KR20200042239A - 복수 수조 수질 관리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수 수조 수질 관리 장치에 관한 것으로서, 복수 수조에 연결되는 시료 채취관(110)과; 상기 복수 수조와 시료 채취관(110) 사이 각각의 수조에 대응되도록 개별 설치되는 복수의 급수 밸브(121)로 구성되는 밸브 모듈(120)과; 상기 복수 수조에서 시료 채취관(110)으로 물 이송을 위해 설치되는 급수 펌프(130)와; 상기 시료 채취관(110)내 시료에 대한 수질 측정을 위해 설치되는 센서 모듈(140)과; 상기 시료 채취관(110)에 상기 복수 수조 중 어느 하나의 수조내 물이 선택적으로 유입되어 시료에 대한 수질이 측정될 수 있도록, 상기 밸브 모듈(120), 급수 펌프(130) 및 센서 모듈(140)을 제어하는 플랫폼 서버(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 복수 수조의 수질을 측정하고 분석하여 현재의 수질 환경을 진단할 뿐만 아니라 미래의 수질 환경까지도 예측함 수 있을 뿐만 아니라 복수 수조에 공동으로 하나의 수질 관리 장치만을 설치하여 설치 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 수질 관리 장치에 관한 것으로서, 특히 양식장 등과 같은 복수 수조에 대한 수질을 측정하고 분석하여 현재 수조 수질 환경을 진단할 뿐만 아니라 미래 수조 수질 환경까지도 예측하여 관련자에게 해당 정보를 제공할 수 있는 복수 수조 수질 관리 장치에 관한 것이다.
우리나라의 수산 양식산업은 국내 시장이 협소하고 연관 산업이 부족하여 4차 ICT 산업혁명의 시작에도 불구하고 변화 흐름이 상대적으로 느린 특성을 가지고 있다.
최근 들어 가두리양식산업의 육성을 위하여 수산양식업 산업 분야에 수산양식산업의 신부가가치 창출과 경쟁력 강화를 도모하고 있는 실정이다. 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, 생산원가절감, 비용의 효율화 구현이 요구되고 있는 것이다.
한편, 우리나라는 지형상 삼면이 바다와 접하고 있어 인근 해양으로부터 많은 경제적인 효과를 거두고 있고, 이러한 해양자원이 오염되거나 온도 변화 등이 발생하는 경우, 주변의 기후 및 생활환경 등에 직간접적으로 영향을 끼치는 것이 현실이다.
또한, 국토개발과 공업화 등에 의하여 육지의 토양이 인근 해양에 흘러들어가거나 각종 환경오염 물질이 유입 또는 투기되어 해양오염의 원인이 되고 있다.
이러한 우리나라의 지형적 여건상 바다 특히 주변 해양환경은 실생활과 직간접적으로 밀접해 있고, 오염되는 경우 국민 건강과 국가 경제적으로도 많은 영향을 미치게 된다.
해양환경에 따라 크게 해양의 수온, pH, 전기전도도, 총용존 고형물질, 염도, 해수비중, 용존산소량 및 산소포화도 등이 영향을 미치게 되는데, 최근 기후변화와 국지적 저수온 현상 등 이상기후 발생에 따른 양식장의 양식생물의 대량 폐사가 많아지고 어류들이 대응하지 못하고 조기경보가 없는 것이 현실이며, 급격한 수온 변화를 모니터링 후 신속히 전달하여 국내 가두리 양식어업과 어선어업의 피해를 최소화하는 방안이 필요하다.
또한, 양식산업에 있어서 성장촉진을 위한 과다한 사료 급이 및 고밀도 양식등으로 인해 적정량의 물속에 녹아 있는 용존산소의 양이 부족하기 때문에 양식장의 어류들의 피해가 발생하고 바닥층까지 충분한 산소 공급이 되지 않기 때문에 미생물이 활성화가 되지 못하는 문제점이 있고, 식물성 플랑크톤 영향으로 해조류와 패류집단폐사 가능성이 높아짐에 따라 염도문제가 발생하는데, 이는 염도가 높으면 미생물 형성이 잘되지 않기 때문에 어류들의 생식기관에 문제가 발생하게 되고, 양식장 바닷물에 ph가 낮을수록 물은 산성이며, 바다가 산성이 되면 산호서식이나 생물이 살기가 어렵게 된다.
한편, 양식장에서는 냉수대의 영향으로 어류의 활성도가 약화되어 있어 적조로 인한 피해가 발생하고 있는데, 심각한 적조로부터 수산피해를 최소화하기 위하여 적조에 대한 모니터링 시스템을 구축하고, 적조발생시 신속한 정보수집, 통보 및 대응을 위한 적조상황실의 운영이 필요하다.
다른 한편, 종래 복수 양식장의 수질 관리를 위해 각각의 양식장마다 별도의 수질 관리 장치를 구비하고 있다. 즉, 각각의 양식장마다 수질을 측정하여 관리하기 위해 밸브, 펌프 및 센서 등을 포함하는 수질 관리 장치를 복수개 구비하고 있는 것이다. 따라서, 수질 관리 장치의 설치 비용이 증가하는 문제점이 있다.
종래 관련 분야 특허 기술로서, 환경센서로부터 입력되는 실시간 환경 센싱 데이터를 처리하고 처리된 데이터를 수집하여 LED 상태로 표시하며, 시설물 제어/관리 그리고 사료원격을 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 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
또한, 뱀장어 양식장 내 설치된 CCTV, 센서의 작동상태, 예측 불가능한 해양기상에 따른 양식장 시설의 유실 상태정보의 원격 설정 및 상태확인, 시설물 유실 확인과 시설물 진단하여 응급상태를 판단하여 뱀장어 양식장의 전반적인 동작상태를 제어하는 뱀장어 양식장 시스템; 상기 뱀장어 양식장 시스템과 통신망으로 연동되어 뱀장어 양식장에서 제공되는 CCTV, 센서의 상태정보를 저장하거나, 해양기상에 따른 응급상태 발생시 시설물의 안전상태 조건을 저장하여 관리자 단말의 관리자, 사용자 모바일단말 또는 운영자 단말의 사용자에게 해당 정보를 제공하는 데이터베이스; 상기 데이터베이스에서 제공되는 뱀장어 양식장의 상태정보, 이상기온 정보, 해양기상 상태에 따라 뱀장어 양식장의 상태정보를 확인하거나, 뱀장어 양식장 시스템에 제공된 치어입식, 생장, 이병/폐사, 출하, 투약, 사료 공급여부를 확인하거나, 뱀장어 양식장 시스템에서 제공된 실시간 센싱 데이터를 기초로 시설물의 상태의 이상유무 여부를 확인하는 사용자 단말; 상기 뱀장어 양식장 시스템의 상태정보를 확인하거나, 데이터베이스에서 제공되는 뱀장어 양식장의 안전상태를 확인하여 이상기온, 해양기상 상태 정보에 따라 이상 유무를 점검 및 제어하는 관리자 단말; 상기 뱀장어 양식장 시스템의 센서를 통해 실시간으로 수집한 해수의 온도, 염도, 용존산소량 등의 정보를 전송받고, 혼합사료 제조날짜, 성분, 비율 등의 정보와 먹이 급이, 양품투여 현황 등이 전자태그에 기록된 관련정보를 확인하여 최적의 양식장 환경을 유지 및 관리하는 운영자 단말; 및 상기 뱀장어 양식장 시스템에 성장 및 관리되어 생산된 뱀장어에 대해 유통단계에서 발생하는 개체 섞임 현상을 확인하고, OTC 검사체계 시스템화 및 전국확산, 터치스크린, 단말기를 통한 생산이력정보 조회, 양식장별 생산 실명제를 제공하기 위해 그 이력을 관리 추적하는 수산물 이력추적 장치;를 포함한다IT 기반의 뱀장어 양식장 성장 및 통합관리 시스템이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).
본 발명은 수조 수질을 측정하고 분석하여 현재의 수조 수질 환경을 진단할 뿐만 아니라 미래의 수조 수질 환경까지도 예측하여 관련자에게 해당 정보를 제공하되, 복수 수조에 하나의 수질 관리 장치만을 설치하여 설치 비용을 절감할 수 있는 복수 수조 수질 관리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 복수 수조 수질 관리 장치는, 복수 수조에 연결되는 시료 채취관과; 상기 복수 수조와 시료 채취관 사이 각각의 수조에 대응되도록 개별 설치되는 복수의 급수 밸브로 구성되는 밸브 모듈과; 상기 복수 수조에서 시료 채취관으로 물 이송을 위해 설치되는 급수 펌프와; 상기 시료 채취관내 시료에 대한 수질 측정을 위해 설치되는 센서 모듈과; 상기 시료 채취관에 상기 복수 수조 중 어느 하나의 수조내 물이 선택적으로 유입되어 시료에 대한 수질이 측정될 수 있도록, 상기 밸브 모듈, 급수 펌프 및 센서 모듈을 제어하는 플랫폼 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 밸브 모듈은, 상기 플랫폼 서버의 제어에 의해 상기 시료 채취관내 물을 외부로 배출시키기 위한 배출 밸브와; 상기 배출 밸브의 작용으로 속이 빈 상태의 상기 시료 채취관내로 상기 플랫폼 서버의 제어에 의해 외부에서 세척용 물을 공급하기 위한 보조 밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서 모듈은, 적어도 수온, pH, 전기전도도, 총용존 고형물질, 염도, 해수비중, 용존산소량 및 산소포화도 중 어느 하나 이상을 측정하기 위해 적어도 수온센서, pH센서, EC센서 및 DO센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 센서부와; 상기 센서부로부터 측정된 전기적 신호를 정해진 측정지표로 변환하되, 변환 과정에서 pH센서와 EC센서에 각각 대응되는 pH 연산기와 EC 연산기는 수온센서의 값을 이용하여 온도 보상을 실행하며, DO센서에 대응되는 DO 연산기는 온도와 전기전도도 값을 이용하여 온도 보상 및 염도 보상을 실행하는 연산기와; 상기 연산기(142)에서 변환된 측정지표 정보를 상기 플랫폼 서버로 전송하는 통신부를 포함하고, 상기 플랫폼 서버는, 상기 센서 모듈에서 측정 변환되어 전송된 수온, pH, 전기전도도, 총용존 고형물질, 염도, 해수비중, 용존산소량 및 산소포화도 측정지표 중 어느 하나 이상을 수신하여 저정하는 데이터베이스와; 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 바탕으로 설정치에 기초하여 수조 수질 환경을 진단하고 Time Series 분석, Clustering 분석, Regression 분석 기법을 포함한 앙상블(Ensemble) 알고리즘을 이용하여 과거로부터 현재까지의 측정지표 흐름 패턴과 타 수조 수질 정보와의 비교 분석을 통해 미래 수조 수질 예측 정보를 도출하는 머신 러닝 모듈을 포함하고, 상기 복수 수조 수질 관리 장치는, 수질 모니터링 어플리케이션이 설치되어 상기 플랫폼 서버로부터 진단된 수조 수질 환경 정보와 도출된 미래 수조 수질 예측 정보를 수신하여 해당 정보를 제공하는 사용자 단말을 포함할 수 있다.
또한, 상기 플랫폼 서버(150)는, 상기 복수 수조의 각 수조 수질을 주기적으로 반복 측정하고 변환하여 전송하도록, 상기 밸브 모듈, 급수 펌프 및 센서 모듈을 제어하고, 상기 밸브 모듈, 급수 펌프 및 센서 모듈의 비 동작 시 절전 상태를 유지하도록 제어하며, 측정값에 대한 보상 필요 시 선행 지표를 대입하여 온도, 염도를 보상하고, 예비 측정을 통해 오차를 최소화 하도록, 상기 센서 모듈을 제어할 수 있다.
또한, 상기 데이터베이스는 상기 센서 모듈 및 사용자 정보를 등록 관리하고, 상기 플랫폼 서버는, 상기 데이터베이스의 등록 관리 정보를 바탕으로 등록된 센서 모듈로부터 수신된 측정지표인지를 검증하는 네트워크 인증 및 보안 모듈을 포함하고, 상기 수질 모니터링 어플리케이션은, 상기 데이터베이스의 등록 관리 정보를 바탕으로 등록되지 않은 사용자 접근 방지 및 등록된 사용자에게 허가된 정보만 보여줄 수 있도록 하는 인증 보안 모듈과; 상기 플랫폼 서버로부터 진단된 수조 수질 환경 정보와 도출된 미래 수조 수질 예측 정보를 사용자가 이해하기 쉽도록 그래프 형식으로 표시하며 이상 징후 발생을 알아볼 수 있는 수조 관리 페이지와 사용자 등록과 센서 모듈 정보를 저장할 수 있는 페이지를 가지는 웹 서버와; 수조 수질 환경 정보를 모니터링하여 이상 징후 발생 시 신속하게 상태를 알리는 푸시 전송 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수 수조의 수질을 측정하고 분석하여 현재의 수질 환경을 진단할 뿐만 아니라 미래의 수질 환경까지도 예측함으로써 수조 수질의 최적화 상태 유지 및 어업활동의 생산성 증대, 수질오염 및 이상기후로 인한 각종 위해로 입을 수 있는 피해를 최소화하되 복수 수조에 대하여 공동으로 하나의 수질 관리 장치만을 설치함으로써 설치 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시료 채취관에 배출 밸브와 보조 밸브를 구비하여 현재 시료에 대한 수질 측정 후, 해당 시료를 배출하고 세척용 물을 이용하여 시료 채취관 내부를 깨끗하게 세척한 다음, 다른 시료에 대한 수질 측정을 수행함으로써 수질 측정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복수 수조 수질 관리 장치의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 밸브 모듈 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 센서 모듈 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 플랫폼 서버 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 수질 모니터링 어플리케이션 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 밸브 모듈 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 센서 모듈 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 플랫폼 서버 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 수질 모니터링 어플리케이션 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 복수 수조 수질 관리 장치의 개념도, 도 2는 본 발명에 따른 밸브 모듈 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 센서 모듈 구성도, 도 4는 본 발명에 따른 플랫폼 서버 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 수질 모니터링 어플리케이션 구성도이다.
본 발명에 따른 복수 수조 수질 관리 장치는, 복수 수조에 대하여 단지 하나의 수질 관리 장치만을 설치하여 복수 수조의 수질을 측정하고 분석하여 현재의 수질 환경을 진단할 뿐만 아니라 미래의 수질 환경까지도 예측하여 수조 관련자들에게 해당 정보를 제공할 수 있는 것을 그 기술적 요지로 한다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 복수 수조 수질 관리 장치는, 크게 시료 채취관(110), 밸브 모듈(120), 급수 펌프(130), 센서 모듈(140), 플랫폼 서버(150) 및 사용자 단말(160)을 포함하여 이루어진다. 이와 같이, 복수 수조의 수질 관리를 위해 하나의 수질 관리 장치만을 구비하고 있는 것이다.
상기 시료 채취관(110)은 복수 수조(10)에서 물에 대한 시료를 채취하여 임시적으로 보관하기 위해 수조(10)에 연결된다.
상기 밸브 모듈(120)은 상기 복수 수조(10)와 시료 채취관(110) 사이 각각의 수조(10)에 대응되도록 개별 설치되는 복수의 급수 밸브(121)로 구성된다. 예를 들어, 복수 수조(10) 중에서 제1 수조에는 유로 개폐를 위해 제1 급수 밸브가 설치되고, 제2 수조에는 유로 개폐를 위해 제2 급수 밸브가 설치될 수 있다.
이때, 상기 밸브 모듈(120)은, 상기 플랫폼 서버(150)의 제어에 의해 상기 시료 채취관(110)내의 물을 외부로 배출시키기 위한 배출 밸브(122)와 상기 배출 밸브(122)의 작용으로 속이 빈 상태의 상기 시료 채취관(110)내로 상기 플랫폼 서버(150)의 제어에 의해 외부에서 세척용 물을 공급하기 위한 보조 밸브(123)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 어느 수조 시료에 대한 수질 측정 후, 해당 시료를 와부로 배출하고 세척용 물을 이용하여 시료 채취관(110)의 내부를 깨끗하게 세척한 다음, 다른 수조 시료에 대한 수질 측정을 수행함으로써 수질 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 급수 펌프(130)는 상기 복수 수조(10) 또는 외부에서 시료 채취관(110)으로 물을 급수 즉, 이송하거나 시료 채취관(110)에서 외부로 물을 배출하기 위해 설치된다.
상기 센서 모듈(140)은 상기 시료 채취관(110)내 시료에 대한 수질 측정을 위해 설치되는데, 크게 센서부(141), 연산기(142) 및 통신부(143)를 포함할 수 있다.
상기 센서부(141)는 적어도 수온, pH, 전기전도도, 총용존 고형물질, 염도, 해수비중, 용존산소량 및 산소포화도 중 어느 하나 이상을 측정하기 위해 적어도 수온센서, pH센서, EC(Electrical Conductivity)센서 및 DO(Dissolved Oxyzen)센서 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
참고적으로, 각각의 센서들의 측정지표와 단위, 측정 범위와 정확도는 다음과 같다.
1. 수온 센서
A. 온도 : -55℃ ~ 125℃ (+/- 0.5℃)
2. pH 센서
A. pH : 0 ~ 14 (+/- 0.02)
3. EC센서
A. 전기 전도도(E.C.) : 5μS/cm ~ 100,000μS/cm (+/- 2%)
B. 총 용존 고형물질(Total Dissolved Solids)
C. 염도(Salinity)
D. 해수 비중(Specific Gravity)
4. DO센서
A. 용존 산소량 : 0.01mg/L ~ 35.99mg/L
B. 산소 포화도(Saturation) : 0.1% ~100%
상기 연산기(142)는 수온센서, pH센서, EC센서 및 DO센서에 각각 대응되도록 구성되는데 상기 센서부(141)로부터 측정된 전기적 신호를 상술한 바와 같이 정해진 측정지표로 변환할 수 있다. 이때, 변환 과정에서 pH센서와 EC센서에 각각 대응되는 pH 연산기와 EC 연산기는 수온센서의 값을 이용하여 온도 보상을 실행하며, DO센서에 대응되는 DO 연산기는 온도와 전기전도도 값을 이용하여 온도 보상 및 염도 보상을 실행할 수 있다.
상기 통신부(143)는 무선 통신 또는 유선 통신 기능을 수행하는데 상기 연산기(142)에서 변환된 측정지표 정보를 상기 플랫폼 서버(150)로 전송한다.
상기 플랫폼 서버(150)는 수질 관리 장치의 컨트롤 타워 역할을 하는데, 상기 시료 채취관(110)에 상기 복수 수조(10) 중 어느 하나의 수조내 물이 선택적으로 유입되어 해당 시료에 대한 수질이 측정될 수 있도록, 상기 밸브 모듈(120), 급수 펌프(130) 및 센서 모듈(140)을 적절히 제어한다.
상기 플랫폼 서버(150)는, 관련 데이터를 저장하고 가공하여 과거로부터 현재까지의 지표 흐름 패턴과 타 수조와의 비교 분석을 통하여 가까운 미래 예측 정보를 도출하고 현재 수조가 안정적으로 운영되고 있는지를 자체적으로 판단하는 역할을 수행하는데, 네트워크 인증 및 보안 모듈(153), 데이터베이스(151) 및 머신 러닝 모듈(152)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 네트워크 인증 및 보안 모듈(153)은 상기 데이터베이스(151)의 등록 관리 정보를 바탕으로 등록된 센서 모듈(140)로부터 수신된 측정지표인지를 검증한다.
상기 데이터베이스(151)는 상기 센서 모듈(140) 및 사용자 정보를 등록 관리하고, 상기 센서 모듈(140)에서 측정되어 변환된 수온, pH, 전기전도도, 총용존 고형물질, 염도, 해수비중, 용존산소량 및 산소포화도 측정지표를 수신하여 저장한다. 그리고, 상기 데이터베이스(151)는 상기 센서 모듈(140) 및 사용자 정보를 등록 관리할 수 있다.
상기 머신 러닝 모듈(152)은 상기 데이터베이스(151)에 저장된 정보를 바탕으로 설정치에 기초하여 수조 수질 환경을 진단하고 과거로부터 현재까지의 측정지표 흐름 패턴을 통한 수질 정보를 분석하여 미래 수조 수질 예측 정보를 도출한다. 예를 들면, 사용자가 초기값을 설정(예시, 수온-경고:19, 위험:15 등 )하여 수조의 수질 환경을 진단할 수 있다. 그리고, 최근 1년 간의 측정 데이터를 Time Series 분석, Clustering 분석, Regression 분석 기법을 포함한 앙상블(Ensemble) 알고리즘 등으로 수질 정보를 분석하여 미래의 수조 수질 예측 정보를 도출할 수 있다.
참고적으로, 앙상블 알고리즘은 독립적으로 학습된 다수의 weaker 모델들로 구성되어 있으며, 이들의 prediction을 종합하여 최종 prediction을 만든다.
또한, 상기 플랫폼 서버(150)는, 상기 복수 수조(10)의 각 수조 수질을 주기적으로 반복 측정하고 변환하여 전송하도록, 상기 밸브 모듈(120), 급수 펌프(130) 및 센서 모듈(140)을 제어할 수 있다. 그리고, 상기 밸브 모듈(120), 급수 펌프(130) 및 센서 모듈(140)의 비 동작 시 에너지 절감을 위해 절전 상태를 유지하도록 제어할 수 있다. 그리고, 측정값에 대한 보상 필요 시 선행 지표를 대입하여 온도, 염도를 보상하고, 예비 측정을 통해 오차를 최소화 하도록, 상기 센서 모듈(140)을 제어할 수 있다.
상기 사용자 단말(160)은 수질 모니터링 어플리케이션(161)이 설치될 수 있는데,상기 플랫폼 서버(150)로부터 진단된 수조 수질 환경 정보와 도출된 미래 수조 수질 예측 정보를 수신하여 해당 정보를 제공한다.
상기 수질 모니터링 어플리케이션(161)은, 인증 보안 모듈(162), 웹 서버(163) 및 푸시 전송 모듈(164)을 포함하여 이루어진다.
상기 인증 보안 모듈(162)은 상기 데이터베이스(151)의 등록 관리 정보를 바탕으로 등록되지 않은 사용자 접근 방지 및 등록된 사용자에게 허가된 정보만 보여줄 수 있도록 한다.
상기 웹 서버(163)는 상기 플랫폼 서버(120)로부터 진단된 수조 수질 환경 정보와 도출된 미래 수조 수질 예측 정보를 사용자가 이해하기 쉽도록 그래프 형식으로 표시하며 이상 징후 발생을 알아볼 수 있는 수조 관리 페이지와 사용자 등록과 센서 모듈(140) 정보를 저장한다.
구체적으로, 상기 웹 서버(163)는 사용자 등록 기능과 등록된 사용자에 대한 센서 모듈 등록기능과 수조 관리 기능을 가지고 있으며, 사용자 등록 기능을 통해 등록된 사용자 정보는 플랫폼 서버(120)의 데이터베이스(151)에 저장되며 데이터베이스(151)에 등록된 사용자는 센서 모듈 등록 권한, 수조 관리 권한을 갖는다. 등록된 사용자가 센서 모듈을 등록하는 경우에도 플랫폼 서버(150)의 데이터베이스(151)에 저장된다. 수조 관리 페이지에서는 사용자의 등록된 센서 모듈(140)로부터 수신되는 데이터를 종합 혹은 각각 분할하고 그래프화 하여 나타내며, 평균선과 플랫폼 서버(150)의 머신 러닝 모듈(152)이 도출한 미래 수조 수질 예측 정보를 나타낸다. 그리고 이상 징후 발견 시 관리 페이지의 외관을 변경하여 한 눈에 알아보기 쉽도록 할 수 있다.
상기 푸시 전송 모듈(164)은 주기적으로 진단된 수조 수질 환경 정보를 모니터링하여 이상 징후 발생 시 신속하게 상태를 알린다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수 수조의 수질을 측정하고 분석하여 현재의 수질 환경을 진단할 뿐만 아니라 미래의 수질 환경까지도 예측함으로써 수조 수질의 최적화 상태 유지 및 어업활동의 생산성 증대, 수질오염 및 이상기후로 인한 각종 위해로 입을 수 있는 피해를 최소화 할 수 있으며, 특별히 복수 수조에 공동으로 하나의 수질 관리 장치만을 설치함으로써 설치 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 수질 관리 장치의 시료 채취관에 배출 밸브와 보조 밸브를 별도로 구비하여 현재 시료에 대한 수질 측정 후, 해당 시료를 외부로 배출하고 세척용 물을 이용하여 시료 채취관 내부를 깨끗하게 세척한 다음, 다른 시료에 대한 수질 측정을 수행함으로써 수질 측정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 복수 수조 수질 관리 장치를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 시료 채취관
120 : 밸브 모듈
121 : 급수 밸브 122 : 배출 밸브
123 : 보조 밸브 130 : 급수 펌프
140 : 센서 모듈 141 : 센서부
142 : 연산기 143 : 통신부
150 : 플랫폼 서버 151 : 데이터베이스
152 : 머신 러닝 모듈 153 : 네트워크 인증 및 보안 모듈
160 : 사용자 단말 161 : 수질 모니터링 어플리케이션
162 : 인증 보안 모듈 163 : 웹 서버
164 : 푸시 전송 모듈
121 : 급수 밸브 122 : 배출 밸브
123 : 보조 밸브 130 : 급수 펌프
140 : 센서 모듈 141 : 센서부
142 : 연산기 143 : 통신부
150 : 플랫폼 서버 151 : 데이터베이스
152 : 머신 러닝 모듈 153 : 네트워크 인증 및 보안 모듈
160 : 사용자 단말 161 : 수질 모니터링 어플리케이션
162 : 인증 보안 모듈 163 : 웹 서버
164 : 푸시 전송 모듈
Claims (5)
- 복수 수조의 수질을 관리하기 위한 장치로서,
복수 수조에 연결되는 시료 채취관(110)과;
상기 복수 수조와 시료 채취관(110) 사이 각각의 수조에 대응되도록 개별 설치되는 복수의 급수 밸브(121)로 구성되는 밸브 모듈(120)과;
상기 복수 수조에서 시료 채취관(110)으로 물 이송을 위해 설치되는 급수 펌프(130)와;
상기 시료 채취관(110)내 시료에 대한 수질 측정을 위해 설치되는 센서 모듈(140)과;
상기 시료 채취관(110)에 상기 복수 수조 중 어느 하나의 수조내 물이 선택적으로 유입되어 시료에 대한 수질이 측정될 수 있도록, 상기 밸브 모듈(120), 급수 펌프(130) 및 센서 모듈(140)을 제어하는 플랫폼 서버(150)를 포함하는 복수 수조 수질 관리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 밸브 모듈(120)은,
상기 플랫폼 서버(150)의 제어에 의해 상기 시료 채취관(110)내 물을 외부로 배출시키기 위한 배출 밸브(122)와;
상기 배출 밸브(122)의 작용으로 속이 빈 상태의 상기 시료 채취관(110)내로 상기 플랫폼 서버(150)의 제어에 의해 외부에서 세척용 물을 공급하기 위한 보조 밸브(123)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 수조 수질 관리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 센서 모듈(140)은,
적어도 수온, pH, 전기전도도, 총용존 고형물질, 염도, 해수비중, 용존산소량 및 산소포화도 중 어느 하나 이상을 측정하기 위해 적어도 수온센서, pH센서, EC센서 및 DO센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 센서부(141)와;
상기 센서부(141)로부터 측정된 전기적 신호를 정해진 측정지표로 변환하되, 변환 과정에서 pH센서와 EC센서에 각각 대응되는 pH 연산기와 EC 연산기는 수온센서의 값을 이용하여 온도 보상을 실행하며, DO센서에 대응되는 DO 연산기는 온도와 전기전도도 값을 이용하여 온도 보상 및 염도 보상을 실행하는 연산기(142)와;
상기 연산기(142)에서 변환된 측정지표 정보를 상기 플랫폼 서버(150)로 전송하는 통신부(143)를 포함하고,
상기 플랫폼 서버(150)는,
상기 센서 모듈(140)에서 측정 변환되어 전송된 수온, pH, 전기전도도, 총용존 고형물질, 염도, 해수비중, 용존산소량 및 산소포화도 측정지표 중 어느 하나 이상을 수신하여 저정하는 데이터베이스(151)와;
상기 데이터베이스(151)에 저장된 정보를 바탕으로 설정치에 기초하여 수조 수질 환경을 진단하고 Time Series 분석, Clustering 분석, Regression 분석 기법을 포함한 앙상블(Ensemble) 알고리즘을 이용하여 과거로부터 현재까지의 측정지표 흐름 패턴과 타 수조 수질 정보와의 비교 분석을 통해 미래 수조 수질 예측 정보를 도출하는 머신 러닝 모듈(152)을 포함하고,
상기 복수 수조 수질 관리 장치는,
수질 모니터링 어플리케이션(161)이 설치되어 상기 플랫폼 서버(150)로부터 진단된 수조 수질 환경 정보와 도출된 미래 수조 수질 예측 정보를 수신하여 해당 정보를 제공하는 사용자 단말(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 수조 수질 관리 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 플랫폼 서버(150)는,
상기 복수 수조의 각 수조 수질을 주기적으로 반복 측정하고 변환하여 전송하도록, 상기 밸브 모듈(120), 급수 펌프(130) 및 센서 모듈(140)을 제어하고, 상기 밸브 모듈(120), 급수 펌프(130) 및 센서 모듈(140)의 비 동작 시 절전 상태를 유지하도록 제어하며, 측정값에 대한 보상 필요 시 선행 지표를 대입하여 온도, 염도를 보상하고, 예비 측정을 통해 오차를 최소화 하도록, 상기 센서 모듈(140)을 제어하는 것을 특징으로 하는 복수 수조 수질 관리 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 데이터베이스(151)는 상기 센서 모듈(140) 및 사용자 정보를 등록 관리하고,
상기 플랫폼 서버(150)는,
상기 데이터베이스(151)의 등록 관리 정보를 바탕으로 등록된 센서 모듈(140)로부터 수신된 측정지표인지를 검증하는 네트워크 인증 및 보안 모듈(153)을 포함하고,
상기 수질 모니터링 어플리케이션(161)은,
상기 데이터베이스(151)의 등록 관리 정보를 바탕으로 등록되지 않은 사용자 접근 방지 및 등록된 사용자에게 허가된 정보만 보여줄 수 있도록 하는 인증 보안 모듈(162)과;
상기 플랫폼 서버(150)로부터 진단된 수조 수질 환경 정보와 도출된 미래 수조 수질 예측 정보를 사용자가 이해하기 쉽도록 그래프 형식으로 표시하며 이상 징후 발생을 알아볼 수 있는 수조 관리 페이지와 사용자 등록과 센서 모듈(110) 정보를 저장할 수 있는 페이지를 가지는 웹 서버(163)와;
수조 수질 환경 정보를 모니터링하여 이상 징후 발생 시 신속하게 상태를 알리는 푸시 전송 모듈(164)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 수조 수질 관리 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020180122572A KR20200042239A (ko) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | 복수 수조 수질 관리 장치 |
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| KR1020180122572A KR20200042239A (ko) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | 복수 수조 수질 관리 장치 |
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| KR20200042239A true KR20200042239A (ko) | 2020-04-23 |
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| KR1020180122572A KR20200042239A (ko) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | 복수 수조 수질 관리 장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20200042239A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102503813B1 (ko) * | 2022-09-08 | 2023-02-24 | 주식회사 엠에스텍 | 공동주택(공동건물)의 수돗물 저수조 오염도 모니터링시스템 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140065672A (ko) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | 주식회사 글로비트 | 해상 가두리 시설 지능형 통합 관리 시스템 |
| KR20160055351A (ko) | 2014-11-07 | 2016-05-18 | 주식회사 글로비트 | It 기반의 뱀장어 양식장 성장 및 통합관리 시스템 |
-
2018
- 2018-10-15 KR KR1020180122572A patent/KR20200042239A/ko not_active Application Discontinuation
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