KR20220165399A - 침수심 계측 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 침수심 계측 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 경사부, 축방향보강재, 트러스보강재를 구비하고 있어, 차량 및 보행자의 보행이 많은 곳에서도 파손을 방지할 수 있고 유선 연결이 필요없어 설치가 간단하며 IoT 센서를 이용하여 비용 효율적인 침수심 계측 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 폴리카보네이트를 포함한 투명 소재로 덮어 파손을 방지하며, 태양에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 태양광모듈; 태양광모듈에서 생성된 전기에너지를 저장할 수 있으며, 태양에너지가 공급되지 않는 경우 전력을 공급할 수 있는 전원공급부; 침수되는 경우, 수압을 센싱할 수 있는 압력센서; 압력센서의 신호를 전송받아 디지털화하여 통신모듈로 전송하는 마이크로컨트롤러; 마이크로컨트롤러에서 전송받은 신호를 원거리에 있는 통합관제서버로 전송할 수 있는 안테나를 포함한 통신모듈; 무선으로 신호를 송수신할 수 있으며, 통신모듈을 통하여 전송받은 압력센서의 수압정보를 이용하여 최대침수심, 침수시간, 침수면적을 포함한 침수 정보를 연산하여 처리하고 저장할 수 있고, 무선으로 기기의 소프트웨어를 업데이트할 수 있는 통합관제서버; 내부에 전원공급부, 마이크로컨트롤러, 압력센서가 위치할 수 있는 본체부; 일측은 본체부와 결합되며, 타측으로 갈수록 높이가 낮아지는 직각삼각형 형상으로 형성되어 있는 경사부; 경사부의 하측면에 형성되어 있으며, 외력에 의한 압력센서의 손상 및 오작동을 방지할 수 있는 센서손상방지판; 및 본체부의 내부에 위치하며, 수직방향으로의 하중으로부터 파손을 방지할 수 있는 축방향보강재을 포함하는, 침수심 계측 장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명은 폴리카보네이트를 포함한 투명 소재로 덮어 파손을 방지하며, 태양에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 태양광모듈; 태양광모듈에서 생성된 전기에너지를 저장할 수 있으며, 태양에너지가 공급되지 않는 경우 전력을 공급할 수 있는 전원공급부; 침수되는 경우, 수압을 센싱할 수 있는 압력센서; 압력센서의 신호를 전송받아 디지털화하여 통신모듈로 전송하는 마이크로컨트롤러; 마이크로컨트롤러에서 전송받은 신호를 원거리에 있는 통합관제서버로 전송할 수 있는 안테나를 포함한 통신모듈; 무선으로 신호를 송수신할 수 있으며, 통신모듈을 통하여 전송받은 압력센서의 수압정보를 이용하여 최대침수심, 침수시간, 침수면적을 포함한 침수 정보를 연산하여 처리하고 저장할 수 있고, 무선으로 기기의 소프트웨어를 업데이트할 수 있는 통합관제서버; 내부에 전원공급부, 마이크로컨트롤러, 압력센서가 위치할 수 있는 본체부; 일측은 본체부와 결합되며, 타측으로 갈수록 높이가 낮아지는 직각삼각형 형상으로 형성되어 있는 경사부; 경사부의 하측면에 형성되어 있으며, 외력에 의한 압력센서의 손상 및 오작동을 방지할 수 있는 센서손상방지판; 및 본체부의 내부에 위치하며, 수직방향으로의 하중으로부터 파손을 방지할 수 있는 축방향보강재을 포함하는, 침수심 계측 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 침수심 계측 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 경사부, 축방향보강재, 트러스보강재를 구비하고 있어, 차량 및 보행자의 보행이 많은 곳에서도 파손을 방지할 수 있고 유선 연결이 필요없어 설치가 간단하며 IoT 센서를 이용하여 비용 효율적인 침수심 계측 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 홍수, 침수 등에 대비하기 위하여 저수지, 유수지, 호수, 하천 또는 침수 상습지역 등에 수위를 측정 및 계측하기 위한 수위 계측장치가 설치된다.
그러나 기존의 계측 시스템은 도로나 인도에 설치하기에 너무 커 교행을 방해하거나 차량등의 충격등으로 파손되는 경우가 종종 발생하고, 설치환경에 따라 계측오류가 발생하거나 계측 방식에 따라 유불리함이 있어 현장마다 시스템의 형태와 구성 방식이 다양하게 적용되어 침수심만을 계측하는 장치를 양산화하기 어려웠다. 이로 인해 시스템이 복잡해지고 구축에 소요되는 시간과 비용이 증가하여 충분한 계측지점을 확보하지 못해 오계측 발생시 비교할 수 있는 데이터가 없었다. 또 고가의 센서와 데이터로거를 사용하므로 정밀도는 높지만 계측 지점의 밀집도가 낮아 환경영향으로 오계측이 지속적으로 발생하면 검보정이 불가능하고 정확도가 떨어지는 문제가 있었다. 현장 시공시에는 센서, 데이터로거, 전원이 유선으로 연결되어 도로를 절개 및 복구해야 하므로 인력과 중장비등의 사용되고 부대장치로 보호해야 하므로 비용은 더욱 증가한다.
또한, 물의 순환은 강우-(침투-저류)-유출-증발을 반복하게 되는데 도시에서는 이 순환에 소요되는 시간과 공간이 아스팔트나 콘크리트와 같은 포장재에 의해 왜곡되어 침투하지 못하는 우수의 양이 많아지고 이렇게 발생한 우수는 관로를 통해 이동하기 때문에 유출속도나 도달시간이 빨라져 도시침수 문제를 초래하기도 한다. 또한, 기후변화는 우리나라뿐 아니라 세계 곳곳에서는 기록적 폭우를 유발하며 침수피해를 입히고 있어 예방 뿐 아니라 예측을 통하여 대피 또는 대비 할 수 있는 시간을 확보할 수 있어야 하며 이를 위해서는 대량의 계측점과 시계열 데이터 확보가 필요하다.
침수심의 경우 지방자치단체에서 사후 현장조사를 통하여 최대 침수심, 침수기간, 침수면적 등의 정보를 수집하고 있으나 시간에 따른 침수심 변화에 대한 정보는 수집하지 못하고 있다.
이러한 이유로 상황별 시나리오에 기반을 둔 수치해석을 통한 침수예측을 지속적으로 시도해 오고 있으나 상세지역에 대한 예측이 힘들고 시간이 오래 걸리는 단점이 있으며 너무나 많은 경우의 수와 불충분한 과거 이력 자료로 인하여 만족스러운 결과를 얻지못하고 있다.
따라서, 침수 발생시의 상황을 모니터링 하여 데이터를 축적하고 실시간 계측 데이터를 기반으로 하는 정확도가 높은 예측기술을 개발하기 위해서는 침수심에 대한 시계열 자료 확보가 선행되어야 한다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1204059호(2012.11.23. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 저전력으로 작동하여 전력소모를 줄이고, 유선으로 연결하기 위한 굴착 및 복구 작업 및 시스템 보호를 위한 부대장치 등이 필요하지 않으며, 차량이나 보행자에 의해 파손되지 않도록 센서손상방지판 및 경사부를 구비한 침수심 계측 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 침수심 계측 장치는 폴리카보네이트를 포함한 투명 소재로 덮어 파손을 방지하며, 태양에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 태양광모듈; 태양광모듈에서 생성된 전기에너지를 저장할 수 있으며, 태양에너지가 공급되지 않는 경우 전력을 공급할 수 있는 전원공급부; 침수되는 경우, 수압을 센싱할 수 있는 압력센서; 압력센서의 신호를 전송받아 디지털화하여 통신모듈로 전송하는 마이크로컨트롤러; 마이크로컨트롤러에서 전송받은 신호를 원거리에 있는 통합관제서버로 전송할 수 있는 안테나를 포함한 통신모듈; 무선으로 신호를 송수신할 수 있으며, 통신모듈을 통하여 전송받은 압력센서의 정보를 이용하여 최대침수심, 침수시간, 침수면적을 포함한 침수 정보를 연산하여 처리하고 저장할 수 있고, 무선으로 기기의 소프트웨어를 업데이트할 수 있는 통합관제서버; 내부에 전원공급부, 마이크로컨트롤러, 압력센서가 위치할 수 있는 본체부; 일측은 본체부와 결합되며, 타측으로 갈수록 높이가 낮아지는 직각삼각형 형상으로 형성되어 있는 경사부; 경사부의 하측면에 형성되어 있으며, 외력에 의한 압력센서의 손상 및 오작동을 방지할 수 있는 센서손상방지판; 및 본체부의 내부에 위치하며, 수직방향으로의 하중으로부터 파손을 방지할 수 있는 축방향보강재을 포함한다.
또한, 본체부는 상측면에 태양광모듈이 위치하고 하부재와 결합할 수 있는 상부재; 내부에 마이크로컨트롤러와 전원공급부가 위치하고, 상부에 압력센서가 위치하는 하부재를 포함하여 구성되며, 상부재의 양측에는 경사부가 결합될 수 있으며, 상부재의 양측에 경사부가 결합되어 있는 길이와 하부재의 길이가 대응되며, 상부재, 경사부, 하부재는 볼트 및 너트를 포함한 결합부재를 이용하여 결합될 수 있는 것을 포함한다.
또한, 상부재의 하측면에는 일정한 높이가 형성되어 있는 방수패킹를 구비하고 있어 본체부 내부에 위치하는 마이크로컨트롤러, 전원공급부, 및 통신모듈은 우천시 방수될 수 있으며, 경사부에 대응하는 하부재에 위치하는 압력센서의 감지부는 우천시 침수될 수 있는 것을 포함한다.
본 발명에 의하면 태양광 패널을 구비하고 있어 별도의 전력공사가 필요없으며, 전원공급부를 구비하고 있어 태양광이 없는 상태에서도 전원이 유지될 수 있고, 마이크로컨트롤러와 LPWAN(Low Power Wide Area Network) 통신을 이용하여 전력소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 경사부, 센서손상방지판, 축방향보강재, 트러스보강재를 포함한 파손을 방지할 수 있는 구성을 포함하고 있어, 파손으로 인한 오작동 및 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침수심 계측 장치의 침수심 정보의 흐름을 도시한 흐름도,
도 2는 마이크로프로세서에 내장되어 있는 소프트웨어를 업데이트하는 과정을 도시한 흐름도,
도 3는 태양광모듈에서 생성된 전력의 흐름을 도시한 흐름도,
도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침수심 계측장치의 단면도,
도 5는 도3의 평면도,
도 6는 도3의 우측면도,
도 7은 도 3의 좌측면도.
도 2는 마이크로프로세서에 내장되어 있는 소프트웨어를 업데이트하는 과정을 도시한 흐름도,
도 3는 태양광모듈에서 생성된 전력의 흐름을 도시한 흐름도,
도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침수심 계측장치의 단면도,
도 5는 도3의 평면도,
도 6는 도3의 우측면도,
도 7은 도 3의 좌측면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침수심 계측 장치의 침수심 정보의 흐름을 도시한 흐름도, 도 2는 마이크로프로세서에 내장되어 있는 소프트웨어를 업데이트하는 과정을 도시한 흐름도, 도 3는 태양광모듈에서 생성된 전력의 흐름을 도시한 흐름도, 도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침수심 계측장치의 단면도, 도 5는 도3의 평면도, 도 6는 도3의 우측면도, 도 7은 도 3의 좌측면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침수심 계측 장치는 도 3 내지 도 6을 참조하면, 태양광모듈(110), 전원공급부(120), 압력센서(210), 마이크로컨트롤러(220), 통신모듈(300), 통합관제서버(400), 본체부, 경사부(500), 센서손상방지판(510), 축방향보강재(130), 트러스보강재(140), 방열필름을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침수심 계측 장치의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
태양광모듈(110)은 본체부의 상부재(100) 상측면에 구비되며 폴리카보네이트를 포함한 투명 소재로 덮어 파손을 방지할 수 있으며, 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전원공급부(120)에 저장할 수 있다.
전원공급부(120)는 태양광모듈(110)에서 생성된 전기에너지를 저장할 수 있으며, 태양에너지가 공급되지 않는 경우에도 저장된 전기에너지를 이용하여 전력을 공급할 수 있어 태양광이 공급되지 않는 상태에서도 24시간 전원이 유지될 수 있도록 하되 설치되는 장소의 태양광의 상태에 따라 전원공급부에 구비된 배터리의 용량을 달리 할 수 있다.
예컨대, 태양광이 충분하지 않은 곳에 설치되는 장치는 태양광모듈 및 배터리의 용량을 크게 할 수 있으며, 태양광이 충분한 곳에 설치되는 장치는 상대적으로 적게 할 수 있다.
또한, 목적에 따라 태양광모듈 및 배터리의 용량을 조절하여 전원이 유지되는 시간을 늘릴 수 있다.
도 3를 참조하면, 태양광모듈(110)에서 생성된 전기에너지는 전원공급부(120)에 저장이 될 수 있으며, 전원공급부(120)에 저장된 전기에너지는 마이크로컨트롤러를 통하여 압력센서(210), 마이크로프로세서(221)(220), 통신모듈(300)을 동작시키기 위한 에너지로 사용된다.
압력센서(210)는 침수되는 경우 빗물에 의한 압력인 수압을 센싱할 수 있다.
침수심계측을 위한 센서는 초음파, 레이저를 포함한 비접촉식 센서를 이용하는 경우 차량이나 보행자 또는 곤충 등으로 인하여 계측오류가 발생할 우려가 있어 비접촉식 센서를 사용하는 것보다 접촉식인 압력을 센싱하는 압력센서를 사용하는 것이 계측 오류 발생 확률을 줄이고 후처리를 통한 검보정에 유리하다.
마이크로컨트롤러(220)는 마이크로프로세서(221)를 포함하고, 마이크로컨트롤러(220)는 압력센서(210)의 압력신호를 전송받아 디지털화하고 수심값으로 변환하여 통신모듈로 전송할 수 있다.
마이크로컨트롤러는 센싱간격, 데이터 전송 간격, 전송 실패시 재처리를 포함한 작동정보가 저장되어 있는 소프트웨어를 구비하고 있으며, 도 2를 참조하면, 마이크로컨트롤러에 구비된 소프트웨어는 LPWAN 통신망을 통하여 통합관제서버로부터 전송된 프로그램을 수신하여 업데이트되며 전국적으로 산재된 기기에 일괄 또는 부분 적용될 수 있다.
저전력과 소형화 및 비용절감을 위하여 직접적인 데이터의 저장과 처리는 통합관제서버(400)에서 수행하며, 마이크로컨트롤러(220)에서는 통신모듈(300)이 데이터를 통합관제서버로 전달할 수 있도록하는 최소 기능만을 수행한다.
통신모듈(300)은 마이크로컨트롤러(220)에서 전송받은 신호를 원거리에 있는 통합관제서버(400)로 전송할 수 있으며, 안테나(310)를 포함하여 구성된다.
통합관제서버(400)는 통신모듈(300)과 무선으로 신호를 송수신할 수 있으며, 통신모듈(300)을 통하여 전송받은 압력센서(210)의 수압정보를 이용하여 최대침수심, 평균침수심, 침수시간, 침수면적을 포함한 침수 정보를 연산하여 처리하고 저장할 수 있다.
또한 OTA(Over-the-Air programming)방식을 통하여 장치의 성능개선을 위하여 마이크로컨트롤러에 구비되어 있는 소프트웨어를 배포하고 업데이트 할 수 있어 인력과 시간을 절약할 수 있다.
도 1을 참조하면, 압력센서(210)에서 센싱된 압력센싱정보는 마이크로컨트롤러로 전송되어 디지털화 되고 침수심값으로 변환되어 통신모듈(300)로 전송되며, 통신모듈(300)에서 무선통신으로 통합관제서버(400)로 전송된다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본체부는 상부재(100) 및 하부재(200)를 포함하여 구성되며, 상부재(100)의 상측면에는 태양광모듈(110)이 위치하고, 하부재(200)와 결합되며, 내부에는 배터리를 포함한 전원공급부(120), 마이크로프로세서(221)를 포함하는 마이크로컨트롤러(220)와 압력센서(210)가 위치한다.
상부재(100)의 양측에는 경사부(500)가 결합될 수 있으며, 상부재의 길이와 양측에 결합된 경사부의 길이가 합쳐진 길이가 하부재의 길이가 될 수 있다.
상부재(100) 및 경사부(500)와 하부재(200)는 볼트 및 너트를 포함한 결합부재(700)를 이용하여 결합될 수 있으며, 상부재(100)의 하측면에는 일정한 높이가 형성되어 있는 방수패킹(600)를 구비하고 코팅과 방수 몰드 처리 되어 있어 본체부 내부에 위치하는 마이크로컨트롤러(220) 및 통신모듈(300)은 우천시에 방수될 수 있으며, 경사부(500)에 대응하는 하부재(200)에 위치하는 압력센서(210)의 감지부는 우천시에 침수되어 침수심을 계측할 수 있다.
즉, 방수되어야 할 부품인 마이크로컨트롤러(220)와 통신모듈(300)은 방수패킹(600)과 코팅 및 방수 몰드로 방수될 수 있으며, 침수심 계측을 위하여 침수되어야할 부품인 압력센서(210)의 감지부는 우천시에 침수될 수 있다.
경사부(500)는 일측은 본체부의 상부재(100)와 결합되며, 타측으로 갈수록 높이가 낮아지는 직각삼각형 형상으로 형성되어 있으며, 차량 등이 경사부(500)를 통하여 장치를 자연스럽게 넘어다닐 수 있다.
경사부(500)는 상부가 개방되고 측면은 폐쇄되어 있는 형상으로 형성되어 있어, 우천시 빗물이 압력센서(210)에 유입가능하여, 침수심을 계측할 수 있는 동시에 차량 및 보행자의 통행에 의한 손상 및 파손을 방지할 수 있다.
또한, 경사부(500)의 하측면에 센서손상방지판(510)을 구비하고 있어, 외력에 의한 압력센서(210)의 손상 및 오작동을 방지할 수 있다.
압력센서(210)를 센서손상방지판(510)이 아니라 필터 등으로 보호를 하는 경우 비닐이나, 나뭇잎, 점토 등과 같은 이물질이 필터를 막아 수압을 감소시키거나 압력을 높여 부정확한 계측에 의한 오류가 발생할 수 있으며, 센서손상방지판의 측면을 완전히 개방하지 않으면 공기층이 형성되어 오류가 발생할 우려가 있다.
따라서, 본 발명의 센서손상방지판(510)은 측면이 개방되어 우수의 유입은 방해하지 않으면서 외력에 의한 손상은 방지할 수 있으며, 필터설치로 인하여 발생하는 오류를 방지할 수 있다.
축방향보강재(130)는 본체부의 내부에 위치하며, 수직방향으로의 하중에 의한 휨모멘트에 저항할 수 있다.
축방향보강재(130)는 직사각형 패널형상으로 본체부의 내부에 높이방향으로 위치하고 있어, 차량 및 보행자의 통행에 의하여 본체부가 수직방향의 하중을 받아도, 축방향보강재(130)가 외력에 의한 휨으로 손상되거나 변형되는 것에 저항한다.
트러스보강재(140)는 통신모듈(300)의 안테나(310)가 위치할 수 있으며, 안테나(310)에 의한 통신이 원할하게 할 수 있다.
안테나(310)를 이용한 무선통신은 밀폐된 공간에서보다 개방된 공간에 안테나(310)가 위치하는 것이 통신을 원할하게 할 수 있으므로, 본체부에서 안테나(310)가 위치하는 공간은 무선통신을 원할하게 하기 위하여 개방되어 있으며, 개방으로 인하여 충격에 취약해지는 것을 방지하기 위하여 트러스보강재(140)를 이용하여 충격으로부터의 손상 및 파손을 방지할 수 있다.
방열필름은 기온차에 의한 파손을 방지하기 위하여 본체부의 양측면에 도포될 수 있고, 방열필름으로 기온이 올라갔을때 또는 기온이 내려갔을때에도 본체부 내부에 위치하는 전원공급부(120), 압력센서(210), 마이크로컨트롤러(220) 및 통신모듈(300)의 손상과 오작동을 방지할 수 있다.
침수계측기기의 대부분은 차량이나 보행자의 통행이 많은 장소에 설치되므로, 본 발명은 차량이나 보행자의 통행에 불편함이 없도록 경사부를 구비하고 있으며, 압력센서가 장치의 내부에 구비되어 있어 차량 및 보행자의 영향을 받지않고, 우천시에 침수심을 계측하는 압력센서는 침수될 수 있고, 마이크로컨트롤러 및 통신모듈은 방수되는 공간에 위치하여 장치가 완전히 침수된 상태에서도 계측 및 통신이 가능하도록 할 수 있고, 또한 침수심이 너무 깊어 통신상태가 불량하거나 장기간 충전이 불가하여 전력이 충분하지 못하면 최소 전력으로 계측값을 저장만하고 통신이 연결되거나 전력이 충분할 때 데이터를 재전송하는 특징이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 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.
100 - 상부재
110 - 태양광모듈
120 - 전원공급부 130 - 축방향보강재
140 - 트러스보강재 200 - 하부재
210 - 압력센서 220 - 마이크로컨트롤러
300 - 통신모듈 400 - 통합관제서버
500 - 경사부 510 - 센서손상방지판
600 - 방수패킹
120 - 전원공급부 130 - 축방향보강재
140 - 트러스보강재 200 - 하부재
210 - 압력센서 220 - 마이크로컨트롤러
300 - 통신모듈 400 - 통합관제서버
500 - 경사부 510 - 센서손상방지판
600 - 방수패킹
Claims (3)
- 폴리카보네이트를 포함한 투명 소재로 덮어 파손을 방지하며, 태양에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 태양광모듈;
태양광모듈에서 생성된 전기에너지를 저장할 수 있으며, 태양에너지가 공급되지 않는 경우 전력을 공급할 수 있는 전원공급부;
침수되는 경우, 수압을 센싱할 수 있는 압력센서;
압력센서의 신호를 전송받아 디지털화하여 통신모듈로 전송하는 마이크로컨트롤러;
마이크로컨트롤러에서 전송받은 신호를 원거리에 있는 통합관제서버로 전송할 수 있는 안테나를 포함한 통신모듈;
무선으로 신호를 송수신할 수 있으며, 통신모듈을 통하여 전송받은 압력센서의 정보를 이용하여 최대침수심, 침수시간, 침수면적을 포함한 침수 정보를 연산하여 처리하고 저장할 수 있고, 무선으로 기기의 소프트웨어를 업데이트할 수 있는 통합관제서버;
내부에 전원공급부, 마이크로컨트롤러, 압력센서가 위치할 수 있는 본체부;
일측은 본체부와 결합되며, 타측으로 갈수록 높이가 낮아지는 직각삼각형 형상으로 형성되어 있는 경사부;
경사부의 하측면에 형성되어 있으며, 외력에 의한 압력센서의 손상 및 오작동을 방지할 수 있는 센서손상방지판; 및
본체부의 내부에 위치하며, 수직방향으로의 하중으로부터 파손을 방지할 수 있는 축방향보강재
을 포함하는, 침수심 계측 장치. - 제1항에 있어서,
본체부는
상측면에 태양광모듈이 위치하고 하부재와 결합할 수 있는 상부재;
내부에 마이크로컨트롤러와 전원공급부가 위치하고, 상부에 압력센서가 위치하는 하부재
를 포함하여 구성되며,
상부재의 양측에는 경사부가 결합될 수 있으며, 상부재의 양측에 경사부가 결합되어 있는 길이와 하부재의 길이가 대응되며,
상부재, 경사부, 하부재는 볼트 및 너트를 포함한 결합부재를 이용하여 결합될 수 있는 것
을 더 포함하는, 침수심 계측 장치. - 제1항에 있어서,
상부재의 하측면에는 일정한 높이가 형성되어 있는 방수패킹를 구비하고 있어 본체부 내부에 위치하는 마이크로컨트롤러, 전원공급부, 및 통신모듈은 우천시 방수될 수 있으며,
경사부에 대응하는 하부재에 위치하는 압력센서의 감지부는 우천시 침수될 수 있는 것
을 더 포함하는, 침수심 계측 장치.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR20110136464A (ko) * | 2010-06-15 | 2011-12-21 | 오희재 | 도로 침수 감시 시스템 및 방법 |
| KR101146085B1 (ko) * | 2011-11-03 | 2012-05-11 | (주)정한전자시스템 | 침수 경보장치 |
| KR20190074682A (ko) * | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 전자부품연구원 | 침수 및 수위 감지용 센서 모듈 |
| KR102227149B1 (ko) * | 2020-09-02 | 2021-03-12 | 김현숙 | 침수 경보장치 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110136464A (ko) * | 2010-06-15 | 2011-12-21 | 오희재 | 도로 침수 감시 시스템 및 방법 |
| KR101146085B1 (ko) * | 2011-11-03 | 2012-05-11 | (주)정한전자시스템 | 침수 경보장치 |
| KR20190074682A (ko) * | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 전자부품연구원 | 침수 및 수위 감지용 센서 모듈 |
| KR102227149B1 (ko) * | 2020-09-02 | 2021-03-12 | 김현숙 | 침수 경보장치 |
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