KR20240104312A

KR20240104312A - 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법

Info

Publication number: KR20240104312A
Application number: KR1020220185650A
Authority: KR
Inventors: 송재훈; 김성율
Original assignee: 주식회사 플렉싱크
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2024-07-05

Abstract

본 발명은 어류를 양식하는 양식장에서의 생산성 향상을 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 어류양식장 내 각 구성별 환경 내지 사육 관련 정밀하게 수집된 데이터를 기반으로 수질 등 환경 및 어류의 사육 상태를 신속,정확하게 관리할 수 있고, 수조의 깊이에 따른 어류의 활동량 및 움직임 상태 등을 기반으로 사료의 공급 지점과 사료의 양 등을 정밀하게 제어하여 양식 생산성을 향상시키며 또한, 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태, 어류 영상 또는 화상 데이터 및 어류들에 섭취되지 않고 남은 사료 잉여량 데이터 등을 기반으로 수조 내 어류들 중 질병감염 여부에 대해 신속,정화하게 분석하여 대응할 수 있는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

Description

빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법{A Big-data driven fishing culture productivity improvement data-processing system}

생활수준이 높아지고 음식문화가 발달하면서 각종 어류의 소비가 증가하고 있고 이에 따른 수급을 위해 양식산업이 크게 발달하고 있는데, 통상 바다에 설치되는 가두리 양식장은 그물로 일정 영역을 차단시켜 소정의 폐쇄된 양식공간을 만들어 놓고, 그물 내부에 원하는 어종의 치어를 방생시킨 후 주기적으로 인공사료를 주면서 가두어 키우는 방식이며, 유수식 양식장은 수조 내에 물을 연속적으로 통하게 하는 방식으로 유입되는 물의 양에 따라 사육되는 어류의 밀도 등을 조절할 수 있다.

우리나라 양식산업은 양식 기술의 발달과 더불어 다양한 어종을 양식하는 등 지속적인 성장을 해왔지만, 현재 양식산업은 연안 양식환경의 악화 등 여러 원인으로 양식 생산성이 저하되고 있다. 또한, 지금까지 어류 양식과 관련하여 출현한 기술은 대부분이 어류 양식용 사료, 사료 급이장치 내지는 양식장 환경시스템 등에 국한되어져 있을 뿐, 양식장 관련하여 수집되는 다양한 데이터를 활용한 생산성 향상 내지는 질병감염 대응과 관련한 체계적인 시스템 제공에 관련된 기술은 거의 없는 실정이다.

<특허문헌> 등록특허 제10-1822100호(2018.01.25.공고) "신재생에너지와 수중집어등을 이용한 친환경 어류양식 시스템"

상기 <특허문헌>에 개시된 종래 기술 역시, 양식장에 설치한 태양광 발전에서 생산된 전력으로 양식장에 수중집어등을 투하하여 조명해 줌으로써 인공사료 사용량을 줄일 수 있게 하는 것에만 주안을 두고 있는 것일 뿐, 양식 시스템 전반적인 효율 향상 특히, 수집되는 빅데이터를 기반으로 한 생산성 향상 기술과는 거리가 멀다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 어류양식장 내 각 구성별 환경 내지 사육 관련 정밀하게 수집된 데이터를 기반으로 수질 등 환경 및 어류의 사육 상태를 신속,정확하게 관리할 수 있는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 수조의 깊이에 따른 어류의 활동량 및 움직임 상태 등을 기반으로 사료의 공급 지점과 사료의 양 등을 정밀하게 제어하여 양식 생산성을 향상시키는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태, 어류 영상 또는 화상 데이터 및 어류들에 섭취되지 않고 남은 사료 잉여량 데이터 등을 기반으로 수조 내 어류들 중 질병감염 여부에 대해 신속,정화하게 분석하여 대응할 수 있는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법은, 유수식 어류양식장의 각 구성별 환경 또는 사육 데이터를 취득하는 정보취득부; 상기 정보취득부를 통해 취득된 데이터를 기반으로 환경 또는 사육 상태를 분석하는 빅데이터분석부; 및 분석된 환경 또는 사육 정보를 기반으로 어류양식장의 환경 또는 사육 상태를 제어하는 피드백제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 빅데이터분석부는, 상기 유입수측정부 및 용해측정부에서 측정된 수질 상태 데이터를 비교분석하여 용해시스템의 산소용해공정에 대한 분석을 진행하는 용해상태분석모듈과, 상기 수조측정부에서 측정된 상태 데이터를 분석하여 각 수조별 환경상태에 대한 분석을 진행하는 수조상태분석모듈과, 상기 배출수측정부 및 방류수측정부에서 측정된 수질상태 데이터를 비교분석하여 여과장치의 여과공정에 대한 분석을 진행하는 여과상태분석모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 빅데이터분석부는, 상기 유입수측정부 및 용해측정부에서 측정된 수질 상태 데이터를 비교분석하여 용해시스템의 산소용해공정에 대한 분석을 진행하는 용해상태분석모듈과, 상기 수조측정부에서 측정된 상태 데이터를 분석하여 각 수조별 환경상태에 대한 분석을 진행하는 수조상태분석모듈과, 상기 배출수측정부 및 방류수측정부에서 측정된 수질상태 데이터를 비교분석하여 여과장치의 여과공정에 대한 분석을 진행하는 여과상태분석모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 피드백제어부는, 상기 용해상태분석모듈의 분석 결과를 기반으로 산소용해공정을 제어하는 용해공정피드백제어모듈과, 상기 수조상태분석모듈의 분석 결과를 기반으로 각 수조별 환경 관련 제어신호를 생성,전송하는 수조환경피드백제어모듈과, 상기 여과상태분석모듈의 분석 결과를 기반으로 여과공정을 제어하는 여과공정피드백제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 수조측정부는, 수조의 수질상태를 측정하는 수질센서모듈과, 수조의 깊이에 따라 각각 복수개 설치되며 수조 내 어류의 활동량을 측정하는 복수의 움직임센서모듈과, 수조의 깊이에 따라 복수개 설치되며 수조 내 어류에 대한 영상 또는 화상을 촬영하는 복수의 영화상센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 빅데이터분석부는, 수조에 사료가 공급되는 시점에서의 상기 복수의 움직임센서모듈을 통해 측정되는 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태를 기반으로 수조 내 공급되는 사료의 양과 공급 지점에 대한 분석을 진행하는 사료공급분석모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 시스템은 수조별 수조 상측 복수의 개소에서 사료를 투입하는 복수의 상부사료투입부와, 수조별 수조 내부에서 이동하면서 사료를 투입하는 내부사료투입부를 포함하며, 상기 피드백제어부는, 상기 사료공급분석모듈의 분석 결과를 기반으로 상기 상부사료투입부들에 대한 작동 여부 및 투입되는 사료의 양을 제어하는 상부사료투입제어모듈과, 상기 사료공급분석모듈의 분석 결과를 기반으로 상기 내부사료투입부의 이동위치 및 투입되는 사료의 양을 제어하는 내부사료투입제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 빅데이터분석부는, 수조의 깊이에 따라 복수개 설치된 상기 움직임센서모듈 및 영화상센서모듈을 통해 측정되는 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태 및 어류 영상 또는 화상 데이터를 기반으로 수조 내 어류들 중에서 질병감염 여부에 대한 분석을 진행하는 질병분석모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 질병분석모듈은, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내 수면 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 수면유영분석모듈과, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내 수직 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 수직유영분석모듈과, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내에서 지속적 선회 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 선회유영분석모듈과, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내 무리에서 이탈된 어류 개체를 분석하는 이탈개체분석모듈과, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내 움직임이 없는 어류 개체를 분석하는 정지개체분석모듈과, 상기 영화상센서모듈을 통해 수조 내에서 체색이 변화된 어류 개체를 분석하는 체색변화분석모듈과, 상기 영화상센서모듈을 통해 수조 내에서 안구 변화된 어류 개체를 분석하는 안구변화분석모듈과, 상기 영화상센서모듈을 통해 수조 내에서 아가미 변화된 어류 개체를 분석하는 아가미변화분석모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 질병분석모듈은, 상부사료투입부 및 내부사료투입부를 통해 투입되는 사료의 투입량 대비 상기 영화상센서모듈을 통해 수조 내 어류들에 섭취되지 않고 남은 잉여량 데이터를 분석하는 급이량변화분석모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 어류양식장 내 각 구성별 환경 내지 사육 관련 정밀하게 수집된 데이터를 기반으로 수질 등 환경 및 어류의 사육 상태를 신속,정확하게 관리할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은, 수조의 깊이에 따른 어류의 활동량 및 움직임 상태 등을 기반으로 사료의 공급 지점과 사료의 양 등을 정밀하게 제어하여 양식 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다.

본 발명은, 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태, 어류 영상 또는 화상 데이터 및 어류들에 섭취되지 않고 남은 사료 잉여량 데이터 등을 기반으로 수조 내 어류들 중 질병감염 여부에 대해 신속,정화하게 분석하여 대응할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법의 구성도
도 2는 정보취득부의 세부 구성도
도 3은 빅데이터분석부의 세부 구성도
도 4는 피드백제어부의 세부 구성도

이하에서는 본 발명에 따른 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법은, 유수식 어류양식장의 각 구성별 환경 또는 사육 데이터를 취득하는 정보취득부(10); 상기 정보취득부(10)를 통해 취득된 데이터를 기반으로 환경 또는 사육 상태를 분석하는 빅데이터분석부(30); 분석된 환경 또는 사육 정보를 기반으로 어류양식장의 환경 또는 사육 상태를 제어하는 피드백제어부(50); 수조별 수조 상측 복수의 개소에서 사료를 투입하는 복수의 상부사료투입부(60); 및 수조별 수조 내부에서 이동하면서 사료를 투입하는 내부사료투입부(70);를 포함할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 어류양식장 내 각 구성별 환경 내지 사육 관련 정밀하게 수집된 데이터를 기반으로 수질 등 환경 및 어류의 사육 상태를 신속,정확하게 관리할 수 있는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법을 제공하고자 하는 것인바, 이를 위한 세부 구성들에 대해 이하 상세히 설명하도록 한다.

상기 정보취득부(10)는, 유수식 어류양식장의 각 구성별 환경 또는 사육 데이터를 취득하여 제공하는 구성으로, 다양한 센서 등을 활용한 데이터 수집 및 전송 기능을 수행하게 되는데, 상세한 설명은 후술토록 한다.

상기 빅데이터분석부(30)는, 상기 정보취득부(10)를 통해 취득된 데이터를 기반으로 환경 또는 사육 상태를 분석하는 구성으로, 상기 정보취득부(10)를 통해 취득된 데이터 기반의 분석 기능을 수행하는 연산 기능 하드웨어 및 소프트웨어의 조합 구성으로, 상세한 설명은 후술토록 한다.

상기 피드백제어부(50)는, 분석된 환경 또는 사육 정보를 기반으로 어류양식장의 환경 또는 사육 상태를 제어하는 구성으로, 상기 빅데이터분석부(30)의 분석 정보를 기반으로 한 어류양식장 각 구성들에 대한 제어를 수행하게 되는데, 상세한 설명은 후술토록 한다.

상기 상부사료투입부(60)는, 수조별 수조 상측 복수의 개소에서 사료를 투입하는 사료공급 기능을 수행하는 사료공급기 구성으로, 바람직하게는 수조의 전후좌우 4개소 정도의 복수의 개소에 설치되어 수조 전체 평면에 걸쳐 고르게 사료가 공급될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 상부사료투입부(60)에서 사료가 공급되는 과정에서 사료를 투척하는 거리를 다변화 즉, 가까운 거리와 먼 거리에 자유롭게 제어하여 사료가 공급될 수 있도록 하는 기능도 포함할 수 있다.

상기 내부사료투입부(70)는, 수조별 수조 내부에서 이동하면서 사료를 투입하는 사료공급 기능을 수행하는 사료공급기 구성으로, 바람직하게는 수조 상측에서 수조 내부로 하강 이동하면서 사료를 투입하거나 또는 수조 바닥에서 수조 내부로 상승 이동하면서 사료를 투입하는 등 수조 내부에서 상하 방향으로 다양한 높이에서 사료를 투입하는 기능을 수행할 수 있다.

보다 구체적으로 상세히 각 구성별로 설명하면,

상기 정보취득부(10)는, 취수되어 어류양식장 내로 유입되는 유입배관에서의 유입수 상태를 측정하는 유입수측정부(110)와, 산소용해공정이 이루어지는 용해시스템에서의 수질 상태를 측정하는 용해측정부(120)와, 수조별 환경 상태를 측정하는 수조측정부(130)와, 수조에서 배출되는 배출배관에서의 배출수 상태를 측정하는 배출수측정부(140)와, 여과장치를 거쳐 최종 배출되는 방류수 상태를 측정하는 방류수측정부(150)를 포함할 수 있다.

상기 유입수측정부(110)는 취수되어 어류양식장 내로 유입되는 유입배관에서의 유입수 상태를 측정하는 구성으로, 그 측정대상으로는 유입수 내에 포함된 염분량, 산소포화도, 온도, pH 등 양식되는 어류의 양식 환경과 관련된 다양한 정보 등의 해당 센서 등을 통해 측정 및 전송될 수 있다.

상기 용해측정부(120)는 산소용해공정이 이루어지는 용해시스템에서의 수질 상태를 측정하는 구성으로, 어류가 양식되는 각 수조에서의 어류 종류에 맞는 맞춤형 수질 상태를 제공하기 위해 유입수가 수조 내에 공급되기 전에 별도의 용해시스템을 통해 산소용해공정이 이루어지게 되고, 그 직후의 수질 상태를 상기 용해측정부(120)의 다양한 센서 등을 통해 측정 및 전송될 수 있다.

상기 수조측정부(130)는 각 수조별 환경 상태, 수조 내 양식되는 어류 등의 상태 등을 측정하는 구성으로, 보다 구체적으로 수조의 수질상태를 측정하는 수질센서모듈(131)과, 수조의 깊이에 따라 각각 복수개 설치되며 수조 내 어류의 활동량을 측정하는 복수의 움직임센서모듈(132)과, 수조의 깊이에 따라 복수개 설치되며 수조 내 어류에 대한 영상 또는 화상을 촬영하는 복수의 영화상센서모듈(133)을 포함할 수 있다.

상기 수질센서모듈(131)은, 수조의 수질상태를 측정하는 어류가 양식되는 수조 내 수질상태에 대한 다양한 데이터 즉, 포함된 염분량, 산소포화도, 온도, pH 등의 정보를 각 센서 등을 통해 측정하여 전송할 수 있다.

상기 움직임센서모듈(132)은, 수조의 깊이에 따라 각각 복수개 설치되며 수조 내 어류의 활동량을 측정하는 구성으로, 수조 내에서 움직이는 객체(어류)에 대한 이동량, 이동범위, 이동궤적 등을 측정할 수 있는 적외선센서, 거리센서 등의 다양한 센서 등이 활용될 수 있다. 특히, 상기 움직임센서모듈(132)의 경우 수조 내 다양한 깊이에 따른 어류 활동량 측정을 할 수 있도록 수조 깊이에 따라 상/중/하 정도와 같은 깊이별 센서를 위치시켜 양식되는 어류의 수면 부근에서부터 바닥 깊숙한 곳까지의 깊이별 활동량, 수평방향/수직방향 등 다양한 활동량 데이터를 측정하여 전송할 수 있다.

상기 영화상센서모듈(133)은, 수조의 깊이에 따라 복수개 설치되며 수조 내 어류에 대한 영상 또는 화상 데이터를 촬영하여 전송하는 구성으로, 어류에 대한 영상데이터 내지는 화상데이터를 촬영할 수 있는 다양한 카메라 장비 등이 활용될 수 있으며 특히, 어류의 체색, 안구, 아가미 등의 전체적인 색깔이나 형태 변화, 반점 등을 확인할 수 있는 정도의 화상,화질 데이터를 획득할 수 있는 카메라를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 배출수측정부(140)는 수조에서 배출되는 배출배관에서의 배출수 상태를 측정하는 구성으로, 배출배관에서의 수질상태에 대한 다양한 데이터 즉, 포함된 염분량, BOD, COD, 온도, pH, 탁도, 이물질 함유량 등의 정보를 각 센서 등을 통해 측정하여 전송할 수 있다.

상기 방류수측정부(150)는 여과장치를 거쳐 최종 배출되는 방류수 상태를 측정하는 구성으로, 최종 방류되는 방류수의 수질상태에 대한 다양한 데이터 즉, 포함된 염분량, BOD, COD, 온도, pH, 탁도, 이물질 함유량 등의 정보를 각 센서 등을 통해 측정하여 전송할 수 있다.

상기 빅데이터분석부(30)는, 상기 정보취득부(10)를 통해 취득된 데이터를 기반으로 환경 또는 사육 상태를 분석하는 구성으로 보다 구체적으로, 상기 유입수측정부(110) 및 용해측정부(120)에서 측정된 수질 상태 데이터를 비교분석하여 용해시스템의 산소용해공정에 대한 분석을 진행하는 용해상태분석모듈(310)과, 상기 수조측정부(130)에서 측정된 상태 데이터를 분석하여 각 수조별 환경상태에 대한 분석을 진행하는 수조상태분석모듈(320)과, 상기 배출수측정부(140) 및 방류수측정부(150)에서 측정된 수질상태 데이터를 비교분석하여 여과장치의 여과공정에 대한 분석을 진행하는 여과상태분석모듈(330)을 포함할 수 있다.

상기 용해상태분석모듈(310)은, 상기 유입수측정부(110) 및 용해측정부(120)에서 측정된 수질 상태 데이터를 비교분석하여 용해시스템의 산소용해공정에 대한 분석을 진행하는 구성으로 즉, 처음 유입되는 유입수 수질과 용해시스템을 거친 수질 상태(포함된 염분량, BOD, COD 등 데이터)를 상대 비교하여, 용해시스템의 산소용해공정이 어떻게 진행되었을 때 어느 정도의 효과가 있는지 등에 대한 분석을 진행하게 된다.

상기 수조상태분석모듈(320)은, 상기 수조측정부(130)에서 측정된 상태 데이터를 분석하여 각 수조별 환경상태에 대한 분석을 진행하는 과정으로, 어류가 양식되는 수조 내 수질상태에 대한 다양한 데이터 즉, 포함된 염분량, 산소포화도, 온도, pH 등의 정보를 분석하여 각 수조별 어류 양식에 필요한 수질 환경 등이 어떻게 나타나고 있는지 등을 분석하여 제공하게 된다.

상기 여과상태분석모듈(330)은, 상기 배출수측정부(140) 및 방류수측정부(150)에서 측정된 수질상태 데이터를 비교분석하여 여과장치의 여과공정에 대한 분석을 진행하는 구성으로, 수조에서 배출되는 배출수의 수질과 여과장치의 여과공정을 거친 최종 방류수의 수질을 상대 비교하여, 여과장치의 여과공정이 어떻게 진행되었을 때 어는 정도의 효과가 있는지 등에 대한 분석을 진행하게 된다.

상기 피드백제어부(50)는, 분석된 환경 또는 사육 정보를 기반으로 어류양식장의 환경 또는 사육 상태를 제어하는 구성으로, 보다 구체적으로 상기 용해상태분석모듈(310)의 분석 결과를 기반으로 산소용해공정을 제어하는 용해공정피드백제어모듈(510)과, 상기 수조상태분석모듈(320)의 분석 결과를 기반으로 각 수조별 환경 관련 제어신호를 생성,전송하는 수조환경피드백제어모듈(520)과, 상기 여과상태분석모듈(330)의 분석 결과를 기반으로 여과공정을 제어하는 여과공정피드백제어모듈(530)을 포함할 수 있다.

상기 용해공정피드백제어모듈(510)은, 상기 용해상태분석모듈(310)의 분석 결과를 기반으로 산소용해공정을 제어하는 구성으로, 유입수가 어류가 양식되는 수조 내에 공급되기 전 어류 양식에 최적의 수질상태를 갖출 수 있도록 상기 용해시스템의 산소용해공정에 대한 제어를 수행하게 된다.

상기 수조환경피드백제어모듈(520)은, 상기 수조상태분석모듈(320)의 분석 결과를 기반으로 각 수조별 환경 관련 제어신호를 생성,전송하는 구성으로, 구체적으로는 수조 환경에 따른 수조 내 공급 및 배출되는 물의 양 또는 수조 내에 공급되는 사료의 투입량, 온도, pH 등의 다양한 환경 요건 등에 대한 제어를 수행하게 된다.

상기 여과공정피드백제어모듈(530)은, 상기 여과상태분석모듈(330)의 분석 결과를 기반으로 여과공정을 제어하는 구성으로, 양식시스템을 거친 최종 방류수가 환경에 적합한 수질 요건(포함된 염분량, BOD, COD, 온도, pH, 탁도, 이물질 함유량 등)을 갖출 수 있도록 상기 여과장치의 여과공정에 대한 제어를 수행하게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 주요 특징은, 수조의 깊이에 따른 어류의 활동량 및 움직임 상태 등을 기반으로 사료의 공급 지점과 사료의 양 등을 정밀하게 제어하여 양식 생산성을 향상시키는 것이다.

이를 위해 상기 빅데이터분석부(30)는, 수조에 사료가 공급되는 시점에서의 상기 복수의 움직임센서모듈(132)을 통해 측정되는 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태를 기반으로 수조 내 공급되는 사료의 양과 공급 지점에 대한 분석을 진행하는 사료공급분석모듈(340)을 추가로 포함하고, 상기 피드백제어부(50)는 상기 사료공급분석모듈(340)의 분석 결과를 기반으로 상기 상부사료투입부(60)들에 대한 작동 여부 및 투입되는 사료의 양을 제어하는 상부사료투입제어모듈(540)과, 상기 사료공급분석모듈(340)의 분석 결과를 기반으로 상기 내부사료투입부(70)의 이동위치 및 투입되는 사료의 양을 제어하는 내부사료투입제어모듈(550)을 포함할 수 있다.

상기 사료공급분석모듈(340)은, 수조에 사료가 공급되는 시점에서의 상기 복수의 움직임센서모듈(132)을 통해 측정되는 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태를 기반으로 수조 내 공급되는 사료의 양과 공급 지점에 대한 분석을 진행하는 구성으로, 일 예로 사료가 상기 상부사료투입부(60)를 통해 공급되는 과정에서 일정 지점에서의 어류 활동량 대비 다른 지점에서의 활동량이 상대적으로 적게 나타나는 경우 해당 활동량이 적은 지점에 대한 사료투입량 등에 대한 분석, 또는 상부사료투입부(60)와 내부사료투입부(70)를 통해 사료가 공급되는 과정에서의 어류의 상측 또는 내부에서의 활동량 대비를 통해 사료의 공급 지점 및 공급량에 대한 분석을 진행하게 된다.

상기 상부사료투입제어모듈(540)은, 상기 사료공급분석모듈(340)의 분석 결과를 기반으로 상기 상부사료투입부(60)들에 대한 작동 여부 및 투입되는 사료의 양을 제어하는 구성으로, 상기 사료공급분석모듈(340)의 분석 결과를 기반으로 특정 지점에 대한 사료 공급량을 늘리거나 줄이는 등의 제어를 통해 가장 효율적인 사료의 공급량을 기반으로 수조 내 어류 전체의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 내부사료투입제어모듈(550)은, 상기 사료공급분석모듈(340)의 분석 결과를 기반으로 상기 내부사료투입부(70)의 이동위치 및 투입되는 사료의 양을 제어하는 구성으로, 상기 내부사료투입부(70)의 경우 수조 내에서 상하 이동하면서 사료를 공급하는 구성인데, 사료가 공급되는 시점에서의 어류 활동량 데이터를 기반으로 가장 최적의 깊이별 공급되는 사료의 양 제어를 통해 가장 효율적인 사료의 공급량을 기반으로 수조 내 어류 전체의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 주요 특징은, 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태, 어류 영상 또는 화상 데이터 및 어류들에 섭취되지 않고 남은 사료 잉여량 데이터 등을 기반으로 수조 내 어류들 중 질병감염 여부에 대해 신속,정화하게 분석하여 대응할 수 있게 하는 것이다.

이를 위해 상기 빅데이터분석부(30)는, 수조의 깊이에 따라 복수개 설치된 상기 움직임센서모듈(132) 및 영화상센서모듈(133)을 통해 측정되는 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태 및 어류 영상 또는 화상 데이터를 기반으로 수조 내 어류들 중에서 질병감염 여부에 대한 분석을 진행하는 질병분석모듈(350)을 추가로 포함할 수 있다.

상기 질병분석모듈(350)은, 수조 내 어류들 중 질병감염 여부에 대한 분석을 진행하는 구성으로, 이를 위해 상기 질병분석모듈(350)은 보다 구체적으로, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내 수면 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 수면유영분석모듈(351)과, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내 수직 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 수직유영분석모듈(352)과, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내에서 지속적 선회 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 선회유영분석모듈(353)과, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내 무리에서 이탈된 어류 개체를 분석하는 이탈개체분석모듈(354)과, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내 움직임이 없는 어류 개체를 분석하는 정지개체분석모듈(355)과, 상기 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 체색이 변화된 어류 개체를 분석하는 체색변화분석모듈(356)과, 상기 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 안구 변화된 어류 개체를 분석하는 안구변화분석모듈(357)과, 상기 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 아가미 변화된 어류 개체를 분석하는 아가미변화분석모듈(358)과, 상부사료투입부(60) 및 내부사료투입부(70)를 통해 투입되는 사료의 투입량 대비 상기 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내 어류들에 섭취되지 않고 남은 잉여량 데이터를 분석하는 급이량변화분석모듈(359)을 포함할 수 있다.

상기 수면유영분석모듈(351)은, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내 수면 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 구성으로, 일 예로, 특정 수조 내 어류 개체 전체가 정상적인 상태에서의 일정 시간별 수조 내 수면 위를 움직이는 수면 유영의 패턴 대비 특정 어류 개체들의 수조 내 수면 유영의 상태가 달라지는 경우, 해당 어류 개체들의 건강상태이상 내지는 질병감염여부에 대한 판단을 수행하게 된다.

상기 수직유영분석모듈(352)은, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내 수직 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 구성으로, 일 예로, 특정 수조 내 어류 개체 전체가 정상적인 상태에서의 일정 시간별 수조 내 상하로의 수직 유영의 패턴 대비 특정 어류 개체들의 수조 내 수직 유영의 상태가 달라지는 경우, 해당 어류 개체들의 건강상태이상 내지는 질병감염여부에 대한 판단을 수행하게 된다.

상기 선회유영분석모듈(353)은, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내에서 지속적 선회 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 구성으로, 일 예로, 특정 수조 내 어류 개체 전체가 정상적인 상태에서의 일정 시간별 수조 내를 움직이는 선회 유영의 패턴 대비 특정 어류 개체들의 수조 내 선회 유영의 상태가 달라지는 경우, 해당 어류 개체들의 건강상태이상 내지는 질병감염여부에 대한 판단을 수행하게 된다.

상기 이탈개체분석모듈(354)은, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내 무리에서 이탈된 어류 개체를 분석하는 구성으로, 일 예로, 특정 수조 내 어류 개체 전체에 대한 움직임 분석을 통해 정상적인 상태에서의 일정 군집을 이루는 어류 개체들의 움직임 패턴 대비 특정 어류 개체들의 군집에서의 이탈이 잦아지는 등의 움직임 패턴이 달라지는 경우, 해당 어류 개체들의 건강상태이상 내지는 질병감염여부에 대한 판단을 수행하게 된다.

상기 정지개체분석모듈(355)은, 상기 움직임센서모듈(132)을 통해 수조 내 움직임이 없는 어류 개체를 분석하는 구성으로, 일 예로, 특정 수조 내 어류 개체 전체에 대한 움직임 분석을 통해 정상적인 상태에서의 전체 어류 개체들의 움직임 패턴 대비 특정 어류 개체들의 움직임이 없거나 둔화된 상태가 어느 정도 비율로 나타나는지 등에 대한 분석을 통해, 해당 어류 개체들의 건강상태이상 내지는 질병감염여부에 대한 판단을 수행하게 된다.

상기 체색변화분석모듈(356)은, 상기 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 체색이 변화된 어류 개체를 분석하는 구성으로, 일반적으로 양식되는 어류에서 많이 발생되는 주요 병원체들(Edwardsiella piscicida, Vibrio harveyi 등)에 감염되는 경우 어류의 활동량 둔화 내지는 활동량 이상 외에도 특히, 어류의 체색에 나타나는 변화(체색흑화, 두부퇴색 등) 등이 주요 증상으로 나타나게 되는바, 상기 체색변화분석모듈(356)에서는 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 체색이 변화된 어류 개체가 있는지 또는 어느 정도의 비율로 나타나는지 등에 대한 데이터 분석을 통해, 수조 내 질병 내지 전염병 감염 여부에 대한 정도 등을 분석하게 된다.

상기 안구변화분석모듈(357)은, 상기 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 안구 변화된 어류 개체를 분석하는 구성으로, 일반적으로 양식되는 어류에서 많이 발생되는 주요 병원체들에 감염되는 경우 어류의 활동량 둔화 내지는 활동량 이상 외에도 특히, 어류의 안구에서 백탁 내지 안구 돌출 등의 변화 등이 주요 증상으로 나타나게 되는바, 상기 안구변화분석모듈(357)에서는 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 안구에 변화가 나타난 어류 개체가 있는지 또는 어느 정도의 비율로 나타나는지 등에 대한 데이터 분석을 통해, 수조 내 질병 내지 전염병 감염 여부에 대한 정도 등을 분석하게 된다.

상기 아가미변화분석모듈(358)은, 상기 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 아가미 변화된 어류 개체를 분석하는 구성으로, 일반적으로 양식되는 어류에서 많이 발생되는 주요 병원체들에 감염되는 경우 어류의 활동량 둔화 내지는 활동량 이상 외에도 특히, 어류의 아가미에서 부식, 괴사 형태 변형 등이 주요 증상으로 나타나게 되는바, 상기 아가미변화분석모듈(358)에서는 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 아가미에 변화가 나타난 어류 개체가 있는지 또는 어느 정도의 비율로 나타나는지 등에 대한 데이터 분석을 통해, 수조 내 질병 내지 전염병 감염 여부에 대한 정도 등을 분석하게 된다.

상기 급이량변화분석모듈(359)은, 상부사료투입부(60) 및 내부사료투입부(70)를 통해 투입되는 사료의 투입량 대비 상기 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내 어류들에 섭취되지 않고 남은 잉여량 데이터를 분석하는 구성으로, 일반적으로 양식되는 어류에서 많이 발생되는 주요 병원체들에 감염되는 경우 어류의 활동량 둔화 내지는 활동량 이상 외에도 특히, 어류가 섭취하는 사료의 섭취량 즉, 공급되는 양 대비 남는 사료량과 같은 급이량 변화가 주요 증상으로 나타나게 되는바, 상기 급이량변화분석모듈(359)에서는 영화상센서모듈(133)을 통해 수조 내에서 어류들에 의해 섭취되지 않고 남는 사료의 잉여량 등의 데이터 분석을 통해, 수조 내 질병 내지 전염병 감염 여부에 대한 정도 등을 분석하게 된다.

이와 같은, 수면유영분석모듈(351)에서부터 급이량변화분석모듈(359)과 같은 다양한 구체적 분석 데이터를 기반으로, 상기 질병분석모듈(350)은 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태, 어류 영상 또는 화상 데이터 및 어류들에 섭취되지 않고 남은 사료 잉여량 데이터 등을 기반으로 수조 내 어류들 중 질병감염 여부에 대해 신속,정화하게 분석하여 대응할 수 있는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법을 제공할 수 있게 된다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 정보취득부 110: 유입수측정부
120: 용해측정부 130: 수조측정부
131: 수질센서모듈 132: 움직임센서모듈
133: 영화상센서모듈 140: 배출수측정부
150: 방류수측정부
30: 빅데이터분석부 310: 용해상태분석모듈
320: 수조상태분석모듈 330: 여과상태분석모듈
340: 사료공급분석모듈 350: 질병분석모듈
351: 수면유영분석모듈 352: 수직유영분석모듈
353: 선회유영분석모듈 354: 이탈개체분석모듈
355: 정지개체분석모듈 356: 체색변화분석모듈
357: 안구변화분석모듈 358: 아가미변화분석모듈
359: 급이량변화분석모듈
50: 피드백제어부 510: 용해공정피드백제어모듈
520: 수조환경피드백제어모듈 530: 여과공정피드백제어모듈
540: 상부사료투입제어모듈 550: 내부사료투입제어모듈
60: 상부사료투입부 70: 내부사료투입부

Claims

유수식 어류양식장의 각 구성별 환경 또는 사육 데이터를 취득하는 정보취득부;
상기 정보취득부를 통해 취득된 데이터를 기반으로 환경 또는 사육 상태를 분석하는 빅데이터분석부; 및
분석된 환경 또는 사육 정보를 기반으로 어류양식장의 환경 또는 사육 상태를 제어하는 피드백제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 정보취득부는, 취수되어 어류양식장 내로 유입되는 유입배관에서의 유입수 상태를 측정하는 유입수측정부와, 산소용해공정이 이루어지는 용해시스템에서의 수질 상태를 측정하는 용해측정부와, 수조별 환경 상태를 측정하는 수조측정부와, 수조에서 배출되는 배출배관에서의 배출수 상태를 측정하는 배출수측정부와, 여과장치를 거쳐 최종 배출되는 방류수 상태를 측정하는 방류수측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 빅데이터분석부는, 상기 유입수측정부 및 용해측정부에서 측정된 수질 상태 데이터를 비교분석하여 용해시스템의 산소용해공정에 대한 분석을 진행하는 용해상태분석모듈과, 상기 수조측정부에서 측정된 상태 데이터를 분석하여 각 수조별 환경상태에 대한 분석을 진행하는 수조상태분석모듈과, 상기 배출수측정부 및 방류수측정부에서 측정된 수질상태 데이터를 비교분석하여 여과장치의 여과공정에 대한 분석을 진행하는 여과상태분석모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 피드백제어부는, 상기 용해상태분석모듈의 분석 결과를 기반으로 산소용해공정을 제어하는 용해공정피드백제어모듈과, 상기 수조상태분석모듈의 분석 결과를 기반으로 각 수조별 환경 관련 제어신호를 생성,전송하는 수조환경피드백제어모듈과, 상기 여과상태분석모듈의 분석 결과를 기반으로 여과공정을 제어하는 여과공정피드백제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 수조측정부는, 수조의 수질상태를 측정하는 수질센서모듈과, 수조의 깊이에 따라 각각 복수개 설치되며 수조 내 어류의 활동량을 측정하는 복수의 움직임센서모듈과, 수조의 깊이에 따라 복수개 설치되며 수조 내 어류에 대한 영상 또는 화상을 촬영하는 복수의 영화상센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 빅데이터분석부는, 수조에 사료가 공급되는 시점에서의 상기 복수의 움직임센서모듈을 통해 측정되는 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태를 기반으로 수조 내 공급되는 사료의 양과 공급 지점에 대한 분석을 진행하는 사료공급분석모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 시스템은,
수조별 수조 상측 복수의 개소에서 사료를 투입하는 복수의 상부사료투입부와, 수조별 수조 내부에서 이동하면서 사료를 투입하는 내부사료투입부를 포함하며,
상기 피드백제어부는, 상기 사료공급분석모듈의 분석 결과를 기반으로 상기 상부사료투입부들에 대한 작동 여부 및 투입되는 사료의 양을 제어하는 상부사료투입제어모듈과, 상기 사료공급분석모듈의 분석 결과를 기반으로 상기 내부사료투입부의 이동위치 및 투입되는 사료의 양을 제어하는 내부사료투입제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 빅데이터분석부는, 수조의 깊이에 따라 복수개 설치된 상기 움직임센서모듈 및 영화상센서모듈을 통해 측정되는 수조 깊이별 어류들의 움직임 상태 및 어류 영상 또는 화상 데이터를 기반으로 수조 내 어류들 중에서 질병감염 여부에 대한 분석을 진행하는 질병분석모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 질병분석모듈은, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내 수면 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 수면유영분석모듈과, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내 수직 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 수직유영분석모듈과, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내에서 지속적 선회 유영을 하는 어류 개체를 분석하는 선회유영분석모듈과, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내 무리에서 이탈된 어류 개체를 분석하는 이탈개체분석모듈과, 상기 움직임센서모듈을 통해 수조 내 움직임이 없는 어류 개체를 분석하는 정지개체분석모듈과, 상기 영화상센서모듈을 통해 수조 내에서 체색이 변화된 어류 개체를 분석하는 체색변화분석모듈과, 상기 영화상센서모듈을 통해 수조 내에서 안구 변화된 어류 개체를 분석하는 안구변화분석모듈과, 상기 영화상센서모듈을 통해 수조 내에서 아가미 변화된 어류 개체를 분석하는 아가미변화분석모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 질병분석모듈은, 상부사료투입부 및 내부사료투입부를 통해 투입되는 사료의 투입량 대비 상기 영화상센서모듈을 통해 수조 내 어류들에 섭취되지 않고 남은 잉여량 데이터를 분석하는 급이량변화분석모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 기반 양식 생산성 향상을 위한 데이터 처리 방법.