KR20170022712A - Automatic water quality analysis in aquaculture farming using color image processing techniques for manual test kit and remote monitoring system thereof - Google Patents

Automatic water quality analysis in aquaculture farming using color image processing techniques for manual test kit and remote monitoring system thereof Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method for an automatic water quality analysis, comprising: a step of collecting a sample to examine a water quality; a step of measuring a water quality requirement using the collected sample with the water quality measurement kit; and a step of drawing a conclusion of the water quality analysis based on an analyzed image of the water quality measurement kit. The present invention films a color change of the water quality measurement kit as an imaging device to enable automatic water quality monitoring using a simple water quality measurement kit, and is able to widely be used in a situation having difficulties with finance to accommodate a real time sensor or to expect a measurement result with high credibility.

Description

수질측정키트의 이미지 처리 기법을 이용한 양식장 자동화 수질분석 및 원격 감시시스템 {Automatic water quality analysis in aquaculture farming using color image processing techniques for manual test kit and remote monitoring system thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automated water quality analysis system and a remote monitoring system for aquaculture farm,

본 발명은 수질 자동분석방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 수질측정키트와 이미지 처리 기법을 이용하여 수질을 자동으로 분석하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic water quality analysis method, and more particularly, to a method and an apparatus for automatically analyzing water quality using a water quality measurement kit and an image processing technique.

양식장 수조 내 수질 환경을 원격으로 모니터링 하기 위해서는 일반적으로 센서를 적용한 실시간 수질측정 장치를 사용하게 되며, 이러한 센서들을 주로 수조에 고정되어 설치 된 후 무선통신단말기를 통하여 일정주기에 따라 데이터를 관제센터에 전송하게 된다. 그러나 이러한 원격 모니터링 기술들은 대체로 측정 원리가 간단한 일반적인 수질 항목(용존산소, 온도)들을 대상으로 하고 있으며, 수질 측정이 어려운 항목의 경우 별도의 장비를 자체 개발하거나 상용화된 중/고가의 센서를 구입하여 측정이 이루어지고 있다. 그러나, 중/고가 센서의 경우, 표준 공정시험법과 달리 시료의 특성에 따라 수질 측정값의 정확성과 재현성이 다소 떨어질 수 있는 있는 단점이 있으며, 소규모 양식장의 경우 경제적인 어려움으로 적용이 용이하지 않다. 이에 반하여 용존영양염류(아질산질소, 암모니아질소, 질산질소, 인산인, 규산규소)와 같은 수질 인자들은 수조 내 어종(뱀장어)의 사활과 생산성에 가장 중요한 역할을 하기 때문에 실시간 자동 측정이 요구되고 있다. 현재 대부분의 양식장의 경우 수소 이온 농도 (pH)에 따른 암모니아성 질소 농도는 관리자가 직접 양식 수조로부터 수질 시료를 채취하여 표준공정시험법을 통하여 측정하고 있으며, 이에 따라 단 시간 내에 변화하는 암모니아성 질소 농도 변화에 시기적절하게 대응하지 못하고 있다. 더욱이, 수질 측정 시간을 절감하기 위하여 양식 산업 현장에서 흔하게 활용되고 있는 수질측정키트의 경우, 경우에 따라서는 관리자의 소홀과 주관적 판단에 의해 측정결과가 왜곡될 수 있는 단점이 있다. In order to remotely monitor the water quality environment in a fish tank, a real-time water quality measurement device using sensors is usually used. These sensors are mainly installed in a water tank, and data is transmitted to the control center through a wireless communication terminal . However, these remote monitoring technologies generally target general water quality items (dissolved oxygen, temperature) that are simple in principle of measurement. In case of difficult to measure water quality items, a separate device is developed in-house or a commercial middle / Measurements are being made. However, in case of medium / high price sensor, the accuracy and reproducibility of the water quality measurement value may be somewhat deteriorated depending on the characteristics of the sample, unlike the standard process test method. On the other hand, water quality factors such as dissolved nutrients (nitrite, ammonia nitrogen, nitrate, phosphate, silicon silicate) play the most important role in the survival and productivity of fish species in ecosystem (eels) . In most farms, the ammonia nitrogen concentration according to the pH (pH) is measured by a standard process test method by a manager taking the water sample from the aquaculture tank. Thus, ammonia nitrogen It is not able to cope with concentration changes in a timely manner. Furthermore, in the case of a water quality measurement kit, which is often used in the aquaculture industry to reduce the water quality measurement time, the measurement result may be distorted by the manager's neglect and subjective judgment depending on the case.

한국등록특허 "수질측정장치 및 그를 이용한 수질측정방법(10-0775928)"Korean Registered Patent "Water quality measurement device and method for measuring water quality using the same (10-0775928)"

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 수질측정키트와 이미지 처리 기법을 이용하여 수질을 자동으로 분석하는 방법을 제공하는 것이다.The first problem to be solved by the present invention is to provide a method for automatically analyzing water quality using a water quality measurement kit and an image processing technique.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 수질측정키트와 이미지 처리 기법을 이용하여 수질을 자동으로 분석하는 장치를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide an apparatus for automatically analyzing water quality using a water quality measurement kit and an image processing technique.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여, 수질을 측정하고자 하는 시료를 채취하는 단계; 상기 채취된 시료를 수질측정키트를 이용하여 수질항목을 측정하는 단계; 상기 수질측정키트의 색상 변화를 촬상수단을 촬영하는 단계; 및 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.In order to solve the above-described first problem, the present invention provides a method for measuring water quality, comprising the steps of: Measuring the quality of the collected sample using a water quality measurement kit; Capturing an image of the color change of the water quality measurement kit; And analyzing an image of the water quality measurement kit to derive a water quality analysis result.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 수질측정키트는, 수질 측정 시험지 또는 바이얼(vial)이 설치되는 회전식 샘플러에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the water quality measurement kit may be a method in which a water quality test strip or a vial is mounted on a rotary sampler.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 수질분석 결과를 도출하는 단계는, 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지에 대한 이미지 변환을 통해 상기 수질측정키트 색상의 변화를 정량적으로 수치화하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the step of deriving the water quality analysis result comprises quantitatively quantifying a change in hue of the water quality measurement kit through image conversion of an image of the water quality measurement kit Lt; / RTI >

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 수질분석 결과를 서버 또는 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하는 방법일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the method may further include providing the water quality analysis result to a server or a user.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 수질을 측정하고자 하는 시료는, 뱀장어 양만장에서 채취된 시료이고, 상기 수질측정키트를 이용하여 측정되는 수질항목은, 아질산성 질소 농도, 암모니아성 질소 농도 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the sample to be measured for the water quality is a sample collected from the full amount of eels, and the quality of the water quality measured using the water quality measurement kit is selected from the group consisting of nitrite nitrogen concentration, ammonia nitrogen concentration The method comprising the steps of:

본 발명은 상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 수질 자동분석장치에 있어서, 수질을 측정하고자 채취된 시료로부터 수질항목을 측정하는 수질측정키트를 포함하는 수질측정부; 상기 수질측정키트를 촬영하는 촬상수단; 및 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출하는 처리부를 포함하고, 상기 수질측정키트의 색상 변화를 촬상수단으로 촬영하는 것을 특징으로 하는 장치을 제공한다. To solve the second problem, the present invention provides an automatic water quality analyzer comprising: a water quality measuring unit including a water quality measurement kit for measuring a water quality item from a sample collected for measuring water quality; An imaging means for imaging the water quality measurement kit; And a processor for analyzing an image taken by the water quality measurement kit to derive a water quality analysis result, wherein the color variation of the water quality measurement kit is photographed by an imaging unit.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 수질측정부는, 수질 측정 시험지 또는 바이얼(vial)이 설치되는 회전식 샘플러인 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the water quality measuring unit may be a rotary sampler equipped with a water quality test strip or a vial.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 처리부는, 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지에 대한 이미지 변환을 통해 상기 수질측정키트 색상의 변화를 정량적으로 수치화하는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the processing unit quantitatively quantifies a change in hue of the water quality measurement kit through image conversion of an image taken by the water quality measurement kit.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 수질분석 결과를 서버 또는 사용자에게 제공하는 통신부를 더 포함하는 장치일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the apparatus may further include a communication unit for providing the water quality analysis result to a server or a user.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 수질을 측정하고자 하는 시료는, 뱀장어 양만장에서 채취된 시료이고, 상기 수질측정키트를 이용하여 측정되는 수질항목은, 아질산성 질소 농도, 암모니아성 질소 농도 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the sample to be measured for the water quality is a sample collected from the full amount of eels, and the quality of the water quality measured using the water quality measurement kit is selected from the group consisting of nitrite nitrogen concentration, ammonia nitrogen concentration And at least one of the at least two devices.

본 발명에 따르면, 간이 수질측정키트를 활용하여 자동화 수질 모니터링이 가능하고, 실시간 센서의 확보가 경제적으로 어렵거나 실시간 센서를 통하여 신뢰도 높은 측정결과를 기대하기 어려운 현장에 폭넓게 활용될 수 있다. 또한, 칼라 이미지 처리 기술과 무선 통신 기술을 사용하여 관리자가 직접 현장에서 관측할 시 요구되는 인력과 시간, 비용을 절감할 수 있으며, 이를 통하여 양식장 수조 내에서 발생할 수 있는 급격한 수질 변화에 대해 신속한 대응책을 마련하는 데 기여할 수 있다.According to the present invention, automatic water quality monitoring can be performed using a simple water quality measurement kit, it can be widely used in a field where real-time sensors can not be secured economically or real-time sensors can not be reliably expected. In addition, by using color image processing technology and wireless communication technology, it is possible to reduce manpower, time and cost required for the manager to directly observe in the field. Through this, rapid response to rapid water quality change in aquaculture tank Can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질 자동측정장치의 블록도이다.
도 2는 수질측정에 사용되는 오토샘플러의 예이다.
도 3은 수질측정키트 색상의 변화를 정량적으로 수치화한 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수질 자동측정장치를 활용한 수질분석 및 원격 모니터링시스템을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수질 자동측정방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수질 자동측정방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of an automatic water quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an example of an auto sampler used for water quality measurement.
3 is an image obtained by quantitatively quantifying a change in hue of a water quality measurement kit.
FIG. 4 illustrates a water quality analysis and remote monitoring system using an automatic water quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method for automatically measuring water quality according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of a method for automatically measuring water quality according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.Prior to the description of the concrete contents of the present invention, for the sake of understanding, the outline of the solution of the problem to be solved by the present invention or the core of the technical idea is first given.

본 발명의 일 실시예에 따른 수질 자동분석방법은, 수질을 측정하고자 하는 시료를 채취하는 단계, 상기 채취된 시료를 수질측정키트를 이용하여 수질항목을 측정하는 단계, 상기 수질측정키트의 색상 변화를 촬상수단을 촬영하는 단계, 및 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an automatic water quality analysis method comprising the steps of: collecting a sample to be measured for water quality; measuring a water quality item using the water quality measurement kit; And imaging the image of the water quality measurement kit to derive a water quality analysis result.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples are provided to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결 또는 접합'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결 또는 접합'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결 또는 접합'되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" or "spliced" with another part, it is not necessarily the case that it is directly connected or spliced, And " joined ". In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments thereof with reference to the attached drawings in which: It is possible to quote the above. In the following detailed description of the principles of operation of the preferred embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of the known functions and configurations, and other matters may be unnecessarily obscured, A detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질 자동측정장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an automatic water quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 수질 자동분석장치(100)는 수질측정부(110), 촬상수단(120), 및 처리부(130)로 구성된다. 나아가, 통신부(140)를 더 포함할 수 있다.An automatic water quality analyzing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a water quality measuring unit 110, an image sensing unit 120, and a processing unit 130. Further, the communication unit 140 may be further included.

수질측정부(110)는 수질을 측정하고자 채취된 시료로부터 수질항목을 측정하는 수질측정키트를 포함한다.The water quality measurement unit 110 includes a water quality measurement kit for measuring a water quality item from a sample collected for measuring water quality.

보다 구체적으로, 수질을 측정하기 위해 수질측정부(110)는 수질측정키트를 이용한다. 수질을 측정하고자 채취된 시료를 수질측정키트를 이용하여 수질을 측정한다. 시료의 채취는 주기적으로 또는 사용자의 설정에 따라 수행될 수 있다. 상기 수질측정키트는 간이 수질측정키트일 수 있고, 수질측정부(110)는 수질 측정 시험지 또는 바이얼(vial)이 설치되는 회전식 샘플러일 수 있다. 샘플러는 다양한 수질측정키트의 형태가 가변적으로 적용될 수 있고, 일정 주기 간격으로 회전하고, 수질시료가 테스트 키트에 주입된 후 곧바로 배출될 수 있도록 원형식 디스크로 구현될 수 있다. 수질 측정 시험지 또는 바이얼을 이용하여 별도의 분석없이 시험지 또는 바이얼 내 시험액의 색상변화로 쉽게 수질을 측정할 수 있다. 수질 측정 시험지 또는 바이얼은 도 2와 같은 회전식 샘플러에 설치되어 시료에 대한 수질을 측정할 수 있다.More specifically, the water quality measurement unit 110 uses a water quality measurement kit to measure water quality. The water quality is measured using a water quality measurement kit. Sampling can be performed periodically or according to user settings. The water quality measurement kit may be a simple water quality measurement kit, and the water quality measurement unit 110 may be a rotary sampler equipped with a water quality test strip or a vial. The sampler may be embodied as a circular disk so that the various water quality measurement kits may be varied in shape, rotated at regular intervals, and discharged immediately after the water sample is injected into the test kit. The quality of the water can be measured easily by changing the color of the test liquid or the test liquid in the vial without separate analysis using the water quality test paper or vial. Water quality test strips or vials can be installed on a rotating sampler as shown in FIG. 2 to measure the water quality of the sample.

상기 수질을 측정하고자 하는 시료는 뱀장어 양만장에서 채취된 시료이고, 상기 수질측정키트를 이용하여 측정되는 수질항목은 아질산성 질소 농도, 암모니아성 질소 농도 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 수질항목에는 인, 유기영양, 또는 중금속 등을 더 포함할 수 있다. 양만장 또는 양식장의 수질을 관리함에 있어서, 수온 또는 용존산소 등은 센서를 이용하여 쉽게 측정이 가능하나 뱀장어에 영향이 큰 질소의 경우, 측정하는 것이 쉽지 않다. 센서를 이용하여 측정하는 경우, 정확한 검증이 이루어지기 힘들 수 있고, 시료를 채취하여 표준공정시험법을 통하여 측정하는 경우, 시간이 소요되어 단시간 내에 변화하는 질소농도 변화에 빠르게 대처하기 어렵다. 하지만, 양만장에서 채취된 시료를 바로 간이 수질측정키트를 이용하여 측정하는 경우, 쉽고 빠르게 질소 관련 수질항목들을 측정할 수 있다. 질소 관련하여 특히 아질산성 질소 농도와 암모니아성 질소 농도를 측정할 수 있다. 아질산성 질소 농도는 pH가 낮은 조건에서 독성 수준이 증가하고, 암모니아성 질소 농도는 pH가 높은 조건에서 독성 수준이 증가한다. 이는 먹이의 급이량 변화와 노폐물 적체로 인한 순환 체계의 불균형을 초래하게 되어 뱀장어에 큰 영향을 미친다. 따라서, 질소 관련 인자들에 대한 집중적인 모니터링이 필요하다.The sample to be measured for the water quality is a sample collected at the full volume of eels, and the quality of the water quality measured using the water quality measurement kit may include at least one of a nitrite nitrogen concentration and an ammonia nitrogen concentration. The water quality item may further include phosphorus, organic nutrition, heavy metals, and the like. It is easy to measure water temperature or dissolved oxygen by using sensors, but it is not easy to measure the amount of nitrogen which affects the eel. When using the sensor, accurate verification can not be achieved. When the sample is sampled and measured by the standard process test method, it takes time and it is difficult to quickly cope with the change in the nitrogen concentration which changes within a short time. However, if the samples collected at the same time are measured directly using the simple water quality measurement kit, the nitrogen-related water quality items can be measured easily and quickly. Nitrogen and especially ammonia nitrogen concentration and ammonia nitrogen concentration can be measured. The nitrite nitrogen concentration increases at low pH and the ammonia nitrogen concentration increases at high pH. This results in a disproportionate amount of food and an imbalance of the circulatory system caused by the waste accumulation, which has a great influence on the eel. Therefore, intensive monitoring of nitrogen-related factors is needed.

촬상수단(120)은 상기 수질측정키트를 촬영한다.The imaging unit 120 takes the water quality measurement kit.

보다 구체적으로, 수질측정키트의 색상변화를 이미지로 획득하기 위하여, 수질측정키트를 촬영한다. 촬상수단(120)은 색상 이미지를 촬영할 수 있는 카메라일 수 있다. 촬상수단(120)은 수질측정키트에 대한 이미지를 사진 또는 영상으로 생성할 수 있다.More specifically, a water quality measurement kit is photographed to acquire the color change of the water quality measurement kit as an image. The image pickup means 120 may be a camera capable of photographing a color image. The imaging unit 120 may generate an image of the water quality measurement kit as a photograph or an image.

처리부(130)는 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출한다.The processing unit 130 analyzes the image taken by the water quality measurement kit to derive a water quality analysis result.

보다 구체적으로, 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석함으로써 수질측정키트의 색상변화를 감지하여 수질정보를 알 수 있다. 칼라 이미지 처리를 이용하여 채취된 수질 시료에 반응한 테스트 키트의 색상 변화를 제조사에서 제공한 농도에 따른 표준 색상 정보와 비교하여 정량적인 측정결과로 자동으로 변환한다. 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하기 위하여, 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지에 대한 이미지 변환을 통해 수질측정키트 색상의 변화를 정량적으로 수치화한다. 이미지 변환 알고리즘을 이용하여 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지에 대한 이미지 변환을 수행할 수 있다. 수질측정키트의 색상으로부터 RGB 칼라분석과 같은 칼라 이미지 처리를 통해 현재 수질측정키트의 시험지 또는 시험액의 RGB 값을 도출한다. 상기 수질측정키트에 사용되는 시험지 또는 시험액의 수질판단기준 색상의 정보인 RGB 값들과 비교하여 수질분석 결과를 도출할 수 있다. 현재 측정된 수질측정 결과의 색상정보와 이에 대응하는 수질판단기준 색상정보를 확인하여 현재 수질측정 결과를 도출할 수 있다. More specifically, by analyzing the image of the water quality measurement kit, the color change of the water quality measurement kit can be detected and the water quality information can be obtained. The color change of the test kit in response to the water quality sample obtained using the color image processing is automatically converted to the quantitative measurement result by comparing with the standard color information according to the concentration provided by the manufacturer. In order to analyze the image of the water quality measurement kit, the color change of the water quality measurement kit is quantitatively quantified through image conversion of the image taken by the water quality measurement kit. An image conversion algorithm may be used to perform image conversion on an image of the water quality measurement kit. From the color of the water quality measurement kit, the RGB value of the test paper or test liquid of the current water quality measurement kit is derived through color image processing such as RGB color analysis. The water quality analysis result can be obtained by comparing the RGB values, which are the information of the reference color of the water quality of the test paper or test liquid used in the water quality measurement kit. The present water quality measurement result can be derived by checking the color information of the measured water quality measurement result and the corresponding water quality judgment reference color information.

상기 수질판단기준 색상정보는 저장부에 포함되어 있을 수 있다. 수질판단기준의 신뢰성을 높이기 위하여 표준공정시험법과 테스트 키트의 정확성을 비교하여 획득한 보정을 반영할 수 있다.상기 수질판단 기준 RGB 값은 수질측정키트 제조사에서 제공하는 색상 index 정보일 수 있다. 또는 촬상수단의 성능이나 환경에 따라 색상의 차이가 발생할 수 있는바, 시료가 투입되기 전의 수질측정키트의 RGB 값과 제시된 색상 index 정보와의 비교를 통해 그 차이값을 실제 측정에 반영하여 정확한 수질결과를 도출할 수 있다. The water quality judgment reference color information may be included in the storage unit. In order to improve the reliability of the water quality judgment standard, it is possible to reflect the correction obtained by comparing the accuracy of the standard process test method and the test kit. The RGB value of the water quality judgment standard may be the color index information provided by the manufacturer of the water quality measurement kit. Or color difference may occur depending on the performance or the environment of the image sensing means. By comparing the RGB value of the water quality measurement kit before the sample is introduced with the color index information presented, the difference value is reflected to the actual measurement, Results can be derived.

통신부(140)는 상기 수질분석 결과를 서버 또는 사용자에게 제공한다.The communication unit 140 provides the water quality analysis result to the server or the user.

보다 구체적으로, 수질분석 결과를 실시간으로 모니터링하기 위하여, 수질분석결과를 서버 또는 사용자에게 실시간 또는 주기적으로 제공한다. 관제시스템으로 수질분석 결과를 무선 또는 유선 통신을 통해 송신할 수 있다. 무선 통신에는 Wi-fi 또는 ZigBee 등의 무선 네트워크 환경을 이용하여 관제 시스템으로 송신할 수 있다.More specifically, in order to monitor the water quality analysis result in real time, the water quality analysis result is provided to the server or the user in real time or periodically. With the control system, the water quality analysis result can be transmitted through wireless or wire communication. Wireless communication can be transmitted to the control system using a wireless network environment such as Wi-fi or ZigBee.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수질 자동측정장치를 활용한 수질분석 및 원격 모니터링시스템을 나타낸 것이다.FIG. 4 illustrates a water quality analysis and remote monitoring system using an automatic water quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

수질분석 및 원격 모니터링시스템은 수질을 측정하고자 채취된 시료로부터 수질항목을 측정하는 수질측정키트를 포함하는 수질측정부 및 상기 수질측정키트를 촬영하는 촬상수단을 포함하는 수질측정장치, 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출하는 처리서버, 상기 수질분석 결과를 사용자에게 제공하는 관제서버를 포함한다. 상기 수질측정키트의 색상 변화를 촬상수단으로 촬영하고, 상기 수질측정부는 수질 측정 시험지 또는 바이얼(vial)이 설치되는 회전식 샘플러일 수 있고, 상기 처리서버는 상기 수질측정키트 색상의 변화를 정량적으로 수치화할 수 있다. 상기 수질을 측정하고자 하는 시료는 뱀장어 양만장에서 채취된 시료이고, 상기 수질측정키트를 이용하여 측정되는 수질항목은 아질산성 질소 농도, 암모니아성 질소 농도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.A water quality analysis and remote monitoring system includes a water quality measurement device including a water quality measurement part including a water quality measurement kit for measuring a water quality item from a sample collected for measuring water quality and an imaging unit for photographing the water quality measurement kit, And a control server for providing the user with a result of the water quality analysis. The color change of the water quality measurement kit may be photographed by the imaging means and the water quality measurement section may be a rotary sampler provided with a water quality test strip or a vial and the processing server may quantitatively It can be quantified. The sample to be measured for the water quality is a sample collected at the full volume of eels, and the quality of the water quality measured using the water quality measurement kit may include at least one of a nitrite nitrogen concentration and an ammonia nitrogen concentration.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수질 자동측정방법의 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수질 자동측정방법의 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart of an automatic water quality measuring method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart of an automatic water quality measuring method according to another embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 6의 각 단계에 대한 상세한 설명은 상기 설명된 본 발명의 실시예에 따른 수질 자동측정장치에 대한 상세한 설명에 대응된다. 이하, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.5 to 6 correspond to the detailed description of the automatic water quality measuring apparatus according to the embodiment of the present invention described above. Hereinafter, redundant description will be omitted.

510 단계는 수질을 측정하고자 하는 시료를 채취하는 단계이다.Step 510 is a step of collecting a sample to be measured for water quality.

보다 구체적으로, 수질을 측정하고자 하는 수원으로부터 시료를 채취한다. 상기 수질을 측정하고자 하는 시료는 뱀장어 양만장에서 채취된 시료일 수 있다.More specifically, a sample is taken from a source of water to be measured. The sample for which the water quality is to be measured may be a sample collected from the eel of the eel.

520 단계는 상기 채취된 시료를 수질측정키트를 이용하여 수질항목을 측정하는 단계이다.Step 520 is a step of measuring the water quality item using the water quality measurement kit.

보다 구체적으로, 510 단계에서 채취된 시료를 수질측정키트에 주입하여 수질항목을 측정하는 단계이다. 수질측정키트는 현장에서 센서 등으로 측정이 어려운 수질항목들을 측정할 수 있는 키트를 포함할 수 있다. 수질측정키트를 이용하여 측정되는 수질항목은 아질산성 질소 농도, 암모니아성 질소 농도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.More specifically, the step 510 is a step of injecting the sample collected in the water quality measurement kit to measure the water quality item. The water quality measurement kit may include a kit capable of measuring water quality items that are difficult to measure with a sensor in the field. The water quality items measured using the water quality measurement kit may include at least one of a nitrite nitrogen concentration and an ammonia nitrogen concentration.

수질측정키트는 수질 측정 시험지 또는 바이얼(vial)이 설치되는 회전식 샘플러에 장착되어 있을 수 있다.The water quality measurement kit may be mounted on a water quality test strip or a rotary sampler equipped with a vial.

530 단계는 수질측정키트의 색상 변화를 촬상수단을 촬영하는 단계이다.Step 530 is a step of photographing the imaging means for color change of the water quality measurement kit.

보다 구체적으로, 520 단계에서 시료를 수질측정키트에 주입함으로써 발생하는 상기 수질측정키트의 색상 변화를 촬상수단으로 촬영한다. More specifically, the color change of the water quality measurement kit, which is generated by injecting the sample into the water quality measurement kit in step 520, is photographed by the imaging means.

540 단계는 상기 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출하는 단계이다.Step 540 is a step of analyzing the image of the water quality measurement kit to derive a water quality analysis result.

보다 구체적으로, 520 단계에서 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출한다. 수질측정키트 색상의 변화를 정량적으로 수치화하여 수질분석 결과를 도출할 수 있다.More specifically, the image captured at step 520 is analyzed to derive a water quality analysis result. Water quality measurement kit Quantitative changes in color can be quantified, and water quality analysis results can be derived.

610 단계는 상기 수질분석 결과를 서버 또는 사용자에게 제공하는 단계이다.Step 610 is a step of providing the water quality analysis result to the server or the user.

보다 구체적으로, 수질분석 결과를 서버 또는 사용자에게 바로 제공하여 수질변화에 사용자가 즉각 대응할 수 있도록 한다.More specifically, the result of the water quality analysis is directly provided to the server or the user so that the user can immediately respond to the water quality change.

본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체 (magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체 (optical media), 플롭티컬 디스크 (floptical disk)와 같은 자기-광 매체 (magneto-optical media), 및 롬 (ROM), 램 (RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed on various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific constituent elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100: 수질 자동측정장치
110: 수질 측정부
120: 촬상수단
130: 처리부
140: 통신부100: Water quality automatic measuring device
110: Water quality measurement unit
120:
130:
140:

Claims (10)

수질 자동분석방법에 있어서,
수질을 측정하고자 하는 시료를 채취하는 단계;
상기 채취된 시료를 수질측정키트를 이용하여 수질항목을 측정하는 단계;
상기 수질측정키트의 색상 변화를 촬상수단을 촬영하는 단계; 및
상기 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출하는 단계를 포함하는 방법.In an automatic water quality analysis method,
Collecting a sample to be measured for water quality;
Measuring the quality of the collected sample using a water quality measurement kit;
Capturing an image of the color change of the water quality measurement kit; And
And analyzing an image of the water quality measurement kit to derive a water quality analysis result. 제 1 항에 있어서,
상기 수질측정키트는,
수질 측정 시험지 또는 바이얼(vial)이 설치되는 회전식 샘플러에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
The water quality measurement kit includes:
Characterized in that it is mounted on a rotary sampler on which a water quality test strip or a vial is installed. 제 1 항에 있어서,
상기 수질분석 결과를 도출하는 단계는,
상기 수질측정키트를 촬영한 이미지에 대한 이미지 변환을 통해 상기 수질측정키트 색상의 변화를 정량적으로 수치화하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
The step of deriving the water quality analysis result comprises:
Wherein the change of the color of the water quality kit is quantitatively quantified through image conversion of the image of the water quality measurement kit. 제 1 항에 있어서,
상기 수질분석 결과를 서버 또는 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.The method according to claim 1,
And providing the water quality analysis result to a server or a user. 제 1 항에 있어서,
상기 수질을 측정하고자 하는 시료는,
뱀장어 양만장에서 채취된 시료이고,
상기 수질측정키트를 이용하여 측정되는 수질항목은,
아질산성 질소 농도, 암모니아성 질소 농도 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
The sample to be measured for the water quality,
It is a sample collected from the eel of the eel,
The water quality items measured using the water quality measurement kit include:
A nitrite nitrogen concentration, an ammonia nitrogen concentration, and the like. 수질 자동분석장치에 있어서,
수질을 측정하고자 채취된 시료로부터 수질항목을 측정하는 수질측정키트를 포함하는 수질측정부;
상기 수질측정키트를 촬영하는 촬상수단; 및
상기 수질측정키트를 촬영한 이미지를 분석하여 수질분석 결과를 도출하는 처리부를 포함하고,
상기 수질측정키트의 색상 변화를 촬상수단으로 촬영하는 것을 특징으로 하는 장치.In an automatic water quality analyzer,
A water quality measurement unit including a water quality measurement kit for measuring a water quality item from a sample collected for measuring water quality;
An imaging means for imaging the water quality measurement kit; And
And a processor for analyzing an image taken by the water quality measurement kit to derive a water quality analysis result,
And the color change of the water quality measurement kit is photographed by the imaging means. 제 6 항에 있어서,
상기 수질측정부는,
수질 측정 시험지 또는 바이얼(vial)이 설치되는 회전식 샘플러인 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 6,
The water quality measuring unit includes:
And a rotary sampler on which a water quality test strip or a vial is installed. 제 6 항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 수질측정키트를 촬영한 이미지에 대한 이미지 변환을 통해 상기 수질측정키트 색상의 변화를 정량적으로 수치화하는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 6,
Wherein,
And quantitatively quantifying the change in hue of the water quality kit through image conversion of an image of the water quality measurement kit. 제 6 항에 있어서,
상기 수질분석 결과를 서버 또는 사용자에게 제공하는 통신부를 더 포함하는 장치.The method according to claim 6,
And a communication unit for providing the water quality analysis result to a server or a user. 제 6 항에 있어서,
상기 수질을 측정하고자 하는 시료는,
뱀장어 양만장에서 채취된 시료이고,
상기 수질측정키트를 이용하여 측정되는 수질항목은,
아질산성 질소 농도, 암모니아성 질소 농도 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.


The method according to claim 6,
The sample to be measured for the water quality,
It is a sample collected from the eel of the eel,
The water quality items measured using the water quality measurement kit include:
An ammonia nitrogen concentration, a nitrite nitrogen concentration, and an ammonia nitrogen concentration.


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