KR20170142329A - 수질 모니터링 시스템 - Google Patents

수질 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20170142329A
KR20170142329A KR1020160075594A KR20160075594A KR20170142329A KR 20170142329 A KR20170142329 A KR 20170142329A KR 1020160075594 A KR1020160075594 A KR 1020160075594A KR 20160075594 A KR20160075594 A KR 20160075594A KR 20170142329 A KR20170142329 A KR 20170142329A
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성종영
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Abstract

관리자 단말; 초음파를 조사하는 초음파 조사부 및 상기 초음파의 반사파를 수신하는 반사파 수신부를 포함하는 감지부; 상기 반사파를 분석하여 오염물질의 밀도를 도출하는 분석부; 상기 분석부의 분석 결과에 관한 정보를 송신하는 통신부; 및 상기 분석 결과에 관한 정보를 수신하는 관리자 단말;을 포함하는 수질 모니터링 시스템이 개시되며, 수족관의 물 등이 오염된 정도를 파악하여, 소정의 기준 이상으로 오염된 경우 관리자에게 정보를 제공할 수 있으므로 수족관 등의 수질 관리 효율성이 향상될 수 있다.

Description

수질 모니터링 시스템{SYSTEM FOR MONITORING OF WATER QUALITY}
본 발명은 수질 모니터링 시스템에 관한 것이다.
수족관은 수서 생물을 사육하여 그 상태를 볼 수 있도록 하는 구조물이다. 이러한 수족관은 수서 생물의 종류나 크기, 관람 방식 등에 따라 다양한 크기로 구현되고 있다. 즉, 가정 내에 구비되는 작은 크기의 어항부터, 상어나 돌고래 등 대형 어류가 사육되는 대형 수족관 등 다양한 크기로 구현되고 있다.
종래에는 물 교체나 수족관 내부 청소를 소정의 주기로 수행함으로써 수족관의 수질을 관리하고 있었다.
그러나, 청소 주기보다 짧은 시간이 경과되는 과정에서 오염이 과도하게 빨리 심화되거나, 청소 주기가 경과된 이후에 청소를 수행하는 등의 경우에는 수족관 내부의 생물들이 병들거나 폐사할 수 있다.
반대로, 불필요하게 자주 청소할 경우 수자원 낭비, 노동력 낭비, 관리비용 측면의 낭비 등이 문제될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제2013-0104641호
본 발명의 일 측면은 수족관의 수질 상태를 모니터링하여 관리자에게 알려줌으로써 수족관 수질 관리의 효율성을 향상시킬 수 있는 수질 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템은, 관리자 단말; 초음파를 조사하는 초음파 조사부 및 상기 초음파의 반사파를 수신하는 반사파 수신부를 포함하는 감지부; 상기 반사파를 분석하여 오염물질의 밀도를 도출하는 분석부; 상기 분석부의 분석 결과에 관한 정보를 송신하는 통신부; 및 상기 분석 결과에 관한 정보를 수신하는 관리자 단말;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 분석 결과에 관한 정보는, 상기 오염물질의 밀도가 미리 설정된 기준 값 보다 큰 가의 여부에 관한 사항을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템은, 상기 감지부의 위치 또는 상기 초음파 조사부의 지향 방향이 가변되도록 상기 감지부가 결합되는 본체부; 및 상기 감지부의 위치 또는 상기 초음파 조사부의 지향 방향이 가변되도록 상기 감지부를 구동시키는 구동부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수질 모니터링 시스템은 수족관의 물 등이 오염된 정도를 파악하여, 소정의 기준 이상으로 오염된 경우 관리자에게 정보를 제공할 수 있으므로 수족관 등의 수질 관리 효율성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템을 개략적으로 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템에 포함되는 수질 모니터링 장치의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템에 포함되는 수질 모니터링 장치의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템에 포함되는 수질 모니터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수질 모니터링 시스템에 포함되는 수질 모니터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 단계는 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 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.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 각 구성들의 세부 크기, 형태, 두께, 곡률 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 도식화된 것으로서, 허용 오차 등에 의해 그 형태가 변형될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 수질 모니터링 시스템(2000)에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템(2000)을 개략적으로 예시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템(2000)에 포함되는 수질 모니터링 장치(100)의 사용예를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템(2000)에 포함되는 수질 모니터링 장치(100)의 실시형태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템(2000)에 포함되는 수질 모니터링 장치(100)를 설명하기 위한 도면이며, 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수질 모니터링 시스템(2000)에 포함되는 수질 모니터링 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템(2000)은 수질 모니터링 장치(100) 및 관리자 단말(T1)을 포함한다. 여기서 수질 모니터링 장치(100)는 감지부(110)와 분석부(120) 및 통신부(170)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 수질 모니터링 시스템(2000)은 수조, 수족관, 연못, 호수, 하천, 강, 하수, 해양 등 다양한 환경의 수질을 모니터링하는 기능을 수행할 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 모니터링 대상이 수족관의 수질인 실시예에 대하여 주로 기술하지만, 이로 인하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 안될 것이다.
일실시예에서, 통신부(170)는 통신망을 통해 수질 모니터링 장치(100)의 감지결과가 전달되도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 후술할 분석부(120)의 분석 결과에 관한 정보를 송신할 수 있다는 것이다.
여기서, 통신망은 유선 또는 무선 통신망을 의미할 수 있다. 또한, 무선 통신망의 경우 Zigbee, bluetooth, WiFi, cellular 등 다양한 통신 프로토콜이 적용된 통신망을 의미할 수 있다. 일실시예에서, 수질 모니터링 장치(100)가 오염상태를 감지하고, 감지된 오염상태에 관한 정보를 통신부(170)를 통해 관리자 단말(T1)로 전송할 수 있다. 또는, 오염상태에 관한 정보가 별도의 서버(SV)를 경유하여 관리자 단말(T1)로 전송되도록 할 수도 있다. 또한, 데이터 통신을 중계하기 위한 중계기(GW)가 더 구비될 수도 있다.
일실시예에서, 감지부(110)는 수족관 내에 오염물질의 존부를 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 수족관 내부에 서식중인 생물들의 배설물이나 분비물, 생물들의 먹이 잔류물, 기타 각종 유기물, 미생물 등의 오염물질의 존부나 오염물질의 양을 감지하는 기능을 감지부(110)가 수행할 수 있다는 것이다.
일실시예에서, 감지부(110)는 초음파 조사부(111) 및 반사파 수신부(112)를 포함할 수 있다. 초음파 조사부(111)는 소정 범위의 주파수를 갖는 초음파를 발사하며, 반사파 수신부(112)는 발사된 초음파가 오염물질 등에 충돌된 후 반사되는 반사파를 수신할 수 있다. 일실시예에서, 분석부(120)는 반사파 수신부(112)를 통해 수신된 반사파를 분석하여 오염물질의 존부나 밀도를 도출하는 기능을 수행할 수 있다. 초음파 조사부(111)에서 조사되는 초음파의 주파수는 오염물질의 종류 및 크기를 고려하여 결정될 수 있다. 예컨대, 약 0.1~10MHz 주파수를 갖는 초음파를 조사하고 그 반사파를 분석함으로써, 수 내지 수백 마이크로미터 크기의 미생물 등의 존부 및/또는 그 밀도를 파악할 수 있다. 일실시예에서, 분석부(120)는 반사파의 파장, 주파수, 파형 등을 분석하여 오염물질의 존부나 밀도를 도출할 수 있다. 이 과정에서 분석부(120)는 오염물질이 아닌 어류(F), 수족관(1000)의 벽면(1010), 바닥면(1020), 모래(S), 기타 구조물(미도시 됨) 등에 반사된 반사파 등의 노이즈를 제거하는 단계를 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 감지부(110)는 광원을 이용하여 물의 탁도를 분석하거나, pH, BOD, COD, DO 및 수온 중 적어도 하나 등을 감지하는 기능을 포함할 수도 있다.
한편, 분석부(120)의 분석 결과, 오염물질이 소정의 기준 값 보다 높은 밀도로 존재하는 것으로 판단될 경우 출력부(130)를 통해 오염상황을 출력할 수도 있다. 일실시예에서 출력부(130)는 감지 결과를 출력하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 출력 방식은 시각적 경고 메세지나 청각적 경고 메세지 등 다양한 물리적 신호 출력 방식으로 구현될 수 있다. 일실시예에서, 출력부(130)는 표시부를 포함할 수 있다. 이 표시부는 청색, 적색 등의 빛을 발산하여 오염상태와 정상상태를 구분하여 표시할 수 있다. 예컨대, 제1 표시부(131)에서 정상상태를 녹색 빛으로 출력하고, 제2 표시부(132)에서 오염상태를 적색 빛으로 출력할 수 있다. 물론, 하나의 표시부에서 녹색 빛과 적색 빛을 출력할 수도 있으며, 녹색이나 적색 이외의 다른 색채나 다른 화면으로 표시할 수도 있음은 자명하다. 일실시예에서, 출력부(130)는 스피커부(133)를 포함할 수 있다. 이 스피커부(133)는 소정의 경고음을 출력함으로써 관리자로 하여금 오염상태를 인지하도록 할 수 있다.
일실시예에서, 수질 모니터링 장치(100)는 본체부(MB)와 감지부(110)로 구분될 수 있다. 이때, 본체부(MB)에는 전술한 분석부(120), 출력부(130)가 포함될 수 있으며, 더 나아가 수질 모니터링 장치(100)의 작동을 위한 전원을 제공하는 전원부(140), 수질 모니터링 장치(100)를 고정시키는 고정부(150) 등이 더 포함될 수 있다. 이때, 고정부(150)는 수질 모니터링 장치(100)를 수족관(1000)에 안정적으로 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 도 2에 예시된 바와 같이 수질 모니터링 장치(100)가 수족관(1000)의 측벽면(1010) 상에 고정되도록 할 수 있다. 이를 위하여 고정부(150)는 소정의 걸고리 형상으로 구현될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 수질 모니터링 장치(100)가 수족관(1000)의 바닥면(1020)에 고정되도록 할 수도 있고, 수족관(1000)의 뚜껑(1100)에 고정되도록 할 수도 있다. 다만, 초음파 조사부(111)를 포함하는 감지부(110)는 물(W)속에 위치되는 것이 오염물질 모니터링의 정확성 향상에 유리하다. 일실시예에서, 전원부(140)는 콘센트 등에 유선으로 연결되는 유선방식으로 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 전원부(140)는 일차전지 또는 이차전지로 구현될 수도 있다. 이때, 전원부(140)가 고정부(150) 내부에 구비되도록 함으로써 수질 모니터링 장치(100)가 보다 소형화되도록 할 수 있다.
일실시예에서, 본체부(MB)를 기준으로 감지부(110)의 위치 및 방향 중 적어도 하나가 가변되도록 감지부(110)와 본체부(MB)가 결합될 수 있다. 이때, 감지부(110)의 위치를 변경시키거나 감지부(110)에서 조사되는 초음파의 지향 방향(UD)을 변경시키기 위하여 구동부(160)가 구비될 수 있다. 예컨대, 도 4a에 예시된 바와 같이 감지부(110)가 본체부(MB)로부터 멀어지거나 가까워지도록 구동될 수도 있고, 도 4b에 예시된 바와 같이 감지부(110) 자체가 일축 또는 다축을 기준으로 회전되도록 할 수도 있다. 이에 따라 초음파가 도달하는 영역의 수심이나, 초음파(UD)의 지향 방향이 조절될 수 있고 그 결과, 수질 모니터링 장치(100)를 이동시키거나 복수로 구비하지 않더라도 오염 감지 영역이 확대될 수 있다.
지금까지 본 발명의 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
2000 : 수질 모니터링 시스템
100 : 수질 모니터링 장치
110 : 감지부
111 : 초음파 조사부
112 : 반사파 수신부
120 : 분석부
130 : 출력부
131 : 제1 표시부
132 : 제2 표시부
133 : 스피커부
140 : 전원부
150 : 고정부
160 : 구동부
170 : 통신부
1000 : 수족관
1010 : 측벽면
1020 : 바닥면
1100 : 뚜껑
W : 물
F : 물고기
S : 모래
MB : 본체부
GW : 중계부
SV : 서버
T1 : 관리자 단말

Claims (3)

  1. 관리자 단말;
    초음파를 조사하는 초음파 조사부 및 상기 초음파의 반사파를 수신하는 반사파 수신부를 포함하는 감지부;
    상기 반사파를 분석하여 오염물질의 밀도를 도출하는 분석부;
    상기 분석부의 분석 결과에 관한 정보를 송신하는 통신부; 및
    상기 분석 결과에 관한 정보를 수신하는 관리자 단말;을 포함하는 수질 모니터링 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분석 결과에 관한 정보는,
    상기 오염물질의 밀도가 미리 설정된 기준 값 보다 큰 가의 여부에 관한 사항을 포함하는 수질 모니터링 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지부의 위치 또는 상기 초음파 조사부의 지향 방향이 가변되도록 상기 감지부가 결합되는 본체부; 및
    상기 감지부의 위치 또는 상기 초음파 조사부의 지향 방향이 가변되도록 상기 감지부를 구동시키는 구동부;를 더 포함하는 수질 모니터링 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108020644A (zh) * 2018-01-02 2018-05-11 潘远新 水产品养殖水质监测系统

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