KR20200054628A - Remote fishing gear monitoring system with optimized active pingers - Google Patents

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KR20200054628A
KR20200054628A KR1020180138149A KR20180138149A KR20200054628A KR 20200054628 A KR20200054628 A KR 20200054628A KR 1020180138149 A KR1020180138149 A KR 1020180138149A KR 20180138149 A KR20180138149 A KR 20180138149A KR 20200054628 A KR20200054628 A KR 20200054628A
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Abstract

The present invention relates to a remote fishing gear monitoring system with optimized active pingers, capable of reducing power consumption of active pingers. The remote fishing gear monitoring system of the present invention includes an array tracker provided on a managing ship, and active pingers provided on the fishing gear for ultrasonic communication with the array tracker, wherein an ultrasonic signal received by the active pingers from the array tracker is modulated such that digital information corresponds to a time interval between two or more pulses.

Description

최적화된 능동핑어를 구비하는 원격 어구 모니터링 시스템{REMOTE FISHING GEAR MONITORING SYSTEM WITH OPTIMIZED ACTIVE PINGERS}REMOTE FISHING GEAR MONITORING SYSTEM WITH OPTIMIZED ACTIVE PINGERS}

본 발명은 능동핑어와 배열트래커를 포함하는 원격 어구 모니터링 시스템에 관한 것이며, 구체적으로 능동핑어의 전력소모를 저감할 수 있는 원격 어구 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a remote fishing gear monitoring system including an active finger and an array tracker, and more particularly, to a remote fishing gear monitoring system capable of reducing power consumption of an active finger.

어부들은 통발어망, 자망 등의 어구를 바다에 설치하여 물고기나 어패류 등 수산물을 획득한다. 이러한 어구들은 고정되어 있는 것이 아니라 해류에 의해 이동하므로 어구들은 수면 위에 떠 있는 부표에 줄로 연결되어 있으며, 어부들은 상기 부표의 위치를 확인하여 어구를 수거한다. 하지만, 상기 부표도 고정된 위치에 있는 것이 아니라 마찬가지로 해류를 따라 이동하므로 부표를 찾는 것 자체도 쉬운 일이 아니다.Fishermen install fishing gear such as whole nets and nets in the sea to obtain fish and other fishery products. Since these fishing gears are not fixed but are moved by the current, the fishing gears are connected in a row to the buoys floating on the water surface, and fishermen collect the fishing gears by checking the position of the buoys. However, it is not easy to find the buoy as the buoy is not in a fixed position but also moves along the current.

도 1에 나타낸 공개특허공보 제10-2017-0098572호에 의하면, GPS, IOT통신모뎀, 배터리, 등을 구비하고 해상에 설치되어 부유하는 IOT부표, 상기 IOT부표와의 통신을 위한 IOT 마스터 통신모뎀을 구비한 게이트웨이 부표, 상기 게이트웨이 부표와 공중망을 통해 교신하여 어구의 상태에 대한 모니터링을 수행하는 모니터링 서버를 포함하는 어구 모니터링 시스템이 게시되어 있다.According to published patent publication No. 10-2017-0098572 shown in FIG. 1, an IOT buoy installed on the sea equipped with a GPS, an IOT communication modem, a battery, etc., and an IOT master communication modem for communication with the IOT buoy A phrase monitoring system including a gateway buoy having a communication server and a monitoring server communicating with the gateway buoy through a public network to perform monitoring on the status of a phrase is published.

하지만, 도 1에 나타난 어구 모니터링 시스템은 수면 위에 떠 있는 부표에만 통신모뎀을 설치할 수 있어 수중에 있는 어망을 연결하는 줄이 끊어져 유실된 경우에는 어망을 회수할 수 있는 방법이 없는 문제점이 있다.However, the phrase monitoring system shown in FIG. 1 has a problem in that a communication modem can be installed only on a buoy floating on the surface of the water, so that when the line connecting the fishing net in the water is broken and lost, there is no method to recover the fishing net.

최근에는 수중 수신기에서 빔포밍을 하여 수중위치를 파악하는 시스템이 고안되기도 했다. 하지만 이러한 시스템은 수중발신기에 과도한 신호처리를 하고 있어 수중발신기의 전기적인 생존시간이 단축되는 문제가 존재한다.Recently, a system has been devised to detect the underwater position by beamforming in an underwater receiver. However, these systems have excessive signal processing on the underwater transmitter, and there is a problem in that the electrical survival time of the underwater transmitter is shortened.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수중에 설치된 어구상태를 직접적으로 감시하고 어구들이 유실된 경우에도 위치를 추적하여 회수할 수 있으며, 능동핑어의 전력소비를 최소화하여 오랫동안 사용이 가능한 원격 어구 모니터링 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.The present invention is to solve the above problems, it is possible to directly monitor the state of the fish installed in the water and track and recover the location even when the fishing gear is lost, and it is possible to use it for a long time by minimizing the power consumption of active fins. It is an object of the present invention to provide a remote phrase monitoring system.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 최적화된 능동핑어를 구비하는 원격 어구 모니터링 시스템은, 관리선에 구비되는 배열트래커와, 어구에 구비되고 상기 배열트래커와 초음파 통신을 위한 농동핑어를 포함하고, 상기 능동핑어가 상기 배열트래커에서 수신하는 초음파 신호는 2 이상의 펄스 사이 시간 간격에 디지털 정보가 대응되도록 변조된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a remote fishing phrase monitoring system having an optimized active fin according to the present invention includes an array tracker provided on a management line and an agricultural tracker provided on a fishing gear for ultrasonic communication with the array tracker. And, the ultrasonic signal received by the active fin from the array tracker is characterized in that it is modulated such that digital information corresponds to a time interval between two or more pulses.

또한 실시예에 있어서, 상기 능동핑어가 상기 배열트래커로 전송하는 신호는 주파수가 증가하는 형태인 업첩(up-chirp) 신호 또는 주파수가 감소하는 형태인 다운첩(down-chirp) 신호에 디지털 정보가 대응되도록 변조된 신호이다.In addition, in the embodiment, the signal transmitted by the active fin to the array tracker has digital information in an up-chirp signal in which the frequency is increased or a down-chirp signal in which the frequency is reduced. It is a signal modulated to correspond.

또한 실시예에 있어서, 상기 능동핑어는, 일측 및 타측에 초음파 신호를 송수신하기 위한 초음파 송수파기를 각각 구비한다.In addition, in the embodiment, the active fins are provided with ultrasonic transducers for transmitting and receiving ultrasonic signals to one side and the other, respectively.

또한 실시예에 있어서, 상기 배열트래커는 복수개의 수신센서가 원형으로 배열되며, 상기 능동핑어로부터 수신된 초음파 신호의 신호크기 및 위상을 이용하여 상기 능동핑어의 방위를 추출한다.In addition, in the embodiment, the array tracker has a plurality of receiving sensors arranged in a circle, and extracts the orientation of the active fin using the signal size and phase of the ultrasonic signal received from the active fin.

또한 실시예에 있어서, 상기 능동핑어는, 수신되는 초음파신호를 전기신호로 변환하는 송수파기와, 국부발진신호를 이용하여 상기 전기신호의 주파수를 중간주파수로 변조하는 모듈레이터를 포함하고, 상기 중간주파수는 455kHz인 것을 특징으로 한다.In addition, in the embodiment, the active fin includes a transducer that converts the received ultrasonic signal into an electrical signal, and a modulator that modulates the frequency of the electrical signal to an intermediate frequency by using a local oscillation signal. It is characterized by 455 kHz.

또한 실시예에 있어서, 상기 배열트래커는, 수신되는 초음파신호를 전기신호로 변환하는 수신센서와, 국부발진신호를 이용하여 상기 전기신호의 주파수를 대역통과필터의 통과대역에 위치되는 제1 중간주파수로 변조하는 제1 모듈레이터를 포함한다.In addition, in the embodiment, the array tracker, a receiving sensor for converting the received ultrasonic signal into an electrical signal, and a first intermediate frequency located in the pass band of the band pass filter using the local oscillation signal to the frequency of the electrical signal It includes a first modulator for modulating to.

또한 실시예에 있어서, 상기 배열트래커는, 상기 제1 중간주파수로 변조된 신호를 아날로그/디지털 변환에 적합한 제2 중간주파수로 변조하는 제2 모듈레이터를 더 포함한다.In an embodiment, the array tracker further includes a second modulator that modulates the signal modulated at the first intermediate frequency to a second intermediate frequency suitable for analog / digital conversion.

본 발명에 의하면, 능동핑어의 양측에 초음파 통신을 위한 송수파기 센서가 구비됨으로써, 어구가 유실되어 센서의 일측이 해저면에 묻히더라도 초음파 통신을 할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, the transducers for ultrasonic communication are provided on both sides of the active fins, and thus there is an advantage that ultrasonic communication can be performed even if one side of the sensor is buried on the bottom of the sensor due to loss of the phrase.

또한, 본 발명에 따르면, 본 발명에 이용되는 다운링크 방식은, 간단한 구성으로 구현되는 복조부를 갖는 능동핑어에서 소모되는 전력량을 대폭적으로 감소시킬 수 있다. 따라서 능동핑어의 생존시간을 연장할 수 있다.Further, according to the present invention, the downlink method used in the present invention can drastically reduce the amount of power consumed in the active ping with a demodulator implemented in a simple configuration. Therefore, the survival time of active fins can be extended.

또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 능동핑어 및 배열트래커는 중간주파수로서 455kHz를 이용하므로, 부피가 크지 않고 대역필터링이 용이한 세라믹대역통과필터가 이용될 수 있다는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, since the active fin and array tracker of the present invention use 455 kHz as an intermediate frequency, there is an advantage that a ceramic band pass filter that is not bulky and easy to band-filter can be used.

도 1은 종래기술에 의한 어구 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원격 어구 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 3는 도 2에 도시된 능동핑어의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 배열트래커의 구성을 간략하게 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 디지털신호처리기의 일부 구성을 블럭도로 간략하게 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 수신신호증폭기의 구성을 블럭도로 간략하게 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 원격 어구 모니터링 시스템에 이용되는 능동핑거의 다운링크 초음파 통신 방식을 설명하기 위한 전기신호의 파형도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 원격 어구 모니터링 시스템에 이용되는 능동핑거의 업링크 초음파 통신 방식을 설명하기 위한 전기신호의 파형도이다.
도 9는 본 발명에 의한 배열트래커의 방향추적방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 능동핑어의 거리측정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 어구에 배치된 능동핑어를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view showing a phrase monitoring system according to the prior art.
2 is a view showing a remote phrase monitoring system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram briefly showing the configuration of the active fin shown in FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram briefly showing the configuration of the array tracker illustrated in FIG. 2.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing some components of the digital signal processor shown in FIG. 4.
FIG. 6 is a block diagram briefly showing the configuration of the received signal amplifier shown in FIG. 4.
7 is a waveform diagram of an electrical signal for explaining a downlink ultrasonic communication method of an active finger used in a remote phrase monitoring system according to an embodiment of the present invention.
8 is a waveform diagram of an electrical signal for explaining an uplink ultrasonic communication method of an active finger used in a remote phrase monitoring system according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining the direction tracking method of the array tracker according to the present invention.
10 is a view for explaining a method of measuring the distance of an active finger according to the present invention.
11 is a view for explaining an active ping disposed in a phrase.

본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The configuration and operation of the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원격 어구 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.2 is a view showing a remote phrase monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 원격 어구 모니터링 시스템은 능동핑어(100), 배열트래커(200), 관리선(300), 어망(400)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the remote phrase monitoring system according to the present invention includes an active fin 100, an array tracker 200, a management line 300, and a fishing net 400.

능동핑어(100)는 어망(400)에 결합되어 수중에서 초음파 신호를 송수신할 수 있는 장치이고, 배열트래커(200)는 관리선(300) 하부에 구비되어 능동핑어(100)와 초음파 신호를 이용하여 통신할 수 있는 장치이다. The active fin 100 is a device that can be coupled to the fishing net 400 to transmit and receive ultrasonic signals underwater, and the array tracker 200 is provided under the management line 300 to use the active fin 100 and ultrasonic signals. It is a device that can communicate.

능동핑어(100)는 상기 배열트래커(200)로부터의 신호를 받고 이에 대응하는 초음파 신호를 송출한다. 능동핑어(100)은 수중에서 물에 새어들어오지 못하게 수밀케이스에 의해 밀폐된다. The active fin 100 receives a signal from the array tracker 200 and transmits an ultrasonic signal corresponding thereto. The active pink 100 is sealed by a watertight case to prevent water from leaking into the water.

도 3는 도 2에 도시된 능동핑어의 구성을 간략히 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram briefly showing the configuration of the active fin shown in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 상기 능동핑어(100)는 송수파기(110), 송수신전환부(120), 수신모듈(130), 송신모듈(140), 디지털신호제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the active fin 100 includes a transmitter / receiver 110, a transmitting / receiving switching unit 120, a receiving module 130, a transmitting module 140, and a digital signal control unit 150.

송수파기(110)는 배열트래커(200)로부터의 초음파신호를 전기신호로 변환하거나 또는, 전기신호를 초음파신호로 변환한다. 배열트래커(200)로부터의 초음파신호는 일정대역폭을 갖는 특정 주파수대의 초음파가 사용된다. 예를 들어, 초음파신호는 28kHz 내지 31kH 사이 저주파수 대역을 갖을 수 있다.The transducer 110 converts the ultrasonic signal from the array tracker 200 into an electrical signal, or converts an electrical signal into an ultrasonic signal. As the ultrasonic signal from the array tracker 200, ultrasonic waves of a specific frequency band having a certain bandwidth are used. For example, the ultrasonic signal may have a low frequency band between 28kHz and 31kH.

송수신전환부(120)는 능동핑어(100)의 송신모드와 수신모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다.The transmission / reception switching unit 120 may select one of the transmission mode and the reception mode of the active fin 100.

수신모듈(130)은 저잡음증폭기(131), 모듈레이터(132) 중간주파수증폭기(133), 통과대역필터(134), 검파기(135), 레벨비교기(136)를 포함한다.The receiving module 130 includes a low noise amplifier 131, a modulator 132, an intermediate frequency amplifier 133, a passband filter 134, a detector 135, and a level comparator 136.

저잡음증폭기(131)는 송수신전환부(120)를 거친 송수파기(110)로부터의 전기신호 세기를 증폭한다. 송수파기(110)에서 수신되는 초음파신호는 수중에서 감쇄되기 때문에 송수파기(110)에서 변환된 전기신호의 세기도 작다. 이에 따라, 정확한 복조를 위해서는 전기신호 세기의 증폭이 필요하다. 수신모듈(130)에 구비되는 저잡음증폭기(131)는 전기신호의 세기를 증폭한다. 예를 들어, 저잡음증폭기(131)는 수신신호를 40db정도로 증폭할 수 있다. The low noise amplifier 131 amplifies the electric signal strength from the transmitter / receiver 110 that has passed through the transmission / reception switching unit 120. Since the ultrasonic signal received from the transmitter 110 is attenuated underwater, the intensity of the electrical signal converted by the transmitter 110 is also small. Accordingly, amplification of electric signal strength is required for accurate demodulation. The low-noise amplifier 131 provided in the receiving module 130 amplifies the strength of the electrical signal. For example, the low-noise amplifier 131 can amplify the received signal to about 40db.

모듈레이터(132)는 국부발진신호(137)를 이용하여 수신신호의 주파수를 대역통과필터의 통과대역에 위치한 중간주파수를 갖는 신호로 변조한다. 예를 들어, 모듈레이터(132)는 455kHz의 중간주파수를 갖는 국부발진신호(137)를 이용하여, 28kHz 내지 31kH 주파수를 갖는 입력신호를 455kHz의 중간주파수를 갖는 신호로 변조할 수 있다. 이에 따라 능동핑어(100)는 455kHz의 통과대역을 갖는 세라믹대역통과필터를 통과대역필터(134)로서 이용할 수 있게 된다. The modulator 132 modulates the frequency of the received signal into a signal having an intermediate frequency located in the passband of the bandpass filter using the local oscillation signal 137. For example, the modulator 132 may modulate an input signal having a frequency of 28 kHz to 31 kH into a signal having an intermediate frequency of 455 kHz using the local oscillation signal 137 having an intermediate frequency of 455 kHz. Accordingly, the active fin 100 can use a ceramic band pass filter having a pass band of 455 kHz as the pass band filter 134.

중간주파수 증폭기(133)는 중간주파수로 변조된 신호를 증폭한다. 예를 들어, 중간주파수 증폭기(133)는 중간주파수로 변조된 신호를 최대 60dB만큼 증폭할 수 있다.The intermediate frequency amplifier 133 amplifies the signal modulated at the intermediate frequency. For example, the intermediate frequency amplifier 133 may amplify a signal modulated at an intermediate frequency by up to 60 dB.

통과대역필터(134)는 증폭된 신호를 필터링한다. 증폭된 신호는 통과대역필터의 통과대역 주파수에 대응되도록 모듈레이터(132)에서 변조된 신호이다. 따라서 통과대역필터(134)로서 세라믹대역통과필터가 사용될 수 있다. 세라믹대역통과필터는 455kHz의 중심주파수를 기준으로 일정범위 내의 주파수대역을 벗어나는 주파수를 갖는 전기신호를 차단할 수 있다. 세라믹대역통과필터는 부피가 크지 않고 능동핑어(100)의 소형화에 적합하고, 대역차단 효과도 우수하다.The passband filter 134 filters the amplified signal. The amplified signal is a signal modulated by the modulator 132 to correspond to the passband frequency of the passband filter. Therefore, a ceramic band pass filter may be used as the pass band filter 134. The ceramic band pass filter can block electrical signals having a frequency outside the frequency band within a certain range based on the center frequency of 455 kHz. The ceramic bandpass filter is not bulky and is suitable for miniaturization of the active fin 100, and has excellent band-blocking effect.

검파기(135)는 변조된 신호의 포락선을 검출하고, 레벨비교기(136)는 검출된 포락선에 기반하여 미리 설정된 레벨을 기준으로 펄스를 검출한다. The detector 135 detects the envelope of the modulated signal, and the level comparator 136 detects the pulse based on the preset level based on the detected envelope.

수신모듈(130)과 관련하여, 디지털신호제어부(150)는 검출된 2 이상의 펄스신호 사이 시간 간격 또는 2 이상 펄스신호 각각의 펄스폭을 이용하여 디지털정보로 변환한다. 본 발명의 다운링크 방식은, ASK(amplitude shift keying)방식과 유사하지만, 본 발명의 다운링크 방식은 2 이상의 신호 펄스 사이 시간간격 및 신호 펄스폭 중 적어도 하나에 정보가 포함된다는 점에서, 일정주기마다 펄스유무에 정보가 포함되는 종래의 ASK방식과 상이하다. 본 발명의 다운링크 방식은 ASK방식보다는 좀 더 정확한 정보전달이 가능하다. In relation to the reception module 130, the digital signal control unit 150 converts the digital information into digital information using a time interval between two or more detected pulse signals or a pulse width of each of the two or more pulse signals. The downlink method of the present invention is similar to the amplitude shift keying (ASK) method, but in the downlink method of the present invention, information is included in at least one of a time interval and a signal pulse width between two or more signal pulses. It is different from the conventional ASK method in which information is included in each pulse. The downlink method of the present invention can transmit more accurate information than the ASK method.

또한 본 발명에 따른 다운링크 방식은, 배열트래커(200)의 변조부에서는 전력을 많이 소모하게 되지만, 변조된 신호를 수신하여 복조하는 쪽인 능동핑어(100)에서는 신호펄스들의 시간간격 또는 펄스의 폭을 감지하기 위한 신호처리만 하면 되므로, 과도한 신호처리가 불필요하여 배터리를 절약할 수 있다.In addition, the downlink method according to the present invention consumes a lot of power in the modulator of the array tracker 200, but in the active pinker 100 which receives and demodulates the modulated signal, the time intervals or pulse widths of the signal pulses Since only signal processing for sensing is necessary, excessive signal processing is unnecessary, thereby saving battery.

업링크 및 다운링크 초음파 통신 방식에 대한 상세한 설명은 후술한다.Detailed description of the uplink and downlink ultrasonic communication methods will be described later.

송신모듈(140)은 전원제어부(141), 전지부(142), 송신에너지저장부(143), 송신전력발생부(144)를 포함한다.The transmission module 140 includes a power control unit 141, a battery unit 142, a transmission energy storage unit 143, and a transmission power generation unit 144.

전원제어부(141)는 디지털신호제어부(150)의 제어 하에 전지부(142)의 전원을 공급하거나 차단할 수 있다. 즉, 디지털신호제어부(150)가 배열트래커(200)로부터의 신호를 감지하는 경우, 전원제어부(141)는 전지부(142)의 전원공급이 이루어진다. 따라서 상시로 전원을 공급하지 않고 선택적으로 전원을 공급할 수 있어 전력소모를 저감할 수 있다.The power control unit 141 may supply or cut off the power of the battery unit 142 under the control of the digital signal control unit 150. That is, when the digital signal control unit 150 detects a signal from the array tracker 200, the power control unit 141 supplies power to the battery unit 142. Therefore, power can be selectively supplied without always supplying power, thereby reducing power consumption.

전지부(142)는 전기에너지를 저장한다. 전지부(142)는 적어도 하나의 배터리로 구성될 수 있다. 송신에너지저장부(143)은 전지부(142)로부터의 전기에너지를 증폭시킨다. 송신에너지저장부(143)는 커패시터로 구성될 수 있다. The battery unit 142 stores electrical energy. The battery unit 142 may be composed of at least one battery. The transmission energy storage unit 143 amplifies electrical energy from the battery unit 142. The transmission energy storage unit 143 may be formed of a capacitor.

송신전력발생부(144)는 2이상의 주파수를 갖는 신호를 스위칭을 이용하여 주파수가 증가하는 형태인 up-chirp형태의 출력신호 또는 주파수가 감소하는 형태인 down-chirp형태의 출력신호를 조합형성한다. 즉, 능동핑어로부터 상기 배열트래커로 전송되는 신호는 주파수가 증가하는 형태인 업첩(up-chirp) 신호 또는 주파수가 감소하는 형태인 다운첩(down-chirp) 신호이며, 업첩 신호 및 다운 첩 신호에 디지털 정보 0과 1이 각각 대응된다.The transmission power generating unit 144 combines an output signal in the form of an up-chirp type in which the frequency is increased or an output signal in the form of a down-chirp type in which the frequency is decreased by switching signals having two or more frequencies. . That is, the signal transmitted from the active fin to the array tracker is an up-chirp signal in the form of increasing frequency or a down-chirp signal in the form of decreasing frequency, and the Digital information 0 and 1 correspond respectively.

디지털신호제어부(150)는 능동핑어(100)의 모든 구성을 제어한다. 전원제어부(141)의 전지부(142)의 전원공급 여부를 결정하며, 레벨비교기(136)를 통해 입력된 신호펄스를 디지털 정보로 변환하고, 디지털 정보에 기반하여 능동핑어(100)의 전체적인 동작을 제어한다. The digital signal control unit 150 controls all components of the active fin 100. It determines whether the power supply of the battery unit 142 of the power control unit 141 is supplied, converts the signal pulse input through the level comparator 136 into digital information, and operates the entire operation of the active pinker 100 based on the digital information. Control.

어구마다 복수 개의 능동핑어(100)가 줄로 결합되어 있어서, 복수 개의 능동핑어(100) 각각을 식별하기 위한 식별코드가 필요하며, 복수개의 능동핑어를 다수의 그룹으로 묶어 관리하기 위한 식별코드도 필요하다. 다운링크, 업링크에서 전송되는 신호는 이러한 식별코드 정보를 포함한다. Since a plurality of active fins 100 are combined in a row for each phrase, an identification code for identifying each of the plurality of active fins 100 is required, and an identification code for grouping and managing a plurality of active fins into a plurality of groups is also required. Do. Signals transmitted in the downlink and uplink include such identification code information.

구체적으로 식별코드는 각 개별 능동핑어를 구분하기 위한 코드이며, 식별코드는 지역ID, 어구ID, 조ID를 포함한다. 지역ID는 어구의 관할지역을 식별하기 위한 ID로서 4비트로 표현될 수 있다. 어구ID는 어구를 식별하기 위한 ID로서 16비트로 표현될 수 있으며, 어구ID는 육상통합관제센터에서 관리된다. 조ID는 하나의 어구를 더 작은 단위로 나눈 것으로서, 4비트로 표현될 수 있다. 특히 업링크에서의 신호는 배터리양에 대한 정보도 더 포함될 수 있다.Specifically, the identification code is a code for distinguishing each individual active fin, and the identification code includes a region ID, a phrase ID, and a group ID. The region ID is an ID for identifying a jurisdiction of a phrase and can be expressed in 4 bits. The phrase ID is an ID for identifying a phrase and can be expressed in 16 bits, and the phrase ID is managed by the land integrated control center. The Joe ID is a phrase divided into smaller units and can be expressed in 4 bits. In particular, the signal on the uplink may further include information on the amount of battery.

디지털신호제어부(150)에서는 수신된 신호에 포함된 식별코드를 분석하여 자신의 식별코드와 일치하는지 판단할 수 있다. 수신된 신호에 포함된 식별코드가 자신의 식별코드와 일치하면 능동핑어(100)와 배열트래커(200) 사이에 채널이 형성되며 수중통신이 시작된다. 반면, 수신된 신호에 포함된 식별코드가 자신의 식별코드와 일치하지 않으면 전원공급을 차단하여 전력소비를 최소화할 수 있다.The digital signal control unit 150 may analyze the identification code included in the received signal to determine whether it matches the identification code. If the identification code included in the received signal matches its identification code, a channel is formed between the active pinker 100 and the array tracker 200, and underwater communication starts. On the other hand, if the identification code included in the received signal does not match its own identification code, power supply can be cut to minimize power consumption.

도 4는 도 2에 도시된 배열트래커의 구성을 간략하게 도시한 도면이고, 도 5은 도 4에 도시된 디지털신호처리기의 일부 구성을 블럭도로 간략하게 도시한 도면이다. 그리고 도 6은 도 4에 도시된 수신신호증폭기의 구성을 블럭도로 간략하게 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram briefly showing the configuration of the array tracker shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a block diagram briefly showing some components of the digital signal processor shown in FIG. 4. And FIG. 6 is a block diagram briefly showing the configuration of the received signal amplifier shown in FIG. 4.

도 4를 참조하면, 배열트래커(200)는 센서모듈(210)과, 수신신호증폭기(220)와, 디지털신호처리기(230)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the array tracker 200 includes a sensor module 210, a received signal amplifier 220, and a digital signal processor 230.

센서모듈(210)은 초음파 신호를 송수신할 수 있는 서로 다른 방향을 향하도록 원형으로 배열되는 복수개의 수신센서를 포함한다. 센서모듈(210)에는 예를 들어 8개의 수신센서가 구비될 수 있다. 수신신호증폭기(220)는 수신신호를 증폭하고 디지털신호처리기의 신호처리에 적합한 형태로 가공한다. 디지털신호처리기(230)는 가공된 신호를 이용하여 신호에 포함된 디지털 정보를 복원한다. The sensor module 210 includes a plurality of receiving sensors arranged in a circle to face different directions capable of transmitting and receiving ultrasonic signals. The sensor module 210 may be provided with, for example, eight receiving sensors. The received signal amplifier 220 amplifies the received signal and processes it in a form suitable for signal processing of the digital signal processor. The digital signal processor 230 restores digital information included in the signal using the processed signal.

도 5를 참조하면, 수신신호증폭기(220)는, 복수의 수신센서 각각의 채널에 대응될 수 있도록, 저잡음증폭기(221), 1차 모듈레이터(222), 1차 중간주파수 증폭기(223), 1차 통과대역필터(224), 2차 모듈레이터(225), 2차 중간주파수 증폭기(226), 2차 통과대역필터(227)가 채널별로 구비될 수 있다. 센서모듈(210)은 복수개의 초음파 센서를 포함한다. 복수개의 초음파 센서는 여러방향에서 전송되는 초음파 신호를 수신하여 전기신호로 변환하며, 저잡음증폭기(221)는 변환된 전기신호의 세기를 증폭한다. 5, the received signal amplifier 220, the low-noise amplifier 221, the primary modulator 222, the primary intermediate frequency amplifier 223, 1 so as to correspond to each channel of the plurality of receiving sensors The second pass band filter 224, the second modulator 225, the second intermediate frequency amplifier 226, and the second pass band filter 227 may be provided for each channel. The sensor module 210 includes a plurality of ultrasonic sensors. The plurality of ultrasonic sensors receives ultrasonic signals transmitted in various directions and converts them into electrical signals, and the low-noise amplifier 221 amplifies the intensity of the converted electrical signals.

저잡음증폭기(221)은 센서(210)로부터의 전기신호의 세기를 증폭한다.The low-noise amplifier 221 amplifies the intensity of the electrical signal from the sensor 210.

1차 모듈레이터(222)는 제1 중간주파수를 갖는 국부발진신호를 이용하여 전기신호를 제1 중간주파수로 변조한다. 예를 들어 제1 중간주파수는 455kHz로 설정될 수 있다. 이에 따라 455kHz를 중심주파수로 갖는 세라믹필터가 제1 통과대역필터에 적용될 수 있다. 제1 중간주파수로 변조된 신호는 제1 중간주파수 증폭기(223)에 의해 신호세기가 증폭된다.The primary modulator 222 modulates the electrical signal to the first intermediate frequency using the local oscillation signal having the first intermediate frequency. For example, the first intermediate frequency may be set to 455 kHz. Accordingly, a ceramic filter having 455 kHz as the center frequency can be applied to the first passband filter. The signal modulated at the first intermediate frequency is amplified by the first intermediate frequency amplifier 223.

1차 통과대역필터(224)는 증폭된 신호의 잡음을 제거하여 신호대잡음비를 최대화한다. 예를 들어, 1차 통과대역필터는 455kHz를 중심주파수로 갖는 세라믹통과대역필터가 적용될 수 있다. The first pass band filter 224 removes noise of the amplified signal to maximize the signal-to-noise ratio. For example, the first pass band filter may be a ceramic pass band filter having 455 kHz as the center frequency.

2차 모듈레이터(225)는 국부발진신호를 이용하여 제2 중간주파수로 변조함으로써, 이후 아날로그/디지털(A/D)변환을 용이하게 한다. 예를 들어 제2 중간주파수는 A/D변환이 용이한 20kHz 일 수 있다. 제2 중간주파수로 변조된 신호는 제2 중간주파수 증폭기(226)에 의해 신호의 세기가 증폭되며, 2차 통과대역필터 및 버퍼(227)를 거쳐 신호대잡음비가 향상된 상태에서 출력된다.The secondary modulator 225 modulates the second intermediate frequency using a local oscillation signal, thereby facilitating analog / digital (A / D) conversion. For example, the second intermediate frequency may be 20 kHz that facilitates A / D conversion. The signal modulated at the second intermediate frequency is amplified by the second intermediate frequency amplifier 226, and is output through a second pass band filter and a buffer 227 with an improved signal-to-noise ratio.

도 6을 참조하면, 디지털신호처리기(230)는 A/D변환부(231)와 매치드필터부(232)를 포함한다. 수신신호증폭기(220)로부터 증폭된 신호는 A/D변환부(231)에서 디지털 스트림으로 가공된다. 매치드필터부(232)는 up-chirp 신호를 매칭하기 위한 제1 매치드필터와 down-chirp 신호를 매칭하기 위한 제2 매치드필터를 포함하며, 제1 및 제2 매치드필터를 이용하여 잡음을 제거할 수 있다. 디지털신호처리기(230)는 잡음이 제거된 신호를 이용하여 디지털 정보를 복원할 수 있다.Referring to FIG. 6, the digital signal processor 230 includes an A / D conversion unit 231 and a matched filter unit 232. The signal amplified from the received signal amplifier 220 is processed by the A / D converter 231 into a digital stream. The matched filter unit 232 includes a first matched filter for matching up-chirp signals and a second matched filter for matching down-chirp signals, and uses the first and second matched filters. Noise can be eliminated. The digital signal processor 230 may restore digital information using a signal from which noise has been removed.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 원격 어구 모니터링 시스템에 이용되는 능동핑거의 다운링크 초음파 통신 방식을 설명하기 위한 전기신호의 파형도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 원격 어구 모니터링 시스템에 이용되는 능동핑거의 업링크 초음파 통신 방식을 설명하기 위한 전기신호의 파형도이다.7 is a waveform diagram of an electrical signal for explaining a downlink ultrasonic communication method of an active finger used in a remote phrase monitoring system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a remote phrase monitoring system according to an embodiment of the present invention It is a waveform diagram of an electrical signal for explaining the uplink ultrasonic communication method of the active finger used in.

업링크는 능동핑어(100)로부터 배열트래커(200)로의 신호전송 방향이고, 다운링크는 배열트래커(200)로부터 능동핑어(100)로의 신호전송 방향을 의미한다.The uplink is a signal transmission direction from the active tracker 100 to the array tracker 200, and the downlink means a signal transfer direction from the array tracker 200 to the active tracker 100.

배열트래커(200)는 관리선(300)으로 전원을 공급받지만, 능동핑어(100)은 배터리로 전원을 공급받는다. 따라서 능동핑어(100)의 생존수명은 배터리에 저장되는 전기에너지에 결정된다. 일반적으로 송신신호 변조과정보다 복잡한 신호처리를 요하는 수신신호 복조과정에서 더 많은 배터리가 소모된다. 능동핑어(100)의 생존수명을 늘리려면, 수신신호의 복조과정에서 복잡한 신호처리를 요하지 않도록 해야한다. 본 발명의 다운링크 방식은 수신신호의 복조과정에서 복잡한 신호처리를 요하지 않는다. The array tracker 200 receives power from the management line 300, but the active fin 100 receives power from a battery. Therefore, the survival life of the active fin 100 is determined by the electrical energy stored in the battery. In general, more batteries are consumed in the process of demodulating a received signal that requires complex signal processing than the process of modulating a transmitted signal. In order to increase the survival life of the active fin 100, it is necessary to avoid complicated signal processing in the demodulation process of the received signal. The downlink method of the present invention does not require complicated signal processing in the demodulation process of the received signal.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다운링크 방식은, ASK(amplitude shift keying)방식을 기반으로 하지만, 본 발명의 다운링크 방식은, 2 이상의 펄스 사이 시간간격 또는 펄스폭에 디지털정보가 포함된다는 점에서, 일정주기마다 펄스유무에 따라 정보가 포함되는 종래의 ASK방식과 상이하다. Referring to FIG. 7, the downlink method of the present invention is based on an amplitude shift keying (ASK) method, but the downlink method of the present invention includes digital information in a time interval or a pulse width between two or more pulses. In, it is different from the conventional ASK method in which information is included depending on the presence or absence of a pulse every period.

한편, 본 발명의 다운링크 방식에는 ASK 방식이 사용될 수 있다. Meanwhile, the ASK method may be used for the downlink method of the present invention.

제1 수신신호(s1) 이후 제2 수신신호(s2)가 수신된 경우를 가정하면, 본 발명의 다운링크 방식에서는 제1 수신신호(s1)의 펄스와 제2 수신신호(s2)의 펄스 사이 시간차(dt)에 디지털 정보가 포함된다. Assuming that the second received signal s2 is received after the first received signal s1, in the downlink method of the present invention, the pulse between the first received signal s1 and the second received signal s2 is Digital information is included in the time difference dt.

제1 수신신호(s1)의 펄스와 제2 수신신호(s2)의 펄스 사이의 시간차(dt)에 정보가 포함되는 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.A case in which information is included in a time difference dt between the pulse of the first received signal s1 and the pulse of the second received signal s2 will be described as follows.

t1, t2를 각각 디지털정보 1, 0에 대응되는 설정치로 미리 설정된 경우, 제1 및 제2 수신신호(s1, s2) 사이 시간차(dt)가 t1인 경우, 1로 변환되고, t1+t2인 경우 0으로 변환될 수 있다. When t1 and t2 are preset to set values corresponding to digital information 1 and 0, respectively, when the time difference dt between the first and second received signals s1 and s2 is t1, it is converted to 1, and t1 + t2 In case it can be converted to 0.

신호처리과정 또는 수신과정에서 지연을 감안하여, 미리 설정된 오차범위 t3가 적용될 수 있다. 예를 들어, 시간차(dt)가 t1-t3 < dt < t1+t3 일 때, 1로 변환될 수 있고, 시간차(dt)가 t1+t2-t3 < dt < t1+t2+t3일 때, 0으로 변환될 수 있다. 여기서, t1은 정보1에 대응되는 설정치이고, t2는 정보0에 대응되는 설정치이다. 그리고 t3는 오차범위를 나타내기 위한 것이다. t1, t3는 양수이고, t2는 양수 또는 음수일 수 있다. In consideration of the delay in the signal processing process or the reception process, a preset error range t3 may be applied. For example, when the time difference dt is t1-t3 <dt <t1 + t3, it can be converted to 1, and when the time difference dt is t1 + t2-t3 <dt <t1 + t2 + t3, 0 Can be converted to Here, t1 is a setting value corresponding to information 1, and t2 is a setting value corresponding to information 0. And t3 is for indicating the error range. t1 and t3 may be positive and t2 may be positive or negative.

또한, 제1 수신신호(s1)의 펄스와 제2 수신신호(s2)의 펄스 사이의 시간차(dt)뿐 아니라, 제1 및 제2 수신신호(s1, s2)의 펄스 각각의 펄스폭(dW)에 정보가 포함될 수 있다.In addition, as well as the time difference dt between the pulse of the first received signal s1 and the pulse of the second received signal s2, the pulse width dW of each of the pulses of the first and second received signals s1 and s2 ) May contain information.

펄스폭(dW)에 정보가 포함되는 경우를 설명하면 다음과 같다.The case where information is included in the pulse width dW is as follows.

W1, W2를 각각 디지털 정보 1, 0에 대응되는 설정치로 미리 설정된 경우, 펄스폭(dW)이 dW가 w1일 때 1의 정보를 포함하고, w2일 때 0의 정보를 포함할 수 있다. When W1 and W2 are preset to set values corresponding to digital information 1 and 0, respectively, the pulse width dW may include information of 1 when dW is w1 and 0 information of w2.

신호처리과정 또는 수신과정에서의 오차를 감안하면, w1-w3< dW < w1+w3 인 경우 1의 정보를 포함하고, w1+w2-w3< dW < w1+w2+w3 인 경우 0의 정보를 포함할 수 있다. 여기서, w1은 정보1에 대응되는 설정치이고, w2는 정보0에 대응되는 설정치이다. 그리고 w3은 오차범위를 나타내기 위한 것이다. W1, W3는 양수이고, w2는 양수 또는 음수일 수 있다.Considering the error in the signal processing or receiving process, the information of 1 is included when w1-w3 <dW <w1 + w3, and the information of 0 when w1 + w2-w3 <dW <w1 + w2 + w3 It can contain. Here, w1 is a setting value corresponding to information 1, and w2 is a setting value corresponding to information 0. And w3 is for indicating the error range. W1 and W3 are positive numbers, and w2 can be positive or negative numbers.

또한, 펄스폭(dW)을 기준으로 신호펄스인지 여부가 판단될 수도 있다. 즉, 신호펄스의 펄스폭이 일정범위 내에 존재하지 않는 경우 정보를 갖는 신호가 아닌 것으로 판단되며, 신호펄스의 펄스폭이 일정범위 내에 존재하는 경우 정보를 갖는 신호로 판단될 수 있다. Also, it may be determined whether the signal is a pulse based on the pulse width dW. That is, if the pulse width of the signal pulse does not exist within a certain range, it is determined that it is not a signal having information. If the pulse width of the signal pulse is within a certain range, it may be determined as a signal having information.

상기와 같은 다운링크 방식은 신호펄스의 시간간격 또는 펄스폭만을 탐지하면 되므로 과도한 신호처리를 요하지 않아, 능동핑어에서 소모되는 전력량을 대폭적으로 감소시킬 수 있다.Since the downlink method only needs to detect the time interval or pulse width of the signal pulse, excessive signal processing is not required, and thus, the amount of power consumed by the active fin can be drastically reduced.

도 8을 참조하면, 본 발명의 업링크 방식은, FSK(frequency shift keying) 방식을 기반으로 하되, 주파수가 F1에서 F4로 증가하는 형태(up-chirp)인 경우 1의 정보가 포함되며, 주파수가 F4에서 F1으로 감소되는 형태(down-chirp)인 경우 0의 정보를 포함되도록 설정될 수 있다. 이와 반대의 경우도 가능하다. Referring to FIG. 8, the uplink method of the present invention is based on a frequency shift keying (FSK) method, but includes information of 1 when the frequency is increased from F1 to F4 (up-chirp). When is F4 to F1 is reduced (down-chirp) can be set to include the information of 0. The opposite is also possible.

이를 위해 최소 2 이상의 주파수를 갖는 신호가 디지털신호제어부(150)로부터 생성되며, 생성된 2이상의 주파수 신호는 송신전력발생부(144)에서 스위칭됨으로써 up-chirp 형태 또는 down-chirp형태로 조합생성되어 송수파기(110)를 통해 출력된다.To this end, a signal having a frequency of at least two or more is generated from the digital signal control unit 150, and the generated two or more frequency signals are generated in combination in an up-chirp form or a down-chirp form by being switched in the transmission power generator 144. It is output through the transmitter 110.

상기와 같은 업링크 방식은, 단지 스위칭에 의해 up-chirp 형태 또는 down-chirp형태의 출력신호를 생성할 수 있어 구조가 간단하므로 변조부를 갖는 능동핑어에서 소모되는 전력량을 감소시킬 수 있다. The uplink method described above can generate an up-chirp type or down-chirp type output signal only by switching, so that the structure is simple, so that the amount of power consumed by the active fin having the modulator can be reduced.

한편, 일반적인 송수신기의 업링크, 다운링크 방식은 서로 동일한 방식을 사용하는 것이 보통이다. 그러나 본 발명의 원격 어구 모니터링 시스템은 능동핑어의 신호수신 시 전력소모 감소를 위해 그리고 신호전송 시 정확한 데이터 전송을 위해, 다운링크 방식과 업링크 방식을 서로 다르게 설정함으로써, 능동핑어의 생존시간을 대폭적으로 늘릴 수 있고 정확한 데이터 전송이 가능하다.On the other hand, it is common to use the same method for uplink and downlink of a typical transceiver. However, the remote phrase monitoring system of the present invention significantly reduces the survival time of the active pinger by setting the downlink method and the uplink method differently to reduce power consumption during signal reception of the active pinger and for accurate data transmission during signal transmission. Can be increased and accurate data transmission is possible.

도 9는 본 발명에 의한 배열트래커의 방향추적방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the direction tracking method of the array tracker according to the present invention.

도 9을 참조하면, 상기 배열트래커(200)는 원형프레임 내에 복수 개의 초음파 신호를 수신하기 위한 센서모듈을 구성하는 수신센서(S1~S8)가 원형으로 동일한 각도차이로 배열되어 있다. 이러한 배열트래커(200)는 배열의 구조가 간단하면서 기계적으로 강인한 배열구조체이다. 상기 배열트래커는 수상함의 하부에 설치되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 9, in the array tracker 200, receiving sensors S1 to S8 constituting a sensor module for receiving a plurality of ultrasonic signals are arranged in a circular frame at the same angle difference. The arrangement tracker 200 is an arrangement structure having a simple structure and a mechanically robust arrangement. The array tracker is preferably installed on the bottom of the water box.

본 실시예에서 사용주파수가 28 내지 31KHz인 톤필츠센서를 사용하였지만, 이에 제한되지는 않는다. In this embodiment, a tone filter sensor having a use frequency of 28 to 31 KHz is used, but is not limited thereto.

배열트래커(200)의 8개의 수신센서는 능동핑어에서 송신되는 초음파 신호를 수신하며, 제어부에서는 각 수신센서의 신호크기를 비교하게 된다. 신호크기가 가장 큰 순서대로 배열이 되며, 제어부에서는 신호크기가 가장 큰 수신센서를 중심으로 각 수신센서의 위상차를 계산한다. 계산된 위상차에 의해 보다 정밀한 미세방향이 추정될 수 있다. The eight receiving sensors of the array tracker 200 receive ultrasonic signals transmitted from active fins, and the control unit compares the signal size of each receiving sensor. The signal size is arranged in the order of the largest, and the control unit calculates the phase difference of each receiving sensor centering on the receiving sensor having the largest signal size. A more precise fine direction can be estimated by the calculated phase difference.

예를 들어, S8이 최대 신호크기를 나타내었다면 인접한 S1 및 S7과의 위상차를 계산하여 위상차가 적은 방향으로의 미세조정을 할 수 있다.For example, if S8 represents the maximum signal size, the phase difference between adjacent S1 and S7 can be calculated to fine-tune the direction in which the phase difference is small.

상기 제어부는 배열트래커와는 별도의 단말기로 구성될 수 있으며, 이때, 유무선으로 배열트레커와 신호를 송수신하게 된다.The control unit may be configured as a terminal separate from the array tracker. At this time, the controller transmits and receives signals to and from the array tracker.

배열트래커가 특정 식별코드정보를 포함한 신호를 수중으로 전송하는 경우, 특정 식별코드정보를 갖는 능동핑어가 이에 대응한 신호를 전송할 수 있다. 한편, 복수의 능동핑어(100)들 사이에 중계핑어가 어망(400)에 포함하여 구성될 수도 있다. 중계핑어는 주위의 복수의 능동핑어(100)를 보조하기 위한 것으로서, 중계핑어는 능동핑어(100)의 다운링크, 업링크 방식과 동일한 방식을 이용할 수 있다. 중계핑어는 인접한 복수의 능동핑어를 식별하기 위한 복수의 식별코드정보들을 갖을 수 있다. 이에 따라, 배열트래커로부터 특정 식별코드정보가 포함된 신호가 수신되면, 특정 식별코드정보를 갖는 능동핑어와, 그 특정 식별코드정보를 포함하는 중계핑어가 이에 대응하여 신호를 전송할 수 있다. 이때 신호 간 간섭을 막기 위해, 농등핑어가 신호를 전송한 후, 중계핑어가 신호를 전송할 수 있다. 한편, 특정 능동핑어로부터 배열트래커로 전송되는 신호에는 특정 능동핑어의 식별코드정보가 포함되며, 중계핑어로부터 배열트래커로 전송되는 신호에는 중계핑어 자신만의 식별코드정보가 포함될 수 있다. 이에 따라 배열트래커가 능동핑어의 신호인지 중계핑어의 신호인지 구별할 수 있도록 할 수 있다. 중계핑어는 주변의 능동핑어가 배터리가 소진되거나 고장이 발생한 경우를 대비한 것으로서,중계핑어의 신호전송 횟수가 능동핑어의 신호전송 회수보다 많을 수 있으므로, 능동핑어에 장착된 배터리보다는 더 큰 용량의 배터리가 중계핑어에 장착됨이 바람직하다. When the array tracker transmits a signal including specific identification code information underwater, an active pinger having specific identification code information may transmit a signal corresponding thereto. Meanwhile, a relaying fish may be included in the fishing net 400 between the plurality of active fishes 100. The relaying fin is intended to assist the surrounding plurality of active fins 100, and the relaying fins may use the same method as the downlink and uplink schemes of the active fins 100. The relaying pin may have a plurality of identification code information for identifying a plurality of adjacent active pins. Accordingly, when a signal including specific identification code information is received from the array tracker, an active pair having specific identification code information and a relay pair including the specific identification code information may transmit a signal corresponding thereto. At this time, in order to prevent interference between signals, the relay pinger may transmit the signal and then the relay pinger may transmit the signal. Meanwhile, the signal transmitted from the specific active fin to the array tracker includes identification code information of the specific active fin, and the signal transmitted from the relay anchor to the array tracker may include identification code information of the relay anchor itself. Accordingly, it is possible to distinguish whether the array tracker is a signal of an active finger or a relay finger. The relaying fins are prepared in case the surrounding active fins are exhausted or have a failure. Since the number of signal transmissions of the relaying fins may be greater than the number of signal transmissions of the active fins, the relaying fins have a larger capacity than the batteries installed in the active fins. It is preferable that the battery is mounted on the relay pin.

도 10은 본 발명에 의한 능동핑어의 거리측정방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method of measuring the distance of an active finger according to the present invention.

도 10을 참조하면, 능동핑어(100)와 배열트래커(200) 사이의 거리는 송신신호와 수신신호의 시간차(dt)를 통해 계산된다.Referring to FIG. 10, the distance between the active fin 100 and the array tracker 200 is calculated through a time difference dt between a transmission signal and a reception signal.

구체적으로, 배열트래커(200)는 송신신호와 수신신호의 시간차를 이용하여 배열트래커와 능동핑어의 거리를 계산하게 된다. 상기 거리는 아래와 같은 식으로 계산될 수 있다.Specifically, the array tracker 200 calculates the distance between the array tracker and the active fin using the time difference between the transmission signal and the reception signal. The distance can be calculated as follows.

R = dt*v/2R = dt * v / 2

(R은 배열트래커와 능동핑어의 거리, dt는 송신신호와 수신신호의 시간차, v는 수중 초음파 속도)(R is the distance between the array tracker and the active fin, dt is the time difference between the transmitted and received signals, and v is the ultrasonic velocity of the water)

도 11은 어구에 배치된 능동핑어를 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining an active ping disposed in a phrase.

도 11의 (a)를 참조하면, 어구가 유실되지 않은 경우, 송수파기L센서과 송수파기 R센서 모두 초음파 신호를 송수신할 수 있는 위치에 있다. 도 11의 (b)는 어구가 유실되어 능동핑어(100)가 해저면에 일측이 묻혀있을 때를 나타낸 도면이다. 능동핑어(100)의 일측이 해저면이 묻혀있더라도, 타측에 구비된송수파기L 센서가 초음파신호를 송신할 수 있다. Referring to (a) of FIG. 11, when the phrase is not lost, both the transmitter L sensor and the transmitter R sensor are in a position to transmit and receive ultrasonic signals. FIG. 11 (b) is a diagram showing when the phrase is lost and the active fin 100 is buried on one side of the seabed. Even if one side of the active fin 100 is buried under the sea floor, the transducer L sensor provided on the other side can transmit an ultrasonic signal.

본 발명에 의하면, 능동핑어의 양측에 초음파 통신을 위한 송수파기 센서가 구비됨으로써, 어구가 유실되어 센서의 일측이 해저면에 묻히더라도 초음파 통신을 할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, the transducers for ultrasonic communication are provided on both sides of the active fins, and thus there is an advantage that ultrasonic communication can be performed even if one side of the sensor is buried on the bottom of the sensor due to loss of the phrase.

또한, 본 발명에 따르면, 본 발명에 이용되는 다운링크 방식은, 간단한 구성으로 구현되는 복조부를 갖는 능동핑어에서 소모되는 전력량을 대폭적으로 감소시킬 수 있다. 따라서 능동핑어의 생존시간을 연장할 수 있다.Further, according to the present invention, the downlink method used in the present invention can drastically reduce the amount of power consumed in the active ping with a demodulator implemented in a simple configuration. Therefore, the survival time of active fins can be extended.

또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 능동핑어 및 배열트래커는 대역통과필터의 통과대역에 위치한 중간주파수로 변조하는 모듈레이터를 포함하므로, 부피가 크지 않고 대역필터링이 용이한 세라믹대역통과필터가 이용될 수 있다는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, since the active pinger and array tracker of the present invention include a modulator that modulates to an intermediate frequency located in the passband of the bandpass filter, a ceramic bandpass filter that is not bulky and easy to bandpass can be used. It has the advantage of being able to.

상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can change it.

100 : 능동핑어 110 : 송수파기
120: 송수신전환부 130: 수신모듈
131: 저잡음증폭기 132: 모듈레이터
133: 중간주파수증폭기 134: 통과대역필터
135: 검파기 136: 레벨비교기
140: 송신모듈 141: 전원제어부
142: 전지부 143: 송신에너지저장부
144: 송신전력발생부 150: 디지털신호제어부
200: 배열트래커 210: 센서모듈
220: 수신신호증폭기 221: 저잡음증폭기
222: 1차 모듈레이터 223: 1차 중간주파수증폭기
224: 1차 통과대역필터 225: 2차 모듈레이터
226: 2차 중간주파수증폭기 227: 2차 통과대역필터
230: 디지털신호처리기
100: Active pink 110: Transmitter
120: transmitting and receiving switching unit 130: receiving module
131: low-noise amplifier 132: modulator
133: intermediate frequency amplifier 134: pass band filter
135: detector 136: level comparator
140: transmission module 141: power control unit
142: battery unit 143: transmission energy storage unit
144: transmission power generation unit 150: digital signal control unit
200: Array tracker 210: Sensor module
220: received signal amplifier 221: low-noise amplifier
222: 1st modulator 223: 1st intermediate frequency amplifier
224: 1st pass band filter 225: 2nd modulator
226: 2nd intermediate frequency amplifier 227: 2nd pass band filter
230: digital signal processor

Claims (7)

관리선에 구비되는 배열트래커; 및
어구에 구비되고, 상기 배열트래커와 초음파 통신을 위한 농동핑어를 포함하고,
상기 능동핑어가 상기 배열트래커에서 수신하는 초음파 신호는 2 이상의 신호펄스 사이 시간 간격에 디지털 정보가 대응되도록 변조된 것을 특징으로 하는 원격 어구 모니터링 시스템.
Array tracker provided on the management ship; And
It is provided on a phrase, and includes a farming smelt for ultrasonic communication with the array tracker,
A remote phrase monitoring system, characterized in that the ultrasonic signal received by the active fin from the array tracker is modulated such that digital information corresponds to a time interval between two or more signal pulses.
제1항에 있어서,
상기 능동핑어가 상기 배열트래커로 전송하는 신호는 주파수가 증가하는 형태인 업첩(up-chirp) 신호 또는 주파수가 감소하는 형태인 다운첩(down-chirp) 신호에 디지털 정보가 대응되도록 변조된 것을 특징으로 하는 원격 어구 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The signal transmitted by the active fin to the array tracker is modulated so that digital information corresponds to an up-chirp signal in the form of increasing frequency or a down-chirp signal in the form of decreasing frequency. Remote phrase monitoring system.
제1항에 있어서,
상기 능동핑어는,
일측 및 타측에 초음파 신호를 송수신하기 위한 초음파 송수파기를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 원격 어구 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The active fin,
Remote phrase monitoring system, characterized in that each comprises an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic signals to one side and the other side.
제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배열트래커는 복수개의 수신센서가 원형으로 배열되며,
상기 능동핑어로부터 수신된 초음파 신호의 신호크기 및 위상을 이용하여 상기 능동핑어의 방위를 추출하는 것을 특징으로 하는 원격 어구 모니터링 시스템.
The method according to any one of claims 1 and 2,
In the array tracker, a plurality of receiving sensors are arranged in a circle,
Remote phrase monitoring system, characterized in that by extracting the orientation of the active fin using the signal size and phase of the ultrasound signal received from the active fin.
제1항에 있어서,
상기 능동핑어는,
수신되는 초음파신호를 전기신호로 변환하는 송수파기와
국부발진신호를 이용하여 상기 전기신호의 주파수를 중간주파수로 변조하는 모듈레이터를 포함하고,
상기 중간주파수는 대역통과필터의 통과대역에 위치함을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 원격 어구 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The active fin,
A transducer that converts the received ultrasonic signal into an electrical signal.
And a modulator for modulating the frequency of the electrical signal to an intermediate frequency using a local oscillation signal,
The intermediate frequency is a remote phrase monitoring system, characterized in that located in the pass band of the band pass filter.
제1항에 있어서,
상기 배열트래커는,
수신되는 초음파신호를 전기신호로 변환하는 수신센서와,
국부발진신호를 이용하여 상기 전기신호의 주파수를 대역통과필터의 통과대역에 위치되는 제1 중간주파수로 변조하는 제1 모듈레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 어구 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The array tracker,
Receiving sensor for converting the received ultrasonic signal to an electrical signal,
And a first modulator for modulating the frequency of the electrical signal to a first intermediate frequency located in the passband of the bandpass filter using a local oscillation signal.
제6항에 있어서,
상기 배열트래커는,
상기 제1 중간주파수로 변조된 신호를 아날로그/디지털 변환에 적합한 제2 중간주파수로 변조하는 제2 모듈레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 어구 모니터링 시스템.
The method of claim 6,
The array tracker,
And a second modulator for modulating the signal modulated at the first intermediate frequency to a second intermediate frequency suitable for analog / digital conversion.
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