KR20200045174A - 양식장 모니터링 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양식장 모니터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하고, 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하여 알림으로써 양식 어류의 질병 예방 효과를 증대시킬 수 있으며, 다양한 수조 상태 관련 데이터의 상관관계 분석을 통해 수질 변화 정보를 획득하고, 수질 변화 주기를 예측할 수 있는 양식장 모니터링 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 양식장 모니터링 장치는 어류가 양식되는 수조의 상태 관련 데이터를 수집하는 센서부와; 상기 센서부로부터 데이터를 전송받아 상기 수조의 상태를 분석하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러와 정보를 송수신하며 사용자가 상기 수조의 상태를 시각적 또는 청각적으로 모니터링 가능한 사용자단말을 포함하되, 상기 센서부는, 상기 수조 내부를 촬영하는 수중카메라를 포함하여 구성되고, 상기 컨트롤러는, 상기 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 상기 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하고, 상기 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 양식장 모니터링 장치는 어류가 양식되는 수조의 상태 관련 데이터를 수집하는 센서부와; 상기 센서부로부터 데이터를 전송받아 상기 수조의 상태를 분석하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러와 정보를 송수신하며 사용자가 상기 수조의 상태를 시각적 또는 청각적으로 모니터링 가능한 사용자단말을 포함하되, 상기 센서부는, 상기 수조 내부를 촬영하는 수중카메라를 포함하여 구성되고, 상기 컨트롤러는, 상기 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 상기 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하고, 상기 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 양식장 모니터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하고, 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하여 알림으로써 양식 어류의 질병 예방 효과를 증대시킬 수 있으며, 다양한 수조 상태 관련 데이터의 상관관계 분석을 통해 수질 변화 정보를 획득하고, 수질 변화 주기를 예측할 수 있는 양식장 모니터링 장치에 관한 것이다.
전 세계적으로 양식 기술 및 시스템은 지난 50여 년간 급격히 발전하여 초기 양식생산 구조는 매우 단순한 생산 시설을 갖춘 가족 경영 형태의 소규모 생산이었다면, 점차 국가 간의 수출량이 증가하고 전체적인 양식수산물 소비량이 증가하면서 단위면적당 생산량 확대에 집중한 양식기술 시스템이 도입되기 시작하였다.
현재까지 양식업에 이용되고 있는 기술의 대부분은 비교적 단순한 수준으로, 사료 개선 및 우량종자 개량, 용존산소량 증가, 포식자로부터의 보호 등 대상 품종의 성장률 및 생존률 향상을 위한 기술 개발 및 연구가 활발히 이루어져 왔다.
그러나 양식업으로 인한 자연 생태계 및 환경의 부정적 영향에 대한 우려와 전 세계 소비시장의 식품 안전성에 대한 수요가 높아지면서 친환경 및 안전성을 보장하는 '지속가능한 양식업' 및 '책임 있는 양식업' 이행을 위한 기술개발 및 적용이 확대되고 있다.
또한, 네트워크 기반의 IT, BT 등 타 분야와의 기술융합이 활발해짐에 따라 양식업에서도 양식 환경 및 양식 생물의 생육정보 수집ㅇ데이터베이스화를 통한 위험성 감소 및 수익성 증대와 양식장 자동화 기술을 통한 생산 비용 절감 및 어민복지 향상 등을 이루고 있다
상기와 같은 양식장 스마트 모니터링과 관련된 종래기술로 등록특허공보 제10-1744686호(2017.06.12. 공고)에는 "모바일 기반의 양만장 통합관리 시스템"이 제안된 바 있다.
하지만, 종래기술은 대규모 양식시설 위주의 제품으로 소규모 양식장에는 적용하기 곤란한 문제점이 있었다.
또한, 종래기술은 질병 발생의 주요 원인인 양식 어류의 배설물 또는 사료의 침전물 등은 모니터링하지 않고, 수조의 수질에 대한 모니터링이 주로 이루어지고 있는 실정으로 수조 내 수질 상태에 따라 액화산소를 제어함으로써 액화산소 비용이 많이 소요되고, 수조 내 산소가 많아 발생할 수 있는 질병은 간과한 문제점이 있었다.
한편, 세계적으로 수산 대기업들이 글로벌 양식산업 성장주도하고 있고, 우리나라는 영세 양식어업인 중심의 정책으로 대기업뿐만 아니라 상장기업도 전무한 실정이다.
글로벌 양식기업들은 생명과학회사의 형태를 띠면 급속히 성장하고 있으나, 우리나라의 경우 최근 5년간 규모화 없이 천해양식 19.8ha(건당), 양식어류 수면적 1,100㎡(어가당)로 거의 일정한 수준 유지하고 있고, 국내 양식업은 높은 진입 장벽으로 대자본 및 신규인력 진입 어려운 실정이다.
우리나라의 경우 양식면적 허가 규정(양식면적 60ha, 5조 이상 대기업) 및 우선순위 규정(수산업법 14조)으로 양식업의 영세성 및 양식면허의 영속성 문제에 직면해 있다.
우리 양식업은 자연환경에 영향을 받고 생산방식의 표준화 미비로 민간 투자활성화가 저해되고, 우리나라 양식부문 R&D는 다품종 소량 생산 양식어가에 적합한 R&D를 수행하고는 있지만 선택과 집중이 되지 않고 있다.
이에, 양식장의 환경 모니터링 및 제어시스템은 어류의 성장, 어류의 사료 섭이, 질병발생 등을 영상으로 확인할 수 있도록 수중 모니터링 시스템의 하드웨어 구성 중 수중 카메라 및 수중조명 장치의 양식장 적용이 필요한 상황이다.
또한, 이미 국내외에 다양한 장비가 기 개발되어 있지만 수중환경에서도 어류의 활동성 및 상태를 정확하게 계측할 수 있는 영상인식 알고리즘 개발하고, 양식장의 실시간 영상 정보를 수집하여 DB화하는 통합운영 소프트웨어의 개발이 필요한 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물에 의한 발생되는 양식 어류의 질병을 예방할 수 있고, 실시간으로 수질 변화 정보를 획득할 수 있는 양식장 모니터링 장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 양식장 모니터링 장치는 어류가 양식되는 수조의 상태 관련 데이터를 수집하는 센서부와; 상기 센서부로부터 데이터를 전송받아 상기 수조의 상태를 분석하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러와 정보를 송수신하며 사용자가 상기 수조의 상태를 시각적 또는 청각적으로 모니터링 가능한 사용자단말을 포함하되, 상기 센서부는, 상기 수조 내부를 촬영하는 수중카메라를 포함하여 구성되고, 상기 컨트롤러는, 상기 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 상기 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하고, 상기 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 센서부는, 수중의 온도를 측정하는 온도센서와, 수중의 용존 산소량을 측정하는 DO센서와, 수중의 수소이온지수를 측정하는 pH센서를 더 포함하여 구성되고, 상기 온도센서, 상기 DO센서, 상기 pH센서 및 상기 수중카메라에서 측정된 각각의 데이터가 시간축을 기준으로 일정 단위로 상호 연동되어 저장되는 데이터베이스를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다
여기서, 상기 컨트롤러는, 상기 데이터베이스를 실시간으로 분석하여 상호 연동 저장된 데이터가 정해진 알고리즘에 따른 상관관계를 벗어나는 경우 수질 변화로 판단하여 상기 사용자단말에 수질 변화 정보를 송신하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 컨트롤러는, 상기 데이터베이스에 저장된 전체 데이터의 패턴 분석을 통해 수질 변화 주기를 예측하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 온도센서, DO센서 및 pH센서는 하나의 통합 모듈로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 양식장 모니터링 장치는 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하고, 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하여 알림으로써 양식 어류의 질병 예방 효과를 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 양식장 모니터링 장치는 상호 연동 저장된 다양한 수조 상태 관련 데이터의 상관관계 분석을 통해 수질 변화 정보를 획득하고, 전체 데이터의 패턴 분석을 통해 수질 변화 주기를 예측할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 양식장 모니터링 장치의 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양식장 모니터링 장치의 개념도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하는 모습을 도시한 개념도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하는 모습을 도시한 개념도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터베이스에 각각의 데이터가 시간축을 기준으로 일정 단위로 상호 연동되어 저장되는 상태를 도시한 예시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수조의 수질 변화에 따른 상관관계 분석도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자단말에서 수조의 상태를 모니터링하는 모습을 도시한 예시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양식장 모니터링 장치의 개념도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하는 모습을 도시한 개념도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하는 모습을 도시한 개념도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터베이스에 각각의 데이터가 시간축을 기준으로 일정 단위로 상호 연동되어 저장되는 상태를 도시한 예시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수조의 수질 변화에 따른 상관관계 분석도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자단말에서 수조의 상태를 모니터링하는 모습을 도시한 예시도
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 양식장 모니터링 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 양식장 모니터링 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양식장 모니터링 장치의 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하는 모습을 도시한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하는 모습을 도시한 개념도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터베이스에 각각의 데이터가 시간축을 기준으로 일정 단위로 상호 연동되어 저장되는 상태를 도시한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수조의 수질 변화에 따른 상관관계 분석도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자단말에서 수조의 상태를 모니터링하는 모습을 도시한 예시도이다.
도 1 내지 도 7을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 양식장 모니터링 장치는 센서부(10)와, 컨트롤러(20)와, 데이터베이스(30)와, 사용자단말(40)과, 산소용해기(50)를 포함하여 구성된다.
상기 센서부(10)는 어류가 양식되는 수조의 상태 관련 데이터를 측정하는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 통합 모듈(11)과, 수중카메라(12)가 구비된다.
상기 통합 모듈(11)은 수중의 온도를 측정하는 온도센서(111)와, 수중의 용존 산소량을 측정하는 DO센서(112)와, 수중의 수소이온지수를 측정하는 pH센서(113)가 하나의 모듈로 통합되어 구성된다.
상기 수중카메라(12)는 상기 수조 내부를 촬영하는 구성이다.
상기 수중카메라(12)는 상기 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물을 촬영하고, 상기 수조 내에서의 어류의 활동을 촬영할 수 있도록 배치된다.
상기 컨트롤러(20)는 상기 센서부(10)로부터 데이터를 전송받아 상기 수조의 상태를 분석하고, 상기 데이터베이스(30)에 데이터를 저장하며, 상기 사용자단말(40)과 정보를 송수신하고, 상기 산소용해기(50)의 작동을 제어하는 구성이다.
도 3은 상기 컨트롤러(20)가 상기 수중카메라(12)에 촬영된 영상을 통해 상기 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하는 모습을 도시하였다.
양식 어류 특히 뱀장어의 경우 주요 질병원인 중 하나인 아질산 중독은 주로 배설물 및 사료의 침전물에 의해 발생되고 있다.
뱀장어 사육시 수중에 함유하는 질소화합물은 유기질 질소와 무기질 질소가 있으며, 이것은 먹이의 찌꺼기, 뱀장어 배설물 등에 의하여 암모니아 질소(NH4-N), 아질산 질소(NO2-N)가 생산되는데, 아질산은 아질산 중독증의 원인물질로서 직접 뱀장어를 폐사시키므로 항상 관리가 되어야 한다.
종래에는 소규모 양만장의 경우 사람이 일일이 수조내로 들어가 침전물을 확인하고 치우는 작업을 진행하고 있는 상황으로 수조 내 침전물 여부를 수시로 확인할 수 없는 실정이었다.
이에 본 발명에서는 상기 수중카메라(12)를 구비하고, 상기 컨트롤러(20)가 상기 수중카메라(12)에서 촬영된 수조 밑에 쌓여있는 이물질 영상을 영상처리기반 감지 알고리즘을 통해 분석하여 일정량의 배설물 또는 침전물이 확인되는 경우 상기 사용자단말(40)에 알리도록 구성되어 상기 수조의 상태를 양식 어류의 생장에 최적의 상태로 유지할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 상기 컨트롤러(20)가 상기 수중카메라(12)에 촬영된 영상을 통해 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하는 모습을 도시한 것이다.
상기 컨트롤러(20)는 상기 수중카메라(12)의 영상을 검출하여 양식 어류의 활동량에 대한 패턴분석을 통해 상기 사용자단말(40)에서 양식 어류의 활동량 모니터링이 가능하도록 한다.
상기 데이터베이스(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 온도센서(111), 상기 DO센서(112), 상기 pH센서(113) 및 상기 수중카메라(12)에서 측정된 각각의 데이터가 시간축을 기준으로 일정 단위(Comp 1~8)로 상호 연동되어 저장되는 구성이다.
여기서, 상기 컨트롤러(20)는 상기 데이터베이스(30)를 실시간으로 분석하여 상호 연동 저장된 데이터가 정해진 알고리즘에 따른 상관관계를 벗어나는 경우 수질 변화로 판단하여 상기 사용자단말(40)에 수질 변화 정보를 송신하도록 구성된다.
도 6에는 상기 컨트롤러(20)의 상관관계 분석 알고리즘에 이용될 수 있는 수조의 수질 변화에 따른 상관관계 분석도가 도시되어 있다.
나아가, 상기 컨트롤러(20)는 상기 데이터베이스(30)에 저장된 전체 데이터의 패턴 분석을 통해 수질 변화 주기를 예측하도록 구성된다.
상기 사용자단말(40)은 상기 컨트롤러(20)와 정보를 송수신하며 사용자가 상기 수조의 상태를 시각적 또는 청각적으로 모니터링 가능한 구성이다.
도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자단말(40)에서 수조의 상태를 모니터링하는 모습을 도시하였다.
도 7을 살펴보면 각 수조별(A1, A2, A3) 상태(정상, 주의 경고)를 전체적으로 확인할 수 있고, 해당 수조(A1)의 세부정보 또한 확인할 수 있도록 구성되었다.
상기 산소용해기(50)는 상기 센서부(10)에서 측정된 수조의 상태 관련 데이터를 기반으로 상기 컨트롤러(20)의 분석에 의해 제어되는 구성이다.
상기 산소용해기(50)는 어류 양식장에서 일반적으로 사용되는 구성이므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.
앞에서 설명되고 도면에서 도시된 양식장 모니터링 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
10
센서부
11 통합 모듈
111 온도센서, 112 DO센서, 113 pH센서
12 수중카메라
20 컨트롤러
30 데이터베이스
40 사용자단말
11 통합 모듈
111 온도센서, 112 DO센서, 113 pH센서
12 수중카메라
20 컨트롤러
30 데이터베이스
40 사용자단말
Claims (5)
- 어류가 양식되는 수조의 상태 관련 데이터를 수집하는 센서부와;
상기 센서부로부터 데이터를 전송받아 상기 수조의 상태를 분석하는 컨트롤러와;
상기 컨트롤러와 정보를 송수신하며 사용자가 상기 수조의 상태를 시각적 또는 청각적으로 모니터링 가능한 사용자단말을; 포함하되,
상기 센서부는, 상기 수조 내부를 촬영하는 수중카메라를 포함하여 구성되고,
상기 컨트롤러는, 상기 수중카메라에 촬영된 영상을 통해 상기 수조 내 어류의 배설물 또는 침전물 상태를 분석하고, 상기 수조 내에서의 어류의 활동 상태를 분석하는 것을 특징으로 하는 양식장 모니터링 장치. - 제1항에 있어서,
상기 센서부는, 수중의 온도를 측정하는 온도센서와, 수중의 용존 산소량을 측정하는 DO센서와, 수중의 수소이온지수를 측정하는 pH센서를 더 포함하여 구성되고,
상기 온도센서, 상기 DO센서, 상기 pH센서 및 상기 수중카메라에서 측정된 각각의 데이터가 시간축을 기준으로 일정 단위로 상호 연동되어 저장되는 데이터베이스를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양식장 모니터링 장치. - 제2항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 데이터베이스를 실시간으로 분석하여 상호 연동 저장된 데이터가 정해진 알고리즘에 따른 상관관계를 벗어나는 경우 수질 변화로 판단하여 상기 사용자단말에 수질 변화 정보를 송신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 양식장 모니터링 장치. - 제3항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 데이터베이스에 저장된 전체 데이터의 패턴 분석을 통해 수질 변화 주기를 예측하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 양식장 모니터링 장치. - 제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 온도센서, DO센서 및 pH센서는 하나의 통합 모듈로 이루어진 것을 특징으로 하는 양식장 모니터링 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180125883A KR20200045174A (ko) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 양식장 모니터링 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180125883A KR20200045174A (ko) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 양식장 모니터링 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200045174A true KR20200045174A (ko) | 2020-05-04 |
Family
ID=70732575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180125883A KR20200045174A (ko) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 양식장 모니터링 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200045174A (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113516635A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-10-19 | 中国农业大学 | 鱼菜共生系统及基于鱼类行为的蔬菜氮元素需求估算方法 |
| CN113598098A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-05 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种基于机器视觉的鱼病识别处理装置 |
| KR20220021583A (ko) | 2020-08-14 | 2022-02-22 | 주식회사 글로비트 | 딥러닝 영상분석기반 생육정보 자동수집 시스템 |
| KR20220030543A (ko) | 2020-09-03 | 2022-03-11 | 주식회사 제이제이앤컴퍼니스 | 스마트 양식장의 고장진단 시스템 및 그에 의한 고장진단 방법 |
| KR102409745B1 (ko) * | 2021-07-15 | 2022-06-15 | 유병자 | 양식 어류의 사료계수 자동측정장치 |
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-
2018
- 2018-10-22 KR KR1020180125883A patent/KR20200045174A/ko not_active Application Discontinuation
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| CN113516635B (zh) * | 2021-06-15 | 2024-02-27 | 中国农业大学 | 鱼菜共生系统及基于鱼类行为的蔬菜氮元素需求估算方法 |
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