)로 전달한다. 여기서 감시 기기(500)는 관리자가 휴대하거나 소유한 장비로서, 통상의 노트북, 개인정보단말기, 스마트폰, 퍼스널컴퓨터 등으로 구현하는 것이 바람직하다.
관리자는 이러한 감시 기기를 이용하여 실시간으로 특정 하천의 수질 상태를 원격에서 일목요연하게 확인할 수 있게 된다.
아울러 감시 기기에서 하천의 수질 상태를 표시해줄 경우, 도 5와 같이 수집된 수질 정보를 기반으로 지도 데이터에 지역별 수질 상태를 표시해줌으로써, 관리자가 좀 더 용이하게 해당 지역의 수질 상태를 인지할 수 있게 된다. 여기서 지도 데이터에 지열별 수질 상태를 표시해주는 방식은 수집된 수질 정보에 위치정보가 포함되므로 이를 이용하면 용이하게 지열별로 수질 상태를 표시해줄 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 특징으로서 부유 센서(200)는 하천에 있는 장애물(예를 들어, 돌, 바위, 나뭇가지, 쓰레기, 기타)에 의해 이동이 불가능한 경우, 이를 스스로 탈출할 수 있는 탈출 기능이 존재한다.
예컨대, 중앙처리부(205)는 GPS수신부(201)를 통해 실시간으로 위치 정보(GPS좌표정보)를 수신하고, 메모리(2030에 저장한 이전 위치 정보와 비교를 하여 위치의 변경이 발생하는지 아니면 현재 위치에 머무는지를 확인한다.
이 확인 결과 위치에 변경이 발생하지 않으면 내부 카운터를 이용하여 위치 변경이 발생하지 않는 시간의 경과를 확인하게 되고, 그 경과 시간이 미리 정해진 일정 시간(예를 들어, 5분)을 초과하게 되면 부유 센서(200)가 장애물에 의해 현재 동일 위치에 머무르는 것으로 판단을 한다.
부유 센서(200)가 장애물에 의해 일정 위치에 머무르는 것으로 판단이 되면, 진동 모터(209)를 구동시키게 된다. 진동 모터(209)는 중앙처리부(205)의 제어에 따라 동작을 하여 진동을 발생하게 된다. 이러한 진동은 일정 방향과 그 반대 방향으로 충격을 가하는 동작이나 진동 회전 등을 이용하게 된다. 진동의 발생으로 부유 센서(200)는 움직이는 동작을 취하게 되고, 이러한 움직임을 통해 장애물로부터 탈출을 하게 된다.
장애물로부터 탈출을 한 경우에는 다시 수질 정보를 획득하는 동작을 수행하게 된다.
<실시 예2>
도 4는 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시방법을 보인 흐름도로서, S는 단계(step)를 나타내고 도 3의 중앙처리부(205)에서 소프트웨어적으로 수질 정보를 획득하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시방법은 (a) 수질 측정 동작이 시작되면 메모리(203)에 수질 정보가 존재하는지를 확인하는 단계(S101 ~ S103); (b) 상기 수질 정보가 메모리(203)에 존재하지 않을 경우 GPS신호를 통해 위치 정보를 확인하는 단계(S104); (c) 상기 (b)단계에서 확인한 위치 정보가 시간별로 변경될 경우 수질 정보를 획득하고, 수집기 연결을 시도하는 단계(S105 ~ S107, S109 ~ S110); (d) 상기 수집기(400)가 연결될 경우 획득한 수질 정보를 상기 수집기(400)에 전송하고, 상기 수집기(400)가 연결되지 않을 경우 획득한 수질 정보를 메모리(203)에 저장하는 단계(S111 ~ S112); (e) 상기 (b)단계에서 확인한 위치 정보가 일정 시간 동안 변경되지 않을 경우 진동 모터(209)를 동작시켜 현재 위치의 탈출을 시도하는 단계(S108)로 이루어진다.
여기서 (b)단계는 상기 수질 정보가 메모리(203)에 존재할 경우 수집기(400)와 접속을 시도하고, 수집기(400)와 접속될 경우 상기 메모리(203)에 존재하는 수질 정보를 상기 수집기(400)에 전송하게 된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 GPS기반 수질 감시방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단계 S101에서 수질 정보를 획득하기 위한 대기 상태로 전환하고, 단계 S102에서 수질 정보 획득 동작이 요청되면 단계 S103으로 이동하여 메모리에 전송할 데이터가 존재하는지를 확인한다.
이 확인 결과 메모리에 전송할 데이터가 존재할 경우에는 단계 S110으로 이동하여 수집기와의 연결을 시도하게 되고, 이 시도 결과 수집기와 연결이 이루어지면 단계 S111으로 이동하여 메모리(203)에 저장된 수질 정보를 수집기로 전송하게 된다.
한편, 단계 S103의 확인 결과 메모리에 전송할 데이터가 존재하지 않을 경우에는, 단계 S104로 이동하여 부유 센서(200)의 위치를 확인한다. 이 확인 결과 부유 센서(200)의 위치가 정상적으로 감지되면 단계 S105로 이동하여 GPS 신호를 수신하여 시각 정보 및 위치 정보를 획득한다.
그리고 단계 S106으로 이동하여 수신한 위치 정보를 기반으로 GPS 좌표를 측정하고, 단계 S107로 이동하는 측정한 GPS좌표가 변경되는지를 확인한다. 이 확인 결과 GPS좌표가 변경되는 경우에는 단계 S109로 이동하여 온도 센서(208)를 이용하여 물의 온도를 측정하고, 동시에 수질 센서(206)를 이용하여 수질을 측정하게 된다. 여기서 온도 센서(208)나 수질 센서(206)는 통상의 물의 온도를 측정하는 온도 센서와 물의 질을 측정하는 수질 센서를 사용하는 것이 바람직하다.
온도 및 수질이 측정되면 그 측정정보에 시간 정보 및 위치 정보를 포함하여 수질 정보를 생성하고, 단계 S110에서 수집기와의 접속을 시도하게 된다. 이 시도 결과 수집기와 접속이 이루어지면 단계 S111로 이동하여 획득한 수질 정보를 상기 수집기로 전송하게 된다.
이와는 달리 수집기와의 접속이 이루어지지 않으면 단계 S112로 이동하여 획득한 수질 정보를 메모리에 저장하게 된다. 이로써 수집기와 통신이 불가능한 경우에도 획득한 수질 정보가 유실되는 것을 방지하게 된다.
이러한 본 발명에 따르면 부유 센서 자체적으로 물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 자동으로 측정할 수 있게 되며, 부유 센서가 일정 위치에 장시간 머무를 경우 자동으로 현재 위치 탈출 기능을 통해 현재 위치를 벗어날 수 있는 장점이 있다. 또한,
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100… GPS위성
200… 부유 센서
201… GPS 수신부
202… 무선 송수신부
203… 메모리
205… 중앙처리부
206… 수질 센서
207… 위치 센서
208… 온도 센서
209… 진동 모터
400… 수집기
500… 감시 기기

Claims (8)

  1. GPS기반으로 수질을 감시하는 시스템에 있어서,
    물의 흐름에 따라 자연스럽게 이동하면서 불특정 위치의 수질을 측정하는 부유 센서;
    상기 부유 센서와 무선 통신을 통해 수질 정보를 취합하고, 취합된 수질 정보를 연계된 감시기기에 전달하는 수집기를 포함하고,
    상기 부유 센서는 위치 정보를 통해 일정 시간 동안 특정 위치에 머무르는 경우 현재 위치 탈출 기능을 통해 현재 위치를 벗어나는 것을 특징으로 하는 GPS기반 수질 감시시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 부유센서는 GPS 위성을 통해 위치 정보를 수신하기 위한 GPS 수신부;
    상기 수집기와 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 무선 송수신부;
    상기 GPS 수신부를 통해 위치 정보를 수신하고, 상기 수신한 위치 정보의 변동 사항을 확인하며, 수질 센서 및 온도 센서를 통해 수집한 수질 정보의 저장 및 전송을 제어하는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS기반 수질 감시시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 부유 센서는 상기 중앙처리부의 제어에 따라 측정한 수질 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS기반 수질 감시시스템.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 부유센서는 상기 중앙처리부의 제어에 따라 현재 위치를 탈출하도록 진동을 발생하는 진동 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS기반 수질 감시시스템.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 중앙처리부는 메모리에 전송할 수질 정보가 존재하는지를 확인하여, 전송할 수질 정보의 존재시 실시간으로 수집기와 접속을 시도하고, 수집기와 접속시 상기 메모리에 저장된 수질 정보를 전송해주도록 제어하는 것을 특징으로 하는 GPS기반 수질 감시시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 수질 정보는 수질 측정 정보, 온도 정보, 위치 정보, 시간 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS기반 수질 감시시스템.
  7. GPS기반으로 수질을 감시하는 방법에 있어서,
    (a) 수질 측정 동작이 시작되면 메모리에 수질 정보가 존재하는지를 확인하는 단계;
    (b) 상기 수질 정보가 메모리에 존재하지 않을 경우 GPS신호를 통해 위치 정보를 확인하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계에서 확인한 위치 정보가 시간별로 변경될 경우 수질 정보를 획득하고, 수집기 연결을 시도하는 단계;
    (d) 상기 수집기가 연결될 경우 획득한 수질 정보를 상기 수집기에 전송하고, 상기 수집기가 연결되지 않을 경우 획득한 수질 정보를 메모리에 저장하는 단계;
    (e) 상기 (b)단계에서 확인한 위치 정보가 일정 시간 동안 변경되지 않을 경우 진동 모터를 동작시켜 현재 위치의 탈출을 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS기반 수질 감시방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 (b)단계는 상기 수질 정보가 메모리에 존재할 경우 수집기와 접속을 시도하고, 수집기와 접속될 경우 상기 메모리에 존재하는 수질 정보를 상기 수집기에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS기반 수질 감시방법.

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