KR20230105009A - Rice paddy water level monitoring system - Google Patents

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KR20230105009A
KR20230105009A KR1020220000053A KR20220000053A KR20230105009A KR 20230105009 A KR20230105009 A KR 20230105009A KR 1020220000053 A KR1020220000053 A KR 1020220000053A KR 20220000053 A KR20220000053 A KR 20220000053A KR 20230105009 A KR20230105009 A KR 20230105009A
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KR1020220000053A
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박정수
전성호
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유한회사 에이치디정보기술
전성호
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Abstract

Disclosed is a rice paddy water level continuous monitoring system which is able to continuously measure a rice paddy's water level, monitor the concentration of greenhouse gases generated in accordance with the rice paddy's water level, minimize the generation of greenhouse gases, and determine the most proper rice paddy water level and the number of days with no water in a rice paddy for the cultivation of rice in accordance with the timing. The rice paddy's continuously monitoring system of the water level comprises: a water level measuring unit main body with an empty interior, which is installed on the soil of a rice paddy so that rice paddy water can be introduced through a plurality of water induction holes arranged on the lower end of the unit; a buoy for measuring the water level, which is floated on the surface of rice paddy water introduced into the water level measuring unit's main body; a first distance measuring sensor installed in the water level measuring unit's main body to be arranged at a certain distance from the rice paddy water surface and to measure the vertical distance to the buoy for measuring the water level; a second distance measuring sensor installed outside the water level measuring unit's main body to measure the diagonal distance to the rice paddy soil and the diagonal distance to the rice paddy water surface; and a controller installed on the upper side of the water level measuring unit's main body to receive the values measured by the first distance measuring sensor and the second distance measuring sensor and to calculate the rice paddy's water level.

Description

논 수위 상시관측시스템{RICE PADDY WATER LEVEL MONITORING SYSTEM}Paddy water level monitoring system {RICE PADDY WATER LEVEL MONITORING SYSTEM}

본 발명은 논 수위 상시관측시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벼 재배를 위해 논에 공급되는 물의 수위를 측정하고, 측정된 논 수위에 따른 온실가스 농도를 측정할 수 있는 논 수위 상시관측시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for monitoring the water level of a paddy field, and more particularly, to a system for monitoring the water level of a paddy field capable of measuring the level of water supplied to a paddy field for rice cultivation and measuring the greenhouse gas concentration according to the measured water level of the paddy field. it's about

일반적으로 벼의 생육기간 내에는 일정한 양의 물이 논에 채워져 있어야 하며, 논에 채워진 물은 벼의 양분 흡수를 도와주어 수확량을 늘리는 역할을 하고, 논에 자생하는 잡초의 발아를 억제하며, 친환경 농업의 경우 우렁이의 생육을 활성화하는 효과도 가지고 있다.In general, during the growing season of rice, a certain amount of water must be filled in the paddy field. In the case of agriculture, it also has the effect of activating the growth of snails.

또한, 논물의 관리는 벼를 수확하기까지 지속적으로 관리해야만 하는 것으로 농업인이 주기적으로 논에 나가 적정한 수위를 유지하기 위해 물꼬를 관리하는 것으로 모내기 이후 매일 또는 격일로 논에 나가 논물의 보충 유무를 확인해야 한다.In addition, the management of paddy water has to be managed continuously until the rice is harvested. Farmers go out to the paddy field periodically and manage the waterway to maintain an appropriate water level. Should be.

그러나, 물이 채워지는 논토양은 담수상태로 대기로부터 산소공급이 원활하지 않기 때문에 토양 내 유기물은 혐기적 분해과정을 거치면서 밭 토양에서 발생되지 않는 미량기체들인 메탄, 암모니아, 하이드로겐설파이드(hydrogen sulfide), 메르캅탄(mercaptans), 디메틸설파이드(dimethyl sulfide) 등이 발생하게 되며, 이 중 가장 많은 양이 배출되는 메탄가스는 이산화탄소로 산화되거나 벼 통기조직을 통하여 90% 이상이 대기로 배출된다. However, since the paddy soil filled with water is in a fresh water state and oxygen supply from the atmosphere is not smooth, the organic matter in the soil goes through an anaerobic decomposition process to reduce methane, ammonia, and hydrogen sulfide, which are trace gases that are not generated in field soil. sulfide), mercaptans, and dimethyl sulfide, etc. are generated, and methane gas, which is emitted in the largest amount, is oxidized to carbon dioxide or more than 90% is discharged to the atmosphere through rice aeration systems.

한편, 농업부문의 온실 가스는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 3 종류가 있으며, 이 중에서 온실효과가 이산화탄소의 약 20배 이상으로 지구 온실효과의 15% 내지 20%를 차지한다고 알려져 있는 메탄가스는 우리나라의 경우 배출량의 23%가 논에서 배출된다는 보고가 있다.On the other hand, there are three types of greenhouse gases in the agricultural sector: carbon dioxide, methane, and nitrous oxide. There is a report that 23% of the emissions are emitted from rice fields.

그러나, 상기와 같은 메탄가스의 배출량을 줄이기 위해 과다한 배수를 하게 되면 양분 및 유기산의 용탈을 초래하고 지하수의 염류 집적을 야기 시키게 될 뿐만 아니라, 논에 물이 없을 때는 질소질 비료에 의해 이산화탄소의 300배 정도의 아주 강력한 효과를 지닌 온실가스인 아산화질소가 발생되므로 적절한 논물의 관리가 필요한 실정이다.However, excessive drainage to reduce the emission of methane gas as described above causes leaching of nutrients and organic acids and salt accumulation in groundwater. Nitrous oxide, which is a greenhouse gas with a very strong effect, is generated, so proper management of rice fields is required.

즉, 논물을 얕게 댔을 때에는 상시 담수에 비해 온실가스 배출량이 3년 평균 69.3% 줄어들었으며, 벼가 자라고 있는 논에 물을 항상 담수상태로 유지하지 않고 며칠간 물을 뺀 다음 다시 관개하는 간단관개에 비해서도 온실가스 배출량이 59%정도 감소한다는 연구결과가 있으며, 이앙 초기 30일 동안 상시 담수 후에 논물 얕게 대기 방식으로 바꾸게 되면 상시 담수에 비해 온실가스 배출량은 60.7%, 간단관개에 비해서는 47.5%가 줄어든다는 연구결과가 있다.In other words, when paddy fields were shallowly watered, greenhouse gas emissions were reduced by an average of 69.3% over three years compared to regular fresh water. However, there is a research result showing that greenhouse gas emissions are reduced by 59% compared to the previous 30 days of transplanting, and if rice paddy water is changed to a shallow air method after regular fresh water for the first 30 days of transplanting, greenhouse gas emissions are reduced by 60.7% compared to regular fresh water and by 47.5% compared to simple irrigation. has research results.

이에 따라, 논 수위에 따라 발생되는 온실가스를 모니터링 하여 온실가스 발생을 최소화시키면서도 시기에 따른 벼 재배에 가장 적합한 논 수위를 결정할 수 있도록 논물로 인해 발생하는 온실가스를 모니터링 할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, it is required to develop a technology that can monitor greenhouse gases generated by paddy water so that the most appropriate water level for rice cultivation can be determined according to the season while minimizing greenhouse gas generation by monitoring the greenhouse gas generated according to the water level of the paddy field. It is becoming.

대한민국 등록특허공보 제10-0992876호(2010.11.02.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0992876 (2010.11.02.) 대한민국 등록특허공보 제10-1820067호(2018.01.12.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1820067 (2018.01.12.) 대한민국 등록특허공보 제10-1981223호(2019.05.16.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1981223 (2019.05.16.) 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0060987호(2021.05.27.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0060987 (2021.05.27.)

본 발명의 목적은 논 수위를 상시 측정하여 논 수위에 따라 발생하는 온실가스 농도를 모니터링 할 수 있는 논 수위 상시관측시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a continuous water level observation system for paddy fields capable of monitoring the concentration of greenhouse gases generated according to the water level in paddy fields by constantly measuring the water level in paddy fields.

또한, 본 발명의 다른 목적은 온실가스 발생을 최소화시키면서도 시기에 따른 벼 재배에 가장 적합한 논 수위와 논물 없는 날짜 수를 결정할 수 있는 논 수위 상시관측시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a continuous water level observation system for paddy fields capable of determining the most suitable water level for rice cultivation according to the season and the number of days without water while minimizing the generation of greenhouse gases.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하단부에 마련되어 있는 복수개의 워터 홀을 통해 논물이 내부로 유입될 수 있도록 논토양에 설치되는 중공 파이프 형태의 수위측정부 본체와, 상기 수위측정부 본체 내부로 유입된 논물 표면에 띄워지는 수위 측정용 부표와, 상기 수위측정부 본체 내부에 설치되어 상기 수위 측정용 부표까지의 수직거리를 측정하는 제1 거리 측정센서와, 상기 수위측정부 본체 외부에 설치되어 논토양까지의 대각선 거리와 논물 표면까지의 대각선 거리를 측정하는 제2 거리 측정센서 및, 상기 수위측정부 본체의 상부에 설치되며 상기 제1 거리 측정센서와 제2 거리 측정센서에 의해 측정한 값을 전달받아 논 수위를 산출하는 컨트롤러를 포함하는 논 수위 상시관측시스템을 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a water level measuring unit body in the form of a hollow pipe installed in paddy soil so that rice water can flow into the inside through a plurality of water holes provided at the lower end, and flows into the water level measuring unit body A water level measuring buoy floated on the surface of the water level, a first distance measuring sensor installed inside the water level measuring unit body to measure the vertical distance to the water level measuring buoy, and installed outside the water level measuring unit body The second distance measurement sensor for measuring the diagonal distance to the soil and the diagonal distance to the surface of the rice field, and the value measured by the first distance measurement sensor and the second distance measurement sensor installed on the upper part of the water level measuring unit body We present a system for continuous observation of water level in paddy fields including a controller that calculates the water level of paddy fields after receiving the data.

여기서, 상기 컨트롤러는 상기 제2 거리 측정센서부로부터 논토양까지의 대각선 거리와 논물 표면까지의 대각선 거리를 전송받아, 기 설정된 제2 거리 측정센서와 논물 표면과의 이루는 각도를 이용하여, 논토양까지의 수직거리와 논물 표면까지의 수직거리를 산출한 후, 제2 거리 측정센서로부터 논물 표면까지의 수직거리와 상기 제1 거리 측정센서에 의해 측정된 수위 측정용 부표까지의 수직거리를 비교하여 논 수위에 대한 오차를 보정할 수 있다.Here, the controller receives the diagonal distance from the second distance measurement sensor unit to the paddy field and the diagonal distance to the surface of the paddy field, and uses the angle formed between the second distance measuring sensor and the surface of the paddy field, After calculating the vertical distance to the water level and the vertical distance to the water surface, the vertical distance from the second distance measurement sensor to the water surface is compared with the vertical distance to the water level measurement buoy measured by the first distance measurement sensor. Errors in rice field water level can be corrected.

또한, 본 발명에 의한 논 수위 상시관측시스템은 상기 논물 표면으로부터 소정간격 이격된 거리에 배치되어 상기 컨트롤러에 의해 작동됨으로써 논에서부터 발생되는 온실가스의 농도를 측정하여 상기 컨트롤러로 전송하는 온실가스 측정 센서모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, the paddy field water level monitoring system according to the present invention is a greenhouse gas measuring sensor that is disposed at a predetermined distance from the surface of the paddy field and is operated by the controller to measure the concentration of greenhouse gases generated from the paddy field and transmit it to the controller. It may contain more modules.

일예를 들면, 상기 온실가스 측정 센서모듈은 상기 논에서 유기물이 미생물에 의해 분해되면서 발생하는 메탄가스의 농도를 측정하여 컨트롤러로 전송하는 메탄가스 측정센서와, 상기 논에 뿌려진 질소질 비료의 화학반응에 의해 발생되는 질소가스를 측정하여 컨트롤러로 전송하는 아산화질소 측정센서 및, 상기 논에서 발생되는 이산화탄소를 측정하여 컨트롤러로 전송하는 이산화탄소 측정센서를 포함할 수 있다.For example, the greenhouse gas measurement sensor module measures the concentration of methane gas generated as organic matter is decomposed by microorganisms in the paddy field and transmits it to the controller, and the chemical reaction of nitrogenous fertilizer sprayed on the paddy field It may include a nitrous oxide measurement sensor that measures nitrogen gas generated by the process and transmits it to the controller, and a carbon dioxide measurement sensor that measures carbon dioxide generated in the paddy field and transmits it to the controller.

또한, 본 발명에 의한 논 수위 상시관측시스템은 상기 논토양에 매설되어 논토양의 온도와 습도를 감지하여 상기 컨트롤러로 전송하는 논토양 조건 감지 센서모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, the paddy field water level monitoring system according to the present invention may further include a paddy soil condition detection sensor module embedded in the paddy soil to sense the temperature and humidity of the paddy soil and transmit them to the controller.

일예를 들면, 상기 논토양 조건 감지 센서모듈은 상기 논토양에 매설되어 상기 컨트롤러에 의해 논 수위가 산출되지 않아 논물이 없다고 판단되면 논토양 속의 토양 습도를 측정해 컨트롤러로 전송하는 토양습도 센서 및, 상기 논토양에 매설되어 논토양 속의 온도를 측정해 상기 컨트롤러로 전송하는 온도센서를 포함할 수 있다.For example, the paddy field condition detection sensor module is buried in the paddy soil and the controller measures the soil humidity in the paddy soil when it is determined that there is no rice paddy water because the water level is not calculated by the controller, and a soil humidity sensor for transmitting to the controller, It may include a temperature sensor buried in the paddy soil to measure the temperature in the paddy soil and transmit it to the controller.

또한, 본 발명에 의한 논 수위 상시관측시스템은 상기 컨트롤러의 전원을 태양광을 이용하여 공급할 수 있도록 상기 컨트롤러와 연결된 태양광 패널을 더 포함할 수 있다.In addition, the continuous water level monitoring system of the paddy field according to the present invention may further include a solar panel connected to the controller so as to supply power to the controller using sunlight.

또한, 본 발명에 의한 논 수위 상시관측시스템은 수위측정부 본체 내부로 야생동물과 토사가 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 수위측정부 본체와 일정한 거리로 이격되어 둘러싸도록 보조 펜스를 더 포함할 수 있다.In addition, the paddy field water level monitoring system according to the present invention may further include an auxiliary fence spaced apart from and surrounded by a predetermined distance from the water level measuring unit body to prevent wild animals and soil from flowing into the water level measuring unit body. .

한편, 상기 컨트롤러에 수신된 데이터는 통신부에 의해 관제센터 서버와 관리자 단말기로 전송될 수 있으며, 상기 관제센터 서버는, 상기 통신부를 통해 전송받은 데이터를 분석하여 저장할 수 있다.Meanwhile, the data received by the controller may be transmitted to the control center server and the manager terminal by the communication unit, and the control center server may analyze and store the data transmitted through the communication unit.

일예를 들면, 상기 수위측정부 본체는 하단부에 마련된 복수개의 워터 홀을 통해 논물이 내부로 유입될 수 있도록 논토양에 설치되는 중공 파이프와, 상기 중공 파이프 상부에 컨트롤러를 결합시키는 파이프 클램프와, 상기 중공 파이프가 논토양 속으로 최초 설치 위치 보다 깊게 삽입되지 않도록 상기 중공 파이프 외주면에 설치되어 상기 논토양 표면에 넓은 면적으로 지지되는 지지브래킷 및, 상기 지지브래킷을 논토양 표면에 견고하게 고정시키는 복수개의 지지부재를 포함할 수 있다.For example, the main body of the water level measuring unit includes a hollow pipe installed in the paddy field so that paddy water can flow into the inside through a plurality of water holes provided at the lower end, a pipe clamp for coupling a controller to the top of the hollow pipe, and the A support bracket installed on the outer circumferential surface of the hollow pipe so that the hollow pipe is not inserted deeper into the paddy soil than the initial installation position and supported over a large area on the surface of the paddy soil, and a plurality of firmly fixing the support bracket to the surface of the paddy soil. A support member may be included.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 논 수위를 자동으로 상시 측정하여 논에 물이 없는 날짜를 자동으로 카운팅 할 수 있을 뿐만 아니라, 논 수위에 따른 온실가스 농도를 측정하여 논 수위에 따른 온실가스 농도 데이터를 분석하여 탄소저감 데이터를 유관기관에 제공할 수 있도록 한다.As described above, the continuous water level monitoring system of the paddy field according to an embodiment of the present invention automatically measures the water level of the paddy field at all times to automatically count the days without water in the paddy field, and also measures the concentration of greenhouse gases according to the water level of the paddy field. Measure and analyze the greenhouse gas concentration data according to the water level of the paddy fields so that carbon reduction data can be provided to related organizations.

또한, 자동 측정되는 논 수위의 오차 발생비율을 최소화시켜 보다 정확한 논 수위 데이터를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide more accurate paddy water level data by minimizing the error rate of the automatically measured paddy water level.

이에 더하여, 논토양 속의 온도를 자동으로 측정하여 미생물의 활성조건 데이터를 확보함과 동시에, 논에 물이 없을 시 논 속의 토양습도를 측정해 미생물의 활성조건 데이터를 확보할 수 있으므로 벼 재배에 가장 적합한 논물 없는 날짜 데이터를 분석하여 확보함과 더불어 온실가스 발생을 최소화시키면서 벼 재배에 가장 적합한 논 수위 데이터를 확보할 수 있다.In addition, data on the activity conditions of microorganisms can be obtained by automatically measuring the temperature in the soil of the paddy field, and at the same time, when there is no water in the paddy field, the data on the activity condition of microorganisms can be obtained by measuring the soil humidity in the paddy field. In addition to analyzing and obtaining data on the date without suitable paddy fields, it is possible to obtain water level data most suitable for rice cultivation while minimizing greenhouse gas generation.

따라서, 온실가스 발생을 최소화시키면서 벼 재배에 가장 적합한 논 수위 데이터를 농사에 보급하여 벼 재배에 적용하게 되면 기후변화의 주범인 온실가스 배출을 최소화하여 탄소중립 사회로 한걸음 더 다가갈 수 있도록 하는 효과가 있다.Therefore, if the paddy water level data most suitable for rice cultivation is disseminated and applied to rice cultivation while minimizing greenhouse gas emissions, it will minimize greenhouse gas emissions, the main culprit of climate change, and bring one step closer to a carbon-neutral society. there is

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.Other effects of the present invention will be clearly identified and understood by experts or researchers in the art through the specific details described below or during the course of practicing the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템을 설명하기 위한 도면
도 2 및 도 3은 보조 펜스가 설치된 상태를 도시하기 위한 도면
도 4는 수위측정부 본체를 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템을 설명하기 위한 블록도1 is a view for explaining a system for monitoring the water level of rice fields according to an embodiment of the present invention
2 and 3 are views for showing the state in which the auxiliary fence is installed
4 is a view for explaining the water level measuring unit body
5 is a block diagram for explaining a system for monitoring the water level of rice fields according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features or It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Referring to the following drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2 및 도 3은 보조 펜스가 설치된 상태를 도시하기 위한 도면이며, 도 4는 수위측정부 본체를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a view for explaining a paddy field water level observation system according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are views for showing a state in which an auxiliary fence is installed, and FIG. 4 describes a water level measuring unit body. FIG. 5 is a block diagram for explaining a system for monitoring the water level of a paddy field according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 수위측정부 본체(110), 수위 측정용 부표(120), 제1 거리 측정센서(130), 컨트롤러(140), 온실가스 측정 센서모듈(150) 및, 논토양 조건 감지 센서모듈(160)을 포함할 수 있다.1 to 5, the paddy field water level monitoring system according to an embodiment of the present invention includes a water level measuring unit body 110, a water level measuring buoy 120, a first distance measuring sensor 130, and a controller ( 140), a greenhouse gas measurement sensor module 150, and a paddy soil condition detection sensor module 160 may be included.

상기 수위측정부 본체(110)는 중공 형상의 파이프 형태로 형성될 수 있으며, 하단부에는 논물이 내부로 유입되는 복수개의 워터 홀(111a)이 소정간격으로 배치되도록 형성될 수 있다.The water level measuring unit body 110 may be formed in a hollow pipe shape, and a plurality of water holes 111a through which rice field water flows into the lower end may be formed to be disposed at predetermined intervals.

이와 같이 형성되는 수위측정부 본체(110)는 상기 워터 홀(111a)의 하단부 일부가 논토양 내부로 삽입되도록 상기 논토양에 설치될 수 있다.The water level measuring unit body 110 formed in this way may be installed in the paddy soil such that a part of the lower end of the water hole 111a is inserted into the paddy soil.

또한, 상기 수위측정부 본체(110) 내부에는 상기 워터 홀(111a)을 통해 논물이 내부로 유입됨으로써 상기 수위측정부 본체(110) 내부에 유입되는 논물은 수위측정부 본체(110) 외부에 위치한 논물의 수위와 동일한 수위를 유지하게 된다.In addition, since rice water flows into the water level measuring unit body 110 through the water hole 111a, the water flowing into the water level measuring unit body 110 is located outside the water level measuring unit body 110. The water level will be maintained at the same level as the water level of the field.

예를 들면, 상기 수위측정부 본체(110)는 중공 파이프(111), 파이프 클램프(112), 지지브래킷(113) 및, 지지부재(114)를 포함할 수 있다.For example, the water level measuring unit body 110 may include a hollow pipe 111, a pipe clamp 112, a support bracket 113, and a support member 114.

상기 중공 파이프(111)는 하단부에 복수개의 워터 홀(111a)이 소정간격으로 마련되며 상기 워터 홀(111a)을 통해 논물이 내부로 유입될 수 있도록 논토양에 소정 깊이 삽입되어 설치될 수 있다.The hollow pipe 111 is provided with a plurality of water holes 111a at predetermined intervals at the lower end, and may be installed by being inserted into the paddy soil at a predetermined depth so that rice water can flow into the inside through the water holes 111a.

상기 파이프 클램프(112)는 컨트롤러(140) 하단부에 부착된 상태로 상기 중공 파이프(111) 상단부에 결합되어 고정됨으로써 컨트롤러(140)를 중공 파이프(111) 상단부에 결합시킬 수 있도록 한다.The pipe clamp 112 is coupled to and fixed to the upper end of the hollow pipe 111 while being attached to the lower end of the controller 140, so that the controller 140 can be coupled to the upper end of the hollow pipe 111.

상기 지지브래킷(113)은 원판 형태로 제작되어 중공 파이프(111) 하단부 외주면에 설치됨으로써 상기 논토양 표면에 넓은 면적으로 지지되어 중공 파이프(111)가 논토양 속으로 최초 설치 위치 보다 깊게 삽입되지 않도록 한다.The support bracket 113 is manufactured in a disk shape and installed on the outer circumferential surface of the lower end of the hollow pipe 111, so that it is supported over a wide area on the surface of the paddy field so that the hollow pipe 111 is not inserted deeper into the paddy soil than the initial installation position. do.

상기 지지부재(114)는 복수개를 이용하여 상기 지지브래킷(113)을 논토양 표면에 견고하게 고정시킴으로써 바람 등과 같은 환경 조건이나 외부 충격 등에 의해 수위측정부 본체(110)가 흔들리거나 기울어지는 현상을 방지할 수 있도록 한다.A plurality of support members 114 are used to firmly fix the support bracket 113 to the surface of the paddy field to prevent shaking or tilting of the main body 110 of the water level measurement unit 110 due to environmental conditions such as wind or external shocks. make it possible to prevent

상기 수위 측정용 부표(120)는 상기 수위측정부 본체(110) 내부로 유입된 논물 표면에 띄워져 논물 수위에 따라 승강될 수 있도록 상기 수위측정부 본체(110) 내부에 배치될 수 있다.The buoy 120 for measuring the water level may be placed inside the water level measuring unit body 110 so as to be floated on the surface of rice field water introduced into the water level measuring unit body 110 and moved up and down according to the water level of the rice field water.

상기 제1 거리 측정센서(130)는 상기 논물 표면으로부터 소정간격 이격된 거리에 배치되도록 상기 수위측정부 본체(110) 내부에 설치되어 상기 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)를 측정할 수 있다.The first distance measuring sensor 130 is installed inside the water level measuring unit body 110 so as to be disposed at a distance from the surface of the paddy field by a predetermined interval, and measures the vertical distance D1 to the water level measuring buoy 120. can be measured

예를 들면, 상기 제1 거리 측정센서(130)로는 1mm 또는 10mm 분해능을 가진 초음파 센서 또는 레이저 거리센서를 사용할 수 있다.For example, an ultrasonic sensor or a laser distance sensor having a resolution of 1 mm or 10 mm may be used as the first distance measuring sensor 130 .

상기 제2 거리 측정센서(170)는 상기 논물 표면으로부터 소정간격 이격된 거리에 배치되어 논토양까지의 대각선 거리(L1)와 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)를 측정하여 컨트롤러(140)로 전송할 수 있다.The second distance measurement sensor 170 is disposed at a distance from the surface of the paddy field by a predetermined interval to measure the diagonal distance L1 to the paddy field and the diagonal distance L2 to the surface of the paddy field to be transmitted to the controller 140. can

보다 상세하게 설명하면, 상기 제2 거리 측정센서(170)는 수위측정부 본체(110) 상단에 설치되는 컨트롤러(140) 또는 상기 수위측정부 본체(110) 상단에 논물 표면과 대각선을 이루도록 설치될 수 있다.More specifically, the second distance measuring sensor 170 may be installed on the top of the water level measuring unit body 110 or the controller 140 installed on the top of the water level measuring unit body 110 to form a diagonal line with the surface of the paddy field. can

예를 들면, 상기 제2 거리 측정센서(170)로는 상기 제1 거리 측정센서(130)와 마찬가지로 1mm 또는 10mm 분해능을 가진 초음파 센서 또는 레이저 거리센서를 사용할 수 있으며, 논물 표면으로부터 소정 높이에서 논물 표면 또는 논토양의 바닥 방향으로 초음파 또는 레이저를 설정된 각도(θ)로 조사하여 논토양과 논물 표면까지의 대각선 거리(L1)(L2)를 측정하여 컨트롤러(140)로 전송할 수 있도록 한다.For example, as the second distance measuring sensor 170, like the first distance measuring sensor 130, an ultrasonic sensor or a laser distance sensor having a resolution of 1 mm or 10 mm may be used, and the surface of the rice field at a predetermined height from the surface of the rice field. Alternatively, ultrasound or laser is irradiated at a set angle (θ) in the direction of the bottom of the paddy soil so that the diagonal distances L1 and L2 to the surface of the paddy soil and the paddy field are measured and transmitted to the controller 140.

상기 컨트롤러(140)는 상기 수위측정부 본체(110)에 설치되어 제1 거리 측정센서(130)와 제2 거리 측정센서(170)에 의해 측정한 값을 전달받아 논 수위를 산출할 수 있도록 한다.The controller 140 is installed in the water level measuring unit body 110 to receive values measured by the first distance measuring sensor 130 and the second distance measuring sensor 170 so as to calculate the water level of the paddy field .

예를 들면, 상기 컨트롤러(140)는 상기 제1 거리 측정센서(130)를 통해 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)를 전송받아 기 설정되어 있는 제1 거리 측정센서(130)에서부터 논토양까지의 거리(D2)와 비교하여 논 수위를 산출할 수 있도록 한다.For example, the controller 140 receives the vertical distance D1 to the buoy 120 for measuring the water level through the first distance measuring sensor 130, and the first distance measuring sensor 130 is set in advance. It is compared with the distance (D2) from to the paddy soil to calculate the water level of the paddy field.

이에 더하여, 상기 컨트롤러(140)는 상기 수위측정부 본체(110)의 상단부에 설치되어 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 측정된 논토양까지의 대각선 거리(L1)와 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)를 수신 받을 수 있다.In addition to this, the controller 140 is installed on the upper end of the water level measuring unit body 110 to measure the diagonal distance L1 from the second distance measuring sensor 170 to the paddy soil and the diagonal distance to the surface of the paddy field. (L2) can be received.

이에 따라, 상기 컨트롤러(140)는 기 설정되어 있는 논물 표면과 제2 거리 측정센서(170)가 이루는 각도(θ)와 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 측정된 논토양까지의 대각선 거리(L1), 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)를 이용하여 제2 거리 측정센서(170)로부터 논토양까지의 수직거리(H1)와 논물 표면까지의 수직거리(H2)를 삼각함수를 통해 산출할 수 있다.Accordingly, the controller 140 determines the angle θ between the surface of the rice field and the second distance measuring sensor 170 and the diagonal distance from the second distance measuring sensor 170 to the measured rice paddy soil ( L1), the vertical distance H1 from the second distance measuring sensor 170 to the rice field soil and the vertical distance H2 to the surface of the rice field are calculated using a trigonometric function using the diagonal distance L2 to the surface of the rice field. can

또한, 상기 컨트롤러(140)는 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 논토양까지의 수직거리(H1)와 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 논물 표면까지의 수직거리(H2)와의 차이 값을 산출하여 논물의 수위(W1)를 산출할 수 있도록 한다.In addition, the controller 140 determines the difference between the vertical distance H1 from the second distance measurement sensor 170 to the rice field soil and the vertical distance H2 from the second distance measurement sensor 170 to the surface of the rice field. is calculated so that the water level (W1) of the paddy field can be calculated.

이때, 상기 컨트롤러(140)는 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 전송된 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)와 기 설정된 제2 거리 측정센서(170)와 논물 표면과의 이루를 각도(θ)를 이용하여 산출된 논물 표면까지의 수직거리(H2)와, 상기 제1 거리 측정센서(170)로부터 전송된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)를 비교하여 논 수위(W1)에 대한 오차를 보정할 수 있도록 한다.At this time, the controller 140 determines the diagonal distance L2 transmitted from the second distance measurement sensor 170 to the surface of the rice field and the angle θ between the second distance measurement sensor 170 and the surface of the rice field. ) by comparing the vertical distance (H2) to the surface of the paddy field and the vertical distance (D1) to the water level measurement buoy (120) transmitted from the first distance measurement sensor (170) to the paddy field water level (W1). ) to compensate for errors.

예를 들어, 논으로부터 논물이 모두 빠져 수위 측정용 부표(120)가 논바닥에 밀착된 상태로 소정시간이 지나게 되면 수위 측정용 부표(120)가 논바닥에 강하게 부착되어 논 수위(W1)가 올라가게 된다하더라도 상기 수위 측정용 부표(120)가 논물 표면으로 부유되지 않는 현상이 발생되거나, 수위측정부 본체(110)의 워터 홀(111a)을 통해 수위측정부 본체(110) 내부로 토사가 유입되어 토사에 의해 수위 측정용 부표(120)를 떠받쳐진 상태가 될 경우에는, 상기 컨트롤러(140)를 통해 제1 거리 측정센서(130)를 통해 측정된 수위 측정용 부표(120)까지의 거리와 기 세팅된 제1 거리 측정센서(130)로부터 논토양까지의 거리(D2)를 이용하여 논 수위(W1)를 산출하게 되면 산출된 논 수위(W1)에 오차가 발생하게 된다.For example, when all the rice water is drained from the paddy field and the water level measuring buoy 120 is in close contact with the paddy field for a predetermined time, the water level measuring buoy 120 is strongly attached to the rice paddy bottom, and the water level W1 of the paddy field is increased. Even if it rises, a phenomenon occurs in which the water level measuring buoy 120 does not float to the surface of the rice field, or soil enters the water level measuring part body 110 through the water hole 111a of the water level measuring part body 110. When the buoy 120 for measuring the water level is supported by the soil, the distance to the buoy 120 for measuring the water level measured through the first distance measuring sensor 130 through the controller 140 When the water level W1 of the paddy field is calculated using the distance D2 from the previously set first distance measurement sensor 130 to the paddy soil, an error occurs in the calculated water level W1 of the paddy field.

이에 따라, 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 논토양까지의 대각선 거리(L1)와 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)를 전송받아, 기 설정된 제2 거리 측정센서(170)와 논물 표면과의 이루는 각도(θ)를 이용하여, 논토양까지의 수직거리(H1)와 논물 표면까지의 수직거리(H2)를 산출한 후, 제2 거리 측정센서(170)로부터 논물 표면까지의 수직거리(H2)와 상기 제1 거리 측정센서(130)에 의해 측정된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)와 비교함으로써 논 수위(W1)에 대한 오차를 보정할 수 있도록 한다.Accordingly, the paddy field water level observation system according to an embodiment of the present invention receives the diagonal distance L1 from the second distance measurement sensor 170 to the paddy soil and the diagonal distance L2 to the surface of the paddy field, After calculating the vertical distance H1 to the paddy soil and the vertical distance H2 to the paddy surface using the angle θ formed between the preset second distance measurement sensor 170 and the surface of the paddy field, the second The water level of the paddy field ( W1) to correct the error.

여기서, 상기 컨트롤러(140)에 의해 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 논물 표면까지의 수직거리(H2)와 상기 제1 거리 측정센서(130)에 의해 측정된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)와 비교하여 그 차이가 세팅된 값을 초과한다고 판단되면, 상기 컨트롤러(140)는 제1 거리 측정센서(130)로부터 측정된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)에 오차가 발생되었다고 판단하여 후술되는 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310) 또는 관제센터 서버(320)로 부표 점검 신호를 전송할 수 있도록 한다.Here, the vertical distance H2 from the second distance measuring sensor 170 to the surface of the paddy field by the controller 140 and the water level measuring buoy 120 measured by the first distance measuring sensor 130 Compared to the vertical distance D1 of , when it is determined that the difference exceeds the set value, the controller 140 determines the vertical distance from the first distance measurement sensor 130 to the measured water level buoy 120 ( It is determined that an error has occurred in D1) so that a buoy inspection signal can be transmitted to the manager terminal 310 or the control center server 320 through the communication unit 200 described later.

이와 같이 상기 컨트롤러(140)에 의해 제1 거리 측정센서(130)로부터 측정된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)에 오차가 발생되었다고 판단되면, 상기 컨트롤러(140)는 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 전송된 논토양까지의 대각선 거리(L1)와 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)를 이용하여 산출된 논 수위(W1)를 오차 없는 논 수위로 판단하여 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310) 또는 관제센터 서버(320)로 전송할 수 있도록 한다.In this way, when it is determined that an error has occurred in the vertical distance D1 from the first distance measurement sensor 130 to the water level measurement buoy 120 measured by the controller 140, the controller 140 The communication unit 200 determines the water level W1 calculated using the diagonal distance L1 to the paddy soil and the diagonal distance L2 to the surface of the paddy field transmitted from the 2 distance measurement sensor 170 as the water level of the paddy field without error. ) through which it can be transmitted to the manager terminal 310 or the control center server 320.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 온실가스 측정 센서모듈(150)을 더 포함할 수 있다.In addition, the paddy field water level observation system according to an embodiment of the present invention may further include a greenhouse gas measurement sensor module 150.

상기 온실가스 측정 센서모듈(150)은 상기 논물 표면으로부터 소정간격 이격되도록 컨트롤러(140) 주변에 배치될 수 있으며, 상기 컨트롤러(140)와 연결됨으로써 상기 컨트롤러(140)에 의해 작동될 수 있다.The greenhouse gas measurement sensor module 150 may be disposed around the controller 140 so as to be spaced apart from the surface of the paddy field by a predetermined distance, and may be operated by the controller 140 by being connected to the controller 140.

상기와 같은 온실가스 측정센서모듈(150)은 상기 컨트롤러(140)에 의해 작동되면 논에서부터 발생되는 온실가스의 농도를 측정하여 상기 컨트롤러(140)로 전송하게 된다.When the greenhouse gas measurement sensor module 150 as described above is operated by the controller 140, the concentration of greenhouse gases generated from the paddy field is measured and transmitted to the controller 140.

예를 들면, 상기 온실가스 측정센서모듈(150)은 메탄가스 측정센서(151), 아산화질소 측정센서(152) 및, 이산화탄소 측정센서(153)를 포함할 수 있다.For example, the greenhouse gas measurement sensor module 150 may include a methane gas measurement sensor 151, a nitrous oxide measurement sensor 152, and a carbon dioxide measurement sensor 153.

여기서, 상기 메탄가스 측정센서(151), 아산화질소 측정센서(152) 및, 이산화탄소 측정센서(153)는 상술한 바와 같이 모듈화 되어 논물 표면으로부터 소정간격 이격되도록 컨트롤러(140) 주변에 배치될 수 있다.Here, the methane gas measurement sensor 151, the nitrous oxide measurement sensor 152, and the carbon dioxide measurement sensor 153 are modularized as described above and may be arranged around the controller 140 to be spaced apart from the surface of the paddy field by a predetermined interval. .

상기 메탄가스 측정센서(151)는 상기 논에서 유기물이 미생물에 의해 분해되면서 발생하는 메탄가스의 농도를 측정하여 컨트롤러(140)로 전송할 수 있다.The methane gas measuring sensor 151 may measure the concentration of methane gas generated as organic matter is decomposed by microorganisms in the paddy field and transmit it to the controller 140 .

상기 아산화질소 측정센서(152)는 상기 논에 뿌려진 질소질 비료의 화학반응에 의해 발생되는 질소가스를 측정하여 컨트롤러(140)로 전송할 수 있도록 한다.The nitrous oxide measurement sensor 152 measures nitrogen gas generated by a chemical reaction of nitrogenous fertilizer sprayed on the paddy field and transmits it to the controller 140 .

상기 이산화탄소 측정센서(153)는 상기 논에서 발생되는 이산화탄소를 측정하여 컨트롤러(140)로 전송할 수 있도록 한다.The carbon dioxide measuring sensor 153 measures carbon dioxide generated in the paddy field and transmits the measured carbon dioxide to the controller 140 .

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 논수위 상시관측시스템은 논토양 조건 감지 센서모듈(160)을 더 포함할 수 있다.In addition, the paddy field water level monitoring system according to an embodiment of the present invention may further include a paddy soil condition detection sensor module 160 .

상기 논토양 조건 감지 센서모듈(160)은 상기 컨트롤러(140)와 연결되도록 상기 논토양에 매설되어 논토양의 온도와 습도를 감지하여 상기 컨트롤러(140)로 전송할 수 있도록 한다.The paddy soil condition detection sensor module 160 is embedded in the paddy soil so as to be connected to the controller 140 to sense the temperature and humidity of the paddy soil and transmit the result to the controller 140 .

예를 들면, 상기 논토양 조건 감지 센서모듈(160)은 토양습도 센서(161) 및 온도센서(162)를 포함할 수 있다.For example, the paddy field condition detection sensor module 160 may include a soil moisture sensor 161 and a temperature sensor 162 .

상기 토양습도 센서(161)는 논토양에 매설되어 상기 컨트롤러(140)와 연결되며 논토양 속의 토양 습도를 측정해 컨트롤러(140)로 전송할 수 있도록 한다.The soil moisture sensor 161 is embedded in the paddy soil and connected to the controller 140 to measure the soil humidity in the paddy soil and transmit it to the controller 140 .

여기서, 상기 토양습도 센서(161)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 수위측정부 본체부(110)의 지지브래킷(130)의 하부면에 부착됨으로써 논토양에 매설되는 것이 바람직하다.Here, as shown in FIG. 4 , the soil moisture sensor 161 is attached to the lower surface of the support bracket 130 of the main body 110 of the water level measuring unit, so that it is preferable to be buried in the paddy soil.

이와 같은 토양습도 센서(161)는 논토양의 습도를 측정해 습도가 100%인 경우 논토양이 물에 잠겼다고 판단을 하게 되며, 습도가 100% 미만인 경우에는 논토양이 물에 잠기지 않은 것으로 판단할 수 있다.The soil humidity sensor 161 measures the humidity of the paddy soil and determines that the paddy soil is submerged in water when the humidity is 100%, and determines that the paddy soil is not submerged in water when the humidity is less than 100% can do.

상기 온도센서(162)는 상기 컨트롤러(140)와 연결되도록 논토양에 매설되어 논토양 속의 온도를 측정해 상기 컨트롤러(140)로 전송할 수 있도록 한다.The temperature sensor 162 is buried in the paddy soil to be connected to the controller 140 so that the temperature in the paddy soil is measured and transmitted to the controller 140 .

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 태양광 패널(180)을 더 포함할 수 있다.In addition, the paddy field water level monitoring system according to an embodiment of the present invention may further include a solar panel 180 .

상기 태양광 패널(180)은 상기 컨트롤러(140)와 연결됨으로써 상기 컨트롤러(140)에 별도의 전원 연결 없이 태양광을 이용하여 전원을 공급할 수 있도록 한다.The solar panel 180 is connected to the controller 140 so that power can be supplied to the controller 140 using sunlight without a separate power connection.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 보조 펜스(190)를 더 포함할 수 있다.In addition, the paddy field water level observation system according to an embodiment of the present invention may further include an auxiliary fence 190.

상기 보조 펜스(190)는 상기 수위측정부 본체(140)를 둘러싸도록 설치되어 수위측정부 본체(110) 하단부에 형성되어 있는 복수개의 워터 홀(111a)을 통해 수위측정부 본체(110) 내부로 야생동물이나 토사 등이 유입되지 않도록 함으로써 외부환경에 의해 수위 측정용 부표(120)의 높이가 변경되거나 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 한다.The auxiliary fence 190 is installed to surround the water level measuring unit body 140 and enters the inside of the water level measuring unit body 110 through a plurality of water holes 111a formed at the lower end of the water level measuring unit body 110. It is possible to prevent a phenomenon in which the height of the buoy 120 for measuring the water level is changed or damaged due to an external environment by preventing wild animals or soil from being introduced.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 통신부(200)를 더 포함할 수 있다.In addition, the paddy field water level observation system according to an embodiment of the present invention may further include a communication unit 200.

상기 통신부(200)는 상기 컨트롤러(140)와 연결되어 상기 컨트롤러(140)에 의해 수신된 논물의 수위와 온실가스 농도 및, 논토양의 온도와 습도를 관제센터 서버(320)와 관리자 단말기(310)로 전송할 수 있도록 한다.The communication unit 200 is connected to the controller 140 and transmits the water level and greenhouse gas concentration of the paddy field received by the controller 140 and the temperature and humidity of the paddy soil to the control center server 320 and the manager terminal 310. ) to be transmitted.

여기서, 상기 관제센터 서버(320)는 상기 통신부(200)로부터 전송받은 논물의 수위, 온실가스 농도 및, 논토양의 온도와 습도를 전송받아 논물의 수위에 따른 온실가스 농도와, 논물이 없는 기간을 분석하여 저장할 수 있도록 한다.Here, the control center server 320 receives the water level, greenhouse gas concentration, and temperature and humidity of the rice field soil transmitted from the communication unit 200, and the greenhouse gas concentration according to the water level of the rice field, and the period without rice water to be analyzed and stored.

다시, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템을 이용하여 논 수위를 관측하고 온실가스를 모니터링 하는 과정에 대하여 설명한다.Again, with reference to FIGS. 1 to 5, a process of observing the water level of a paddy field and monitoring greenhouse gases using the continuous water level monitoring system of the paddy field according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템을 이용하여 논 수위를 관측하고 온실가스를 모니터링 하기 위해서는, 먼저 컨트롤러(140)를 통해 제1 거리 측정센서(130)를 작동시켜 상기 제1 거리 측정센서(130)로부터 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)를 측정하여 컨트롤러(140)로 전송한다.1 to 5, in order to observe the water level and monitor the greenhouse gas using the continuous water level observation system of the paddy field according to an embodiment of the present invention, first the first distance measuring sensor ( 130) is operated to measure the vertical distance D1 from the first distance measuring sensor 130 to the buoy 120 for measuring the water level, and transmits it to the controller 140.

상기 제1 거리 측정센서(130)에 의해 측정된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)가 컨트롤러(140)에 전송되면, 상기 컨트롤러(140)는 기 설정되어 있는 제1 거리 측정센서(130)로부터 논토양까지의 수직거리(D2)와 제1 거리 측정센서(130)로부터 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)를 이용하여 논 수위(W1)를 산출하게 된다.When the vertical distance D1 to the water level measuring buoy 120 measured by the first distance measuring sensor 130 is transmitted to the controller 140, the controller 140 measures the preset first distance. The water level W1 of the paddy field is calculated using the vertical distance D2 from the sensor 130 to the paddy soil and the vertical distance D1 from the first distance measuring sensor 130 to the buoy 120 for measuring the water level. .

상기와 같은 과정을 통해 산출되는 논 수위(W1)는 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310)와 관제센터 서버(320)로 전송된다.The paddy water level W1 calculated through the above process is transmitted to the manager terminal 310 and the control center server 320 through the communication unit 200 .

이때, 상기 컨트롤러(140)는 제2 거리 측정센서(170)도 작동시켜 제2 거리 측정센서(170)에 의해 측정된 제2 거리 측정센서(170)로부터 논토양까지의 대각선 거리(L1)와 논물 표면까지의 대각선(L2) 거리도 전송받아 이를 이용하여 논 수위(W1)를 산출하게 된다.At this time, the controller 140 also operates the second distance measuring sensor 170 to determine the diagonal distance L1 from the second distance measuring sensor 170 to the paddy field measured by the second distance measuring sensor 170 and The distance of the diagonal line L2 to the surface of the paddy field is also received and the water level W1 of the paddy field is calculated using this.

여기서, 상기 컨트롤러(140)는 상기 제1 거리 측정센서(130)로부터 전송된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)와, 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 전송된 제2 거리 측정센서(170)로부터 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)를 이용하여 산출된 제2 거리 측정센서(170)로부터 논물 표면까지의 수직거리(H2)를 비교하게 된다.Here, the controller 140 determines the vertical distance D1 from the first distance measuring sensor 130 to the buoy 120 for measuring the water level, and the second distance D1 transmitted from the second distance measuring sensor 170. The vertical distance H2 from the second distance measuring sensor 170 to the surface of the rice field, which is calculated using the diagonal distance L2 from the distance measuring sensor 170 to the surface of the rice field, is compared.

이때, 상기 컨트롤러(140)에 의해 상기 제1 거리 측정센서(130)로부터 전송된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)와, 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 전송된 제2 거리 측정센서(170)로부터 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)를 이용하여 산출된 제2 거리 측정센서(170)로부터 논물 표면까지의 수직거리(H2)의 차이가 세팅된 값을 초과한다고 판단되면, 상기 컨트롤러(140)는 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310) 또는 관제센터 서버(320)로 부표 점검 신호를 전송할 수 있도록 한다.At this time, the vertical distance D1 to the water level measuring buoy 120 transmitted from the first distance measuring sensor 130 by the controller 140 and the vertical distance D1 transmitted from the second distance measuring sensor 170 2 It is determined that the difference in the vertical distance (H2) from the second distance measurement sensor 170 to the surface of the rice field, calculated using the diagonal distance (L2) from the distance measurement sensor 170 to the surface of the rice field exceeds a set value , the controller 140 transmits a buoy inspection signal to the manager terminal 310 or the control center server 320 through the communication unit 200 .

상기와 같이 상기 컨트롤러(140)에 의해 제1 거리 측정센서(130)로부터 측정된 수위 측정용 부표(120)까지의 수직거리(D1)에 오차가 발생되었다고 판단되어 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310) 또는 관제센터 서버(320)로 부표 점검 신호를 전송되면, 상기 컨트롤러(140)는 상기 제2 거리 측정센서(170)로부터 전송된 논토양까지의 대각선 거리(L1)와 논물 표면까지의 대각선 거리(L2)를 이용하여 산출된 논 수위(W1)를 오차 없는 논 수위로 판단하여 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310) 또는 관제센터 서버(320)로 전송할 수 있도록 한다.As described above, it is determined that an error has occurred in the vertical distance D1 from the first distance measurement sensor 130 to the water level measurement buoy 120 measured by the controller 140, and the controller 140 communicates with the manager terminal through the communication unit 200. When a buoy inspection signal is transmitted to 310 or the control center server 320, the controller 140 determines the diagonal distance L1 from the second distance measurement sensor 170 to the paddy field and the surface of the paddy field. The paddy water level (W1) calculated using the diagonal distance (L2) is determined as an error-free paddy water level and transmitted to the manager terminal (310) or control center server (320) through the communication unit (200).

상기와 같은 과정을 통해 논 수위(W1)를 측정하면서, 상기 컨트롤러(140)는 온실가스 측정 센서모듈(150)을 작동시켜 상기 온실가스 측정 센서모듈(150)을 통해 논 수위(W1)에 따라 논에서부터 발생되는 온실가스의 농도를 측정하여 상기 컨트롤러(140)로 전송하게 되고, 상기 컨트롤러(140)는 논 수위(W1)에 따른 온실가스 농도를 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310) 또는 관제센터 서버(320)로 전송하게 된다.While measuring the rice field water level W1 through the above process, the controller 140 operates the greenhouse gas measurement sensor module 150 according to the water level W1 of the rice field through the greenhouse gas measurement sensor module 150. The concentration of greenhouse gases generated from the paddy field is measured and transmitted to the controller 140, and the controller 140 transmits the concentration of greenhouse gases according to the water level W1 of the paddy field through the communication unit 200 to the manager terminal 310 or It is transmitted to the control center server 320.

보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 논 수위(W1)를 측정하면서, 이와 동시에 온실가스 측정 센서모듈(150), 즉 메탄가스 측정센서(151), 아산화질소 측정센서(152), 이산화탄소 측정센서(153)를 작동시켜 논 수위(W1)에 따라서 논으로부터 발생되는 메탄가스 농도, 질소가스, 이산화탄소 농도를 측정하여 관리자 단말기(310) 또는 관제센터 서버(320)로 통신부(200)를 통해 전송할 수 있도록 한다.More specifically, the paddy field water level monitoring system according to an embodiment of the present invention measures the paddy water level W1, and at the same time, the greenhouse gas measuring sensor module 150, that is, the methane gas measuring sensor 151, suboxidation The nitrogen measuring sensor 152 and the carbon dioxide measuring sensor 153 are operated to measure the concentration of methane gas, nitrogen gas, and carbon dioxide generated from the rice field according to the water level W1 of the paddy field, and the manager terminal 310 or the control center server 320 ) to be transmitted through the communication unit 200.

이에 따라, 관제센터 서버(320)는 논 수위(W1)에 따른 논으로부터 발생되는 온실가스 데이터와 논물이 없는 기간을 분석하여 저장한 후 유관기관에 탄소저감 데이터를 제공할 수 있도록 한다.Accordingly, the control center server 320 analyzes and stores greenhouse gas data generated from rice fields according to the rice field water level W1 and a period without rice water, and then provides carbon reduction data to related organizations.

여기서, 상기 메탄가스 측정센서(151), 아산화질소 측정센서(152), 이산화탄소 측정센서(153)와 같은 온실가스 측정 센서모듈(150)은 측정 오차 발생 비율을 최소화시키기 위해 바람이 없는 날 작동되어 메탄가스 농도, 질소가스, 이산화탄소 농도를 측정하는 것이 바람직하다.Here, the greenhouse gas measurement sensor module 150 such as the methane gas measurement sensor 151, the nitrous oxide measurement sensor 152, and the carbon dioxide measurement sensor 153 is operated on a windless day to minimize the rate of occurrence of measurement errors. It is preferable to measure methane gas concentration, nitrogen gas, and carbon dioxide concentration.

한편, 상기 컨트롤러(140)는 논토양 조건 감지 센서모듈(160)의 온도센서(162)를 작동시켜 논 수위(W1)에 따른 논토양 속의 온도를 측정해 컨트롤러(140)로 전송하고, 상기 컨트롤러(140)는 논 수위(W1)에 따른 논토양 속의 온도를 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310)나 관제센터 서버(320)로 전송하게 된다.On the other hand, the controller 140 operates the temperature sensor 162 of the paddy field condition detection sensor module 160 to measure the temperature in the paddy soil according to the water level W1 and transmits the temperature to the controller 140, and the controller 140 140 transmits the temperature in the rice field soil according to the water level W1 to the manager terminal 310 or the control center server 320 through the communication unit 200.

이에 따라, 상기 관제센터 서버(320)는 논 수위별 논토양 속의 온도에 따른 미생물의 활성조건을 분석하여 저장할 수 있다.Accordingly, the control center server 320 may analyze and store the activity conditions of microorganisms according to the temperature in the paddy soil for each water level of the paddy field.

또한, 상기 컨트롤러(140)는 논 수위(W1)가 산출되지 않아 논물이 없다고 판단되면 논토양 조건 감지 센서모듈(160)의 토양습도 센서(162)를 작동시켜 논토양 속의 습도를 측정해 컨트롤러(140)로 전송하고, 상기 컨트롤러(140)는 논토양 속의 습도를 통신부(200)를 통해 관리자 단말기(310)나 관제센터 서버(320)로 전송하게 된다.In addition, when the controller 140 determines that there is no rice field water because the water level W1 is not calculated, the controller 140 measures the humidity in the soil by operating the soil humidity sensor 162 of the soil condition detection sensor module 160 to measure the controller ( 140), and the controller 140 transmits the humidity in the paddy soil to the manager terminal 310 or the control center server 320 through the communication unit 200.

이에 따라 상기 관제센터 서버(320)는 논물이 없을 시 논토양 속의 습도 조건에 따른 미생물의 활성조건을 분석하여 저장할 수 있다.Accordingly, the control center server 320 may analyze and store the activity conditions of microorganisms according to the humidity conditions in the rice field soil when there is no rice field water.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 논 수위 상시관측시스템은 논 수위(W1)를 자동으로 상시 측정하여 논에 물이 없는 날짜를 자동으로 카운팅 할 수 있을 뿐만 아니라, 논 수위(W1)에 따른 온실가스 농도를 측정하여 논 수위(W1)에 따른 온실가스 농도 데이터를 분석하여 탄소저감 데이터를 유관기관에 제공할 수 있도록 한다.As described above, the paddy field water level observation system according to an embodiment of the present invention automatically measures the paddy water level W1 at all times to automatically count the days without water in the paddy field, and also measures the paddy water level W1 By measuring the greenhouse gas concentration according to the water level (W1) of the rice field, the greenhouse gas concentration data according to the water level (W1) is analyzed so that carbon reduction data can be provided to related organizations.

또한, 자동 측정되는 논 수위(W1)의 오차 발생비율을 최소화시켜 보다 정확한 논 수위(W1) 데이터를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide more accurate data on the water level W1 of the paddy field by minimizing the error rate of the automatically measured water level W1 of the paddy field.

이에 더하여, 논토양 속의 온도를 자동으로 측정하여 미생물의 활성조건 데이터를 확보함과 동시에, 논에 물이 없을 시 논 속의 토양습도를 측정해 미생물의 활성조건 데이터를 확보할 수 있으므로 벼 재배에 가장 적합한 논물 없는 날짜 수 데이터를 분석하여 확보함과 더불어 온실가스 발생을 최소화시키면서 벼 재배에 가장 적합한 논 수위 데이터를 확보할 수 있다.In addition, data on the activity conditions of microorganisms can be obtained by automatically measuring the temperature in the soil of the paddy field, and at the same time, when there is no water in the paddy field, the data on the activity condition of microorganisms can be obtained by measuring the soil humidity in the paddy field. In addition to analyzing and obtaining data on the number of days without suitable paddy fields, it is possible to secure paddy water level data most suitable for rice cultivation while minimizing greenhouse gas generation.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will find the spirit of the present invention described in the claims to be described later. And it will be understood that the present invention can be variously modified and changed without departing from the technical scope.

(110) : 수위측정부 본체 (120) : 수위 측정용 부표
(130) : 제1 거리 측정센서 (140) : 컨트롤러
(150) : 온실가스 측정 센서모듈 (160) : 논토양 조건 감지 센서모듈
(170) : 제2 거리 측정센서 (160) : 순환토사 선별 진동스크린
(170) : 토양습도 센서 (180) : 태양광 패널
(190) : 보조 펜스 (200) : 통신부(110): water level measuring unit body (120): water level measuring buoy
(130): first distance measurement sensor (140): controller
(150): GHG measurement sensor module (160): Paddy soil condition detection sensor module
(170): Second distance measurement sensor (160): Vibrating screen for soil circulation
(170): soil moisture sensor (180): solar panel
(190): auxiliary fence (200): communication department

Claims (11)

하단부에 마련되어 있는 복수개의 워터 홀을 통해 논물이 내부로 유입될 수 있도록 논토양에 설치되는 중공 파이프 형태의 수위측정부 본체;
상기 수위측정부 본체 내부로 유입된 논물 표면에 띄워지는 수위 측정용 부표;
상기 수위측정부 본체 내부에 설치되어 상기 수위 측정용 부표까지의 수직거리를 측정하는 제1 거리 측정센서;
상기 수위측정부 본체 외부에 설치되어 논토양까지의 대각선 거리와 논물 표면까지의 대각선 거리를 측정하는 제2 거리 측정센서; 및
상기 수위측정부 본체의 상부에 설치되며 상기 제1 거리 측정센서와 제2 거리 측정센서에 의해 측정한 값을 전달받아 논 수위를 산출하는 컨트롤러를 포함하는 논 수위 상시관측시스템A water level measuring unit body in the form of a hollow pipe installed in the paddy soil so that paddy water can flow into the inside through a plurality of water holes provided at the lower end;
a buoy for measuring water level that is floated on the surface of the water flowing into the body of the water level measuring unit;
a first distance measuring sensor installed inside the body of the water level measuring unit to measure a vertical distance to the buoy for measuring the water level;
A second distance measurement sensor installed outside the water level measuring unit body to measure a diagonal distance to the paddy field and a diagonal distance to the surface of the paddy field; and
Paddy water level constant observation system including a controller installed on the upper part of the water level measuring unit body and receiving the values measured by the first distance measuring sensor and the second distance measuring sensor to calculate the water level of the paddy field 제1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제2 거리 측정센서부로부터 논토양까지의 대각선 거리와 논물 표면까지의 대각선 거리를 전송받아, 기 설정된 제2 거리 측정센서와 논물 표면과의 이루는 각도를 이용하여, 논토양까지의 수직거리와 논물 표면까지의 수직거리를 산출한 후, 제2 거리 측정센서로부터 논물 표면까지의 수직거리와 상기 제1 거리 측정센서에 의해 측정된 수위 측정용 부표까지의 수직거리를 비교하여 논 수위에 대한 오차를 보정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 논 수위 상시관측시스템.According to claim 1,
The controller,
The vertical distance to the paddy soil and After calculating the vertical distance to the surface of the paddy field, the vertical distance from the second distance measurement sensor to the surface of the paddy field is compared with the vertical distance to the water level measurement buoy measured by the first distance sensor, resulting in an error in the water level of the paddy field. Paddy water level constant observation system, characterized in that for correcting. 제1 항에 있어서,
상기 논물 표면으로부터 소정간격 이격된 거리에 배치되어 상기 컨트롤러에 의해 작동됨으로써 논에서부터 발생되는 온실가스의 농도를 측정하여 상기 컨트롤러로 전송하는 온실가스 측정 센서모듈을 더 포함하는 논 수위 상시관측시스템According to claim 1,
Paddy field water level monitoring system further comprising a greenhouse gas measurement sensor module disposed at a predetermined distance from the surface of the paddy field and operated by the controller to measure the concentration of greenhouse gases generated from the paddy field and transmit it to the controller 제3 항에 있어서,
상기 온실가스 측정 센서모듈은,
상기 논에서 유기물이 미생물에 의해 분해되면서 발생하는 메탄가스의 농도를 측정하여 컨트롤러로 전송하는 메탄가스 측정센서;
상기 논에 뿌려진 질소질 비료의 화학반응에 의해 발생되는 질소가스를 측정하여 컨트롤러로 전송하는 아산화질소 측정센서; 및
상기 논에서 발생되는 이산화탄소를 측정하여 컨트롤러로 전송하는 이산화탄소 측정센서를 포함하는 논 수위 상시관측시스템.According to claim 3,
The greenhouse gas measurement sensor module,
A methane gas measurement sensor for measuring the concentration of methane gas generated as organic matter is decomposed by microorganisms in the paddy field and transmitting the result to a controller;
Nitrous oxide measurement sensor for measuring and transmitting nitrogen gas generated by the chemical reaction of the nitrogenous fertilizer applied to the paddy field to a controller; and
A paddy field water level monitoring system comprising a carbon dioxide measurement sensor for measuring carbon dioxide generated in the paddy field and transmitting it to a controller. 제1 항에 있어서,
상기 논토양에 매설되어 논토양 속의 습도를 측정해 컨트롤러로 전송하는 토양습도 센서를 더 포함하는 논 수위 상시관측시스템
According to claim 1,
Paddy water level constant observation system further comprising a soil humidity sensor buried in the paddy soil to measure the humidity in the paddy soil and transmit it to the controller
 제5 항에 있어서,
상기 논토양에 매설되어 논토양 속의 온도를 측정해 상기 컨트롤러로 전송하는 온도센서를 더 포함하는 논 수위 상시관측시스템.According to claim 5,
The paddy field water level constant observation system further comprising a temperature sensor buried in the paddy soil to measure the temperature in the paddy soil and transmit it to the controller. 제1 항에 있어서,
상기 컨트롤러의 전원을 태양광을 이용하여 공급할 수 있도록 상기 컨트롤러와 연결된 태양광 패널을 더 포함하는 논 수위 상시관측시스템.According to claim 1,
The paddy field water level constant observation system further comprising a solar panel connected to the controller so as to supply power to the controller using sunlight. 제1 항에 있어서,
상기 수위측정부 본체와 일정한 거리로 이격되어 둘러싸도록 설치되어 워터 홀을 통해 수위측정부 본체 내부로 야생동물과 토사가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 보조 펜스를 더 포함하는 논 수위 상시관측시스템.According to claim 1,
Paddy field water level monitoring system further comprising an auxiliary fence installed to surround and spaced apart from the water level measuring unit body at a predetermined distance to prevent wild animals and soil from entering the water level measuring unit body through the water hole. 제1 항에 있어서,
상기 컨트롤러에 수신된 데이터를 관제센터 서버와 관리자 단말기로 전송하는 통신부를 더 포함하는 논 수위 상시관측시스템.According to claim 1,
The paddy field water level constant observation system further comprising a communication unit for transmitting the data received by the controller to a control center server and a manager terminal. 제9 항에 있어서,
상기 관제센터 서버는,
상기 통신부를 통해 전송받은 데이터를 분석하여 저장하는 것을 특징으로 하는 논 수위 상시관측시스템.According to claim 9,
The control center server,
Paddy water level constant observation system, characterized in that for analyzing and storing the data transmitted through the communication unit. 제1 항에 있어서,
상기 수위측정부 본체는,
하단부에 마련된 복수개의 워터 홀을 통해 논물이 내부로 유입될 수 있도록 논토양에 설치되는 중공 파이프;
상기 중공 파이프 상부에 컨트롤러를 결합시키는 파이프 클램프;
상기 중공 파이프가 논토양 속으로 최초 설치 위치 보다 깊게 삽입되지 않도록 상기 중공 파이프 외주면에 설치되어 상기 논토양 표면에 넓은 면적으로 지지되는 지지브래킷; 및
상기 지지브래킷을 논토양 표면에 견고하게 고정시키는 복수개의 지지부재를 포함하는 논 수위 상시관측시스템.According to claim 1,
The water level measuring unit body,
A hollow pipe installed in paddy soil so that paddy water can flow into the inside through a plurality of water holes provided at the lower end;
a pipe clamp coupling a controller to an upper portion of the hollow pipe;
a support bracket installed on an outer circumferential surface of the hollow pipe so that the hollow pipe is not inserted into the paddy soil deeper than the initial installation position and supported over a large area on the surface of the paddy soil; and
A paddy field water level monitoring system comprising a plurality of support members for firmly fixing the support bracket to the surface of the paddy soil.
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