WO2012044100A2 - 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법 - Google Patents

무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법 Download PDF

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WO2012044100A2
WO2012044100A2 PCT/KR2011/007212 KR2011007212W WO2012044100A2 WO 2012044100 A2 WO2012044100 A2 WO 2012044100A2 KR 2011007212 W KR2011007212 W KR 2011007212W WO 2012044100 A2 WO2012044100 A2 WO 2012044100A2
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observation
buoy
wireless communication
communication modem
marine
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Inventor
강동진
김경렬
김기완
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서울대학교 산학협력단
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B2022/006—Buoys specially adapted for measuring or watch purposes

Definitions

  • the present invention relates to a marine observation buoy system using a wireless communication modem, and more particularly, when a preset observation time, the profile device for moving underwater and observing the inside of the ocean, the operation of the profile device received from the profile device
  • This system includes buoys that manage the observations, and processes the data to be exchanged between the profile device and the buoys using a wireless communication modem (inductive modem), thereby eliminating the need for a separate wired communication cable.
  • the present invention relates to a marine observation buoy system and method using a wireless communication modem that can be installed and managed quickly and easily, and can easily perform maintenance work.
  • the present invention relates to a marine observation buoy system and method using a wireless communication modem.
  • Korean Patent Application No. 1998-40616 discloses a marine environment automatic alarm and aquaculture biological protection system, and includes marine environment measurement means, setting means, display means for displaying measurement values, memory for storing marine environment reference values, and It is composed of a control unit for comparing the measured value and the reference value and controlling the output port and the communication port.
  • an automatic marine environment alarm device has a disadvantage in that it is not possible to provide the environmental information of the fishery to related organizations and users in real time.
  • the conventional marine observation system includes a floating buoy and a base station including an observation sensor for measuring the marine environment.
  • an observation sensor for monitoring the underwater state observes the underwater state and transmits the observation result to the buoy via a wired communication cable. That is, the floating buoy and the observation sensor are connected by a wired communication cable.
  • the floating buoy and the observation sensor exchange data between each other using a wired communication cable, there is a problem that installation is very inconvenient and difficult to maintain in the sea.
  • the present invention has been invented to solve the above problems, the present invention is a profile device for moving up and down in the water and observing the state of the sea in the water when the preset observation time, the operation of the profile device is transmitted from the profile device It includes buoys to manage the received observations, but by processing the data exchange between the profile device and buoy using a wireless communication modem (inductive modem), there is no need to provide a separate wired communication cable on the seabed It is an object of the present invention to provide a marine observation buoy system and method using a wireless communication modem that can be quickly and easily installed and managed and can easily perform maintenance work.
  • a wireless communication modem inductive modem
  • the present invention also provides a marine observation buoy system using a wireless communication modem that can efficiently monitor the marine condition by transmitting the observations observed by the profile device to the manager terminal in real time through a mobile communication network when requested by an administrator. And a method thereof.
  • the marine observation buoy system using a wireless communication modem when a predetermined observation time, while moving underwater along the mooring wire rope (Mooring Wire Rope) by observing the sea state by depth
  • a profile device for generating a state observation result and processing the ocean state observation result for each depth to be transmitted to the buoy device via a wireless communication modem And a buoy device for controlling the operation of the profile device by using a wireless communication modem and processing the ocean state observation result for each depth received from the profile device to be transmitted to an administrator terminal through a communication network.
  • the profile device when the ocean state observation results for each depth is generated, it is preferable to transmit the ocean state observation results for each depth to the buoy device in real time.
  • the profile device may include: a movement controller configured to process the main body of the profile device to move underwater along a mooring wire rope when a preset observation time is reached; A state detector configured to detect a state of the profile device body to generate state information of the profile device body; A measurement unit for measuring dissolved oxygen (DO), depth (Depth), temperature (Temperature), salinity (Salinity), and chlorophyll (Chlorophyll) to produce a marine state observation result for each depth; And a central controller configured to control the measurement unit to observe the marine state at each preset observation time, and to process the marine state observation result for each depth and the state information of the profile device main body to be transmitted to the buoy device in real time through a wireless communication modem.
  • a movement controller configured to process the main body of the profile device to move underwater along a mooring wire rope when a preset observation time is reached
  • a state detector configured to detect a state of the profile device body to generate state information of the profile device body
  • the profile apparatus may further include a storage unit configured to store state information of the profile apparatus main body generated by the state sensing unit and the ocean state observation result for each depth generated by the measuring unit.
  • the movement control unit when a predetermined observation time is changed to voice buoyancy to process the main body of the profile device to descend along the mooring wire rope (Mooring Wire Rope), the main body of the profile device end of the observation range When it is reached, it is preferable to switch to positive buoyancy so that the main body of the profile device rises along the mooring wire rope to the start section of the observation range.
  • the profile device includes a buoy block for maintaining a neutral buoyancy in seawater at a predetermined portion of the profile device.
  • the mooring wire rope is preferably a wire rope made of a conductor material coated with a non-conductive surface for inductive modem communication.
  • the buoy device may include an input unit configured to receive an observation time, an observation range, an observation interval, and an operation control signal for controlling the profile device from an administrator terminal; A profile operation control unit for processing the observation time, observation range observation interval, and operation control signal to be transmitted to the profile device through a wireless communication modem when the observation time, observation range, observation interval, and operation control signal are inputted from the input unit; And a controller configured to process the ocean state observation result for each depth received from the profile apparatus through a wireless communication modem to be transmitted to an external manager terminal when the preset data transmission time arrives.
  • the antenna is installed in the upper portion to communicate with the ground manager terminal; Wind direction and anemometer for measuring wind direction and wind speed; Temperature and hygrometers for measuring temperature and humidity; Crestometer for measuring crests and crest periods; An ultrasonic current meter for measuring the vertical distribution of the velocity and direction of the current; GPS for detecting the position of the buoy device; A solar panel generating power required for operation of the buoy device; And a battery that charges power generated by the solar panel.
  • control unit receives the current position information of the buoy device from the GPS, and determines whether the buoy device is out of the safe range, and if the buoy device is out of the safe range as a result of the determination, to the external manager terminal Process the alarm message to be sent.
  • a mooring wire rope (Mooring Wire Rope) for supporting the buoy device is connected to the bottom of the buoy device.
  • one end of the mooring wire rope is fixed to the bottom of the buoy device, the other end is provided with weights, mounted on the start section and the end section of the observation range so that the main body of the profile device is located within the preset observation range ( Mount is preferably provided.
  • the operation method of the marine observation buoy system using the wireless communication modem while the profile device is a predetermined observation time while descending into the ocean along the mooring wire rope (Mooring Wire Rope) (A) observing an ocean state at each observation time interval, generating an ocean state observation result for each depth, and transmitting it to a buoy device using a wireless communication modem;
  • the profiling device reaches the end of the observation range, it climbs along the mooring wire rope and observes the sea condition at each observation interval, and generates the sea state observation result by depth and uses the wireless communication modem.
  • the buoy device When the buoy device receives the observation time, observation range, observation interval, and operation control signal for controlling the profile device from the administrator terminal, the buoy device transmits the observation time, observation range, and operation control signal information through the wireless communication modem. (D) transmitting to the profile device; And (E) the profile device storing information received in the step (D) in a storage unit and operating based on the information received in the step (D).
  • the profile device may be configured to the previously set observation time, observation range, observation interval, and motion control signal. It works based on
  • the buoy device receives the current position information from the GPS to produce the observation data installed in the buoy device; (G) determining whether the buoy device is out of the safe range based on the current location information; And (H) transmitting a warning message to an external manager terminal when the buoy device is out of the safe range as a result of the determination in step (G).
  • the present invention includes a profile device that moves up and down in the water and observes the underwater state when the preset observation time is reached, and a buoy for controlling the operation of the profile device and managing the observation result transmitted from the profile device.
  • a wireless communication modem inductive modem
  • the present invention has the advantage that can be effectively monitored by transmitting the observation results observed by the profile device to the manager terminal in real time through the mobile communication network, when requested by the administrator.
  • FIG. 1 is a system diagram showing the overall configuration of a marine observation buoy system using a wireless communication modem according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the profile device of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the buoy device of FIG.
  • Figure 4 is an explanatory diagram showing the results of the ocean state observation for each depth generated by the profile device.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of operating the marine observation buoy system using a wireless communication modem according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a system diagram showing the overall configuration of a marine observation buoy system using a wireless communication modem according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the present invention includes a profile device 100, a buoy device 200, and a mooring wire rope 300.
  • the profiling apparatus 100 moves up and down in the water along the mooring wire rope 300 to observe the marine state to generate the marine state observation results by depth, and the ocean by depth
  • the state observation result is transmitted to the buoy device 200 in real time through the wireless communication modem 150.
  • the detailed configuration of the profile device 100 will be described in more detail with reference to FIG. 2 below.
  • the buoy device 200 controls the operation of the profile device 100 by using the wireless communication modem 230, and stores the sea state observation results for each depth received from the profile device 100 in the storage unit 250 In addition, the stored ocean state observation result for each depth is transmitted to an external manager terminal (not shown) through a communication network.
  • buoy device 200 is connected to the mooring wire rope (Mooring Wire Rope) 300 for supporting the buoy device 200 on the bottom surface of the buoy device 200. Detailed configuration of the buoy device 200 will be described in more detail with reference to FIG. 3 below.
  • the mooring wire rope 300 includes a mount 303 and a weight 310. At this time, one end of the mooring wire rope 300 is fixed to the bottom surface of the buoy device 200, the other end is provided with a weight (310).
  • the mooring wire rope 300 preferably has a strength that can sufficiently support the load of the mooring line.
  • an inductive modem When an inductive modem is used as a wireless communication modem, it is preferable to use a wire rope of a conductor material coated with a non-conductor for inductive modem communication.
  • the mooring wire rope 300 is preferably provided with a mount (303) in the start section and the end section of the observation range so that the main body of the profile device 100 is located within the preset observation range. That is, the mount 303 is provided in a predetermined section (for example, 25 m in depth) of the mooring wire rope 300 so that the main body of the profile device 100 does not rise any more in the predetermined section.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the internal structure of the profile device of FIG.
  • the profile device 100 includes a movement control unit 110, a state detection unit 120, a measurement unit 130, a central control unit 140, a wireless communication modem 150, and a storage unit ( 160).
  • the movement controller 110 processes the main body of the profiling apparatus 100 to move up and down in water along the mooring wire rope 300 when the preset observation time arrives. That is, the movement control unit 110 controls the underwater movement of the profile device 100.
  • the movement control unit 110 changes to the voice buoyancy when the predetermined observation time, the main body of the profile device is processed to descend along the mooring wire rope (Mooring Wire Rope) 300, the When the body reaches the end section of the observation range, the main body of the profiling device is changed to positive buoyancy so that the main body of the profile device rises along the mooring wire rope 300 to the start section of the observation range.
  • the mooring wire rope Sharing Wire Rope
  • buoy block 170 it is preferable to attach an appropriate amount of buoy block 170 to a predetermined portion of the profile device 100 to maintain the neutral buoyancy in seawater at the time of initial installation of the profile device 100.
  • the profile device 100 moves up and down in the water by using its own engine. At this time, the profile device 100 is prevented from being lost due to currents during its up and down movement, and wireless communication using the mooring wire rope 300 and an inductive modem is possible. It is preferable to provide a separate guide means 180 for the purpose of being located within a distance to prevent deviation from the mooring wire rope 300 by a predetermined distance or more.
  • the main body of the profile device is lowered along the mooring wire rope (Mooring Wire Rope) 300 by switching to the voice buoyancy If the main body of the profiling apparatus reaches the end of the observation range, that is, the depth of water of 300 m, it switches to positive buoyancy and gradually rises to observe.
  • the mooring wire rope Sharing Wire Rope
  • the state detecting unit 120 detects a state of the profile device body and generates state information (eg, date, time, voltage, slope, etc.) of the profile device body.
  • the state information of the profile device body is provided to the buoy device 200.
  • the buoy device 200 preferably stores the state information of the profile device body in the storage unit.
  • An external administrator can request status information of the profile device from the buoy device, and thus the administrator can easily control the profile device.
  • the measuring unit 130 measures the dissolved oxygen (DO), depth (Depth), temperature (Temperature), salinity (Salinity), chlorophyll (Chlorophyll) to generate the marine state observation results by depth, dissolved oxygen measuring sensor ( 131, a depth measuring sensor 133, a temperature measuring sensor 135, a salinity measuring sensor 137, and a chlorophyll measuring sensor 139. If necessary, other sensors other than these may be added to the measurement unit 130.
  • the measurement unit 130 is operated under the control of the central controller 140. For example, when the central controller 140 gives the command signal that the observation interval for observing the sea state is 2 minutes, the measurement unit 130 monitors the sea state every 2 minutes based on the command signal.
  • 4 is an explanatory diagram showing the ocean state observation result for each depth generated by the measurement unit 130 and transmitted to the manager terminal.
  • the central controller 140 controls the movement of the profile device 100 underwater in the seawater, and the measurement unit 130 observes the sea state at a predetermined observation interval, and the observed depth of the sea state and the profile device main body (
  • the state information of 100 is processed to be transmitted to the buoy device 200 through the wireless communication modem 150, and at the same time, all data are stored in the storage unit 160.
  • the wireless communication modem 150 is a device for performing wireless communication in the sea, and enables the data exchange with the buoy device 200 in real time. In general, it is preferable that an inductive modem is used for the wireless communication modem 150.
  • the storage unit 160 stores state information of the main body of the profile device generated by the state detection unit 120 and the ocean state observation result for each depth generated by the measurement unit 130.
  • the storage unit 160 may be provided with various storage media, such as an EPROM, a flash memory, or an external memory, depending on the capacity of data to be stored.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the buoy device of FIG.
  • the buoy device 200 includes an input unit 210, a profile operation control unit 220, a wireless communication modem 230, a control unit 240, a storage unit 250, a power supply unit 260, and a GPS. (Not shown), a communication antenna (not shown), and various observation devices.
  • the observation device includes a wind direction and anemometer (not shown), temperature and hygrometer (not shown), crest meter (not shown), ultrasonic current meter (Acoustic Doppler Current Profiler, not shown), if necessary You can add
  • the input unit 210 receives an observation time, an observation range, an observation interval, and an operation control signal for controlling the profile device from an external manager terminal using an SMS text command or a manual command.
  • the profile operation control unit 220 When the profile operation control unit 220 receives the observation time, observation range, observation interval, and operation control signal from the input unit, the observation time, observation range, observation interval, and operation control signal are transmitted through the wireless communication modem 230. 100) to be transmitted.
  • the wireless communication modem 230 allows wireless communication in the sea to exchange data with the profile device 100 in real time.
  • an inductive modem is used.
  • the controller 240 not only transmits a signal for controlling the overall operation of the buoy device 200, but also processes the marine state information managed by the buoy device 200 to be transmitted to an external manager terminal.
  • control unit 240 receives the marine state observation result request signal from the manager terminal or when the preset data transmission requirement is satisfied (when the preset data transmission time), the depth received from the profile device 100 The marine status observation result is processed to be transmitted to the external manager terminal through the communication network.
  • control unit 240 relates to the wind direction and wind speed information measured by the wind direction and anemometer (not shown), the temperature and humidity information measured by the temperature and humidity meter (not shown), and the wave height and wave period measured by the crest meter (not shown).
  • Buoy device 200 such as the information, the flow velocity and direction information of each water depth measured by the ultrasonic current meter (not shown), the current position information of the buoy device 200 measured by the GPS, the state of the power supply of the buoy device 200 Processes so that information about the maritime status and buoy device status to be managed is transmitted to the external manager terminal.
  • the controller 240 determines whether the current position information of the buoy device 200 measured by the GPS is outside the preset safety range, and when the buoy device 200 is outside the preset safety range, the external manager Process the alert message to be sent to the terminal. As described above, when the buoy device 200 is out of the preset safety range, the alarm message is transmitted in real time, thereby facilitating the management of the buoy device 200.
  • the storage unit 250 the marine state observation result for each depth provided from the profile apparatus 100, the state information of the profile apparatus 100, and various information regarding the state of the ocean and the state of the buoy apparatus managed by the buoy apparatus 200 are stored. Stored.
  • the storage unit 250 may be provided with various storage media, such as an EPROM, a flash memory, or an external memory, depending on the capacity of data to be stored.
  • the power supply unit 260 processes the power generated by the solar panel (not shown) installed on the buoy device to be supplied to the buoy device 200.
  • the antenna (not shown) is installed on the buoy device to communicate with the ground manager terminal.
  • the wind direction and anemometer measures the wind direction and wind speed
  • the temperature and humidity meter measures the temperature and humidity
  • the crest meter measures the wave height and wave period
  • the ultrasonic wave current meter (not shown). ) Measures the flow velocity and direction of each ocean depth
  • GPS receives current location information of the buoy device 200.
  • the solar panel (not shown) generates a power source for the operation of the buoy device.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of operating the marine observation buoy system using a wireless communication modem according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the buoy device 200 receives an observation time (meaning an observation start time), an observation range, an observation interval, and an operation control signal for controlling the profile device 100 from the manager terminal (step S100).
  • the control signal for controlling the profile device sent by the manager terminal may have an observation time of 1 hour, an observation interval of 2 minutes on average, and an observation range of 40m to 300m.
  • the buoy device 200 transmits the observation time, observation range, observation interval and operation control signal information received by step S100 to the profile device 100 via the wireless communication modem (step S110). Then, the profile device 100 stores the observation time, the observation range, the observation interval, and the operation control signal information in the storage unit, and operates based on the information.
  • the profile device 100 If the observation time, observation range, observation interval, and operation control signal for controlling the profile device 100 are not received by step S100, the profile device 100 has been previously set in the profile device 100. It operates based on observation time, observation range, observation interval and motion control signal.
  • the profile apparatus 100 determines whether the observation time (1 o'clock) has reached (step S120) based on the observation time information (1 o'clock in this embodiment) set in the profile apparatus.
  • step S120 As a result of the determination of step S120, when the preset observation time (1 o'clock) is reached, the profile device 100 descends into the ocean along the mooring wire rope and observes the ocean state at each observation interval, and the ocean by depth The state observation result is generated (step S130). In addition, the profile device 100 stores the generated ocean state observation result for each depth in the storage unit 160 and transmits the buoy device 200 in real time.
  • the profile apparatus 100 determines whether the main body of the profile apparatus 100 reaches the end section of the observation range (300 m in this embodiment) (step S140).
  • step S140 when the profile device 100 reaches the end section 300m of the observation range, the profile device 100 ascends along the mooring wire rope and observes the ocean state at each observation interval. , The ocean state observation result for each depth is generated (step S150). Similarly, the profile device 100 stores the generated ocean state observation result for each depth in the storage unit 160 and transmits the buoy device 200 in real time.
  • the buoy device 200 may receive the information in real time whenever the profile device 100 generates the ocean state observation result for each depth.
  • buoy device 200 receives the ocean state observation results for each depth from the profile device 100 stores the information in the storage unit 250 (step S160).
  • the buoy device 200 determines whether the preset data transmission time has come (step S170). As a result of the determination, when the preset data transmission time is reached, the buoy apparatus 200 processes the marine state observation result for each depth through the communication network to be provided to an external manager terminal through the communication network (step S180).
  • buoy device 200 may provide the marine terminal observation results by depth in real time to the manager terminal. In addition, if the data transmission is set to be transmitted every five minutes, buoy device 200 may provide the manager terminal with the sea state observation results by depth every five minutes.

Abstract

본 발명은 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 기 설정된 관측시간이 되면 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 수중이동 하면서 해양상태를 관측하여 수심별 해양상태 관측결과를 생성하고, 그 수심별 해양상태 관측결과가 무선통신 모뎀을 통해 실시간으로 부이 장치에 전송되도록 처리하는 프로파일 장치 및 무선통신 모뎀을 이용하여 상기 프로파일 장치의 동작을 제어하며, 상기 프로파일 장치로부터 실시간으로 전송받은 수심별 해양상태 관측결과가 통신망을 통해 관리자 단말기에 전송되도록 처리하는 부이 장치를 포함한다. 상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 프로파일 장치와 부이 장치 상호 간에 무선통신 모뎀을 이용하여 데이터를 교환할 수 있도록 처리함으로써, 별도의 유선통신 케이블을 구비하지 않아도 되므로 해저에 해당 시스템을 신속하고 간편하게 설치할 수 있고, 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법
본 발명은 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 기 설정된 관측시간이 되면, 수중 이동하며 해양 내부를 관측하는 프로파일 장치, 그 프로파일 장치의 동작을 제어하며 프로파일 장치로부터 전송받은 관측결과를 관리하는 부이를 포함하되, 그 프로파일 장치와 부이 상호 간에 무선통신 모뎀(인덕티브 모뎀)을 이용하여 데이터를 교환할 수 있도록 처리함으로써, 별도의 유선통신 케이블을 구비하지 않아도 되므로 해수 중에 시스템을 신속하고 간편하게 설치 및 관리할 수 있고, 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 바다 자원에 대한 인류의 관심이 점차 늘고 있는 가운데, 효율적인 자원 활용과 더 나은 자원 형성을 위한 해상 및 해중 상태를 모니터링 할 수 있는 시스템의 개발에 필요성이 대두되고 있다.
현재, 국립수산과학원, 국립해양조사원, 해양연구원 등에서 각 기관의 관측목적에 의거하여 우리나라 연안의 해양상태의 관측을 시행하고 있으나, 관측된 해양자료가 관련기관 및 사용자에게 신속하게 제공되지 못함에 따라 환경변화에 능동적으로 대처할 수 없다는 문제점이 있다.
예를 들면, 대한민국 특허출원 1998-40616호에는 해양환경 자동경보 및 양식생물보호시스템을 개시하고 있으며, 해양환경 측정수단, 설정수단, 측정치를 표시하는 표시수단, 해양환경 기준치를 저장하는 메모리, 상기 측정치와 기준치를 비교하고 출력포트 및 통신포트를 제어하는 제어부로 구성된다. 그러나, 이러한 해양환경 자동경보 장치는 실시간으로 어장의 환경 정보 등을 관련기관 및 사용자에게 제공하지 못하는 단점이 있다.
그리고 종래의 해양관측 시스템은 해양환경 측정을 위한 관측센서를 포함하는 부유식 부이와 기지국을 포함하여 구성된다. 그러나, 이러한 종래에는 해중 상태를 모니터링 하기 위한 관측센서가 해중 상태를 관측하고 그 관측 결과를 유선통신 케이블을 통해 부이에게 전송하게 된다. 즉, 부유식 부이와 관측 센서가 유선통신 케이블로 연결되어 있는 것이다. 그러나, 이와 같은 경우, 부유식 부이와 관측센서가 유선통신 케이블을 이용하여 상호 간에 데이터를 교환하기 때문에 해중에서 설치가 매우 불편하고, 유지 보수가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명은 기 설정된 관측시간이 되면, 수중에서 상하 이동하며 해양 내부의 상태를 관측하는 프로파일 장치, 그 프로파일 장치의 동작을 제어하며 프로파일 장치로부터 전송받은 관측결과를 관리하는 부이를 포함하되, 그 프로파일 장치와 부이 상호 간에 무선통신 모뎀(인덕티브 모뎀)을 이용하여 데이터를 교환할 수 있도록 처리함으로써, 별도의 유선통신 케이블을 구비하지 않아도 되므로 해저에 해당 시스템을 신속하고 간편하게 설치 및 관리할 수 있고, 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 관리자의 요청이 있는 경우, 프로파일 장치가 관측한 관측결과를 이동통신망을 통해 실시간으로 관리자 단말기에 전송함으로써, 해양 상태를 효율적으로 모니터링할 수 있는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템은, 기 설정된 관측시간이 되면 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 수중이동 하면서 해양상태를 관측하여 수심별 해양상태 관측결과를 생성하고, 그 수심별 해양상태 관측결과가 무선통신 모뎀을 통해 부이 장치에 전송되도록 처리하는 프로파일 장치; 및 무선통신 모뎀을 이용하여 상기 프로파일 장치의 동작을 제어하며, 상기 프로파일 장치로부터 전송받은 수심별 해양상태 관측결과가 통신망을 통해 관리자 단말기에 전송되도록 처리하는 부이 장치;를 포함한다.
이때, 상기 프로파일 장치는, 수심별 해양상태 관측결과가 생성되면, 그 수심별 해양상태 관측결과를 실시간으로 부이장치에 전송하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 프로파일 장치는, 기 설정된 관측시간이 되면, 상기 프로파일 장치의 본체가 기 설정된 관측 범위를 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 수중 이동하도록 처리하는 이동 제어부; 상기 프로파일 장치 본체의 상태를 감지하여 프로파일 장치 본체의 상태정보를 생성하는 상태 감지부; 용존산소(DO), 깊이(Depth), 온도(Temperature), 염분(Salinity), 클로로필(Chlorophyll)을 측정하여 수심별 해양상태 관측결과를 생성하는 측정부; 및 상기 측정부가 기 설정된 관측 시간마다 해양상태를 관측하도록 제어하고, 무선통신 모뎀을 통해 상기 수심별 해양상태 관측결과 및 프로파일 장치 본체의 상태정보가 실시간으로 부이 장치에 전송되도록 처리하는 중앙제어부;를 포함한다.
또한, 상기 프로파일 장치는, 상기 상태 감지부가 생성한 프로파일 장치 본체의 상태정보 및 상기 측정부가 생성한 수심별 해양상태 관측결과가 저장되는 저장부;를 더 포함한다.
한편, 상기 이동 제어부는, 기 설정된 관측시간이 되면, 음성 부력으로 바꾸어 프로파일 장치의 본체가 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 하강하도록 처리하고, 상기 프로파일 장치의 본체가 관측 범위의 끝 구간에 도달하면, 양성 부력으로 바꾸어 프로파일 장치의 본체가 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 관측 범위의 시작 구간까지 상승하도록 처리하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 프로파일 장치는, 상기 프로파일 장치의 소정 부분에 해수 중에서 중성부력을 유지하도록 하기도록 하기 위한 부이 블록;이 구비된다.
상기 무선통신 모뎀으로 인덕티브 모뎀이 사용되면, 상기 계류용 와이어 로프는 인덕티브 모뎀 통신을 위하여 표면이 부도체로 코팅된 전도체 재질의 와이어 로프가 사용되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 부이 장치는, 관리자 단말기로부터 상기 프로파일 장치를 제어하기 위한 관측시간, 관측범위, 관측간격 및 동작제어신호를 입력받는 입력부; 상기 입력부로부터 관측시간, 관측범위, 관측간격 및 동작제어신호를 입력받으면, 그 관측시간, 관측범위 관측간격 및 동작제어신호가 무선통신 모뎀을 통해 프로파일 장치에 전송되도록 처리하는 프로파일 동작 제어부; 기 설정된 자료전송시간이 되면, 무선통신 모뎀을 통해 프로파일 장치로부터 전송받은 수심별 해양상태 관측결과가 외부의 관리자 단말기에 전송되도록 처리하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 부이 장치는, 상부에 설치되어 지상의 관리자 단말기와의 통신을 행하게 하는 안테나; 풍향과 풍속을 측정하는 풍향·풍속계; 기온과 습도를 측정하는 온도·습도계; 파고와 파주기를 측정하는 파고계; 해류의 속도와 방향의 수직 분포를 측정하는 초음파 해류계; 부이 장치의 위치를 감지하는 GPS; 상기 부이 장치의 동작에 필요한 전원을 발생하는 태양광 전지판; 및 상기 태양광 전지판에 의해 발생된 전원을 충전하는 배터리;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제어부는, 상기 GPS로부터 부이 장치의 현재위치정보를 전송받고, 그 부이 장치가 안전범위 내를 벗어났는지 판단하며, 그 판단결과 부이 장치가 안전 범위 내를 벗어난 경우, 외부의 관리자 단말기에 경보메세지가 전송되도록 처리한다.
그리고 상기 부이 장치는, 상기 부이 장치의 밑면에 상기 부이 장치를 지탱하기 위한 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)가 연결된다.
이때, 상기 계류용 와이어 로프의 일단은 상기 부이 장치의 밑면에 고정되고, 타단에는 무게추가 설치되며, 상기 프로파일 장치의 본체가 기 설정된 관측 범위 내에 위치하도록 관측 범위의 시작 구간과 끝 구간에 마운트(Mount)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 동작방법은, 프로파일 장치가 기 설정된 관측 시간이 되면 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 해양 내부로 하강하면서 관측 시간 간격마다 해양상태를 관측하고, 수심별 해양상태 관측결과를 생성하여 무선통신 모뎀을 이용하여 부이 장치에 전송하는 (A)단계; 프로파일 장치가 관측 범위의 끝 구간에 도달하면, 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 상승하면서 관측 시간 간격마다 해양상태를 관측하고, 수심별 해양상태 관측결과를 생성하여 무선통신 모뎀을 이용하여 부이 장치에 전송하는 (B)단계; 및 부이 장치가 상기 (A)단계 및 (B)단계에 의해 전송받은 수심별 해양상태 관측결과를 저장하고, 그 저장된 수심별 해양상태 관측 결과를 기 설정된 자료전송시간이 되면, 통신망을 통해 관리자 단말기에 제공하는 (C)단계;를 포함한다.
이때, 상기 (A)단계 및 (B)단계는, 프로파일 장치가 수심별 해양상태 관측결과가 생성하면, 그 수심별 해양상태 관측결과를 실시간으로 부이장치에 전송하는 것이 바람직하다.
그리고 부이 장치가 관리자 단말기로부터 프로파일 장치를 제어하기 위한 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호를 입력받으면, 상기 부이장치가 그 관측시간, 관측범위 및 동작제어신호 정보를 무선통신 모뎀을 통해 프로파일 장치에 전송하는 (D)단계; 및 상기 프로파일 장치가 상기 (D)단계에 의해 전송받은 정보를 저장부에 저장하고, 그 (D)단계에 의해 전송받은 정보에 기초하여 동작하는 (E)단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 부이 장치가 관리자 단말기로부터 별도의 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호를 입력받지 않은 경우, 상기 프로파일 장치는 이전에 세팅되어 있던 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호에 기초하여 동작한다.
또한, 본 발명은 부이 장치가 GPS로부터 현재위치정보를 수신받고 부이 장치에 설치된 관측 자료를 생산하는 (F)단계; 부이 장치가 현재위치정보에 근거하여 부이 장치가 안전 범위 내를 벗어났는지 판단하는 (G)단계; 및 상기 (G)단계의 판단결과 부이 장치가 안전 범위 내를 벗어난 경우, 외부의 관리자 단말기에 경보메세지를 전송하는 (H)단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 기 설정된 관측시간이 되면, 수중에서 상하 이동하며 수중의 상태를 관측하는 프로파일 장치, 그 프로파일 장치의 동작을 제어하며 프로파일 장치로부터 전송받은 관측결과를 관리하는 부이를 포함하되, 그 프로파일 장치와 부이 상호 간에 무선통신 모뎀(인덕티브 모뎀)을 이용하여 데이터를 교환할 수 있도록 처리함으로써, 별도의 유선통신 케이블을 구비하지 않아도 되므로 해수 중에 해당 시스템을 신속하고 간편하게 설치 및 관리할 수 있고, 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 관리자의 요청이 있는 경우, 프로파일 장치가 관측한 관측결과를 이동통신망을 통해 실시간으로 관리자 단말기에 전송함으로써, 해양 상태를 효율적으로 모니터링할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 전체구성을 도시한 시스템도.
도 2는 도 1의 프로파일 장치의 내부구성을 도시한 블럭도.
도 3은 도 1의 부이 장치의 내부구성을 도시한 블럭도.
도 4는 프로파일 장치가 생성한 수심별 해양상태 관측결과를 보여주는 설명도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템이 동작하는 과정을 도시한 순서도.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 전체구성을 도시한 시스템도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 프로파일 장치(100), 부이 장치(200) 및 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)(300)를 포함한다.
프로파일 장치(100)는 기 설정된 관측시간이 되면 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)(300)를 따라 수중에서 상하 이동 하면서 해양상태를 관측하여 수심별 해양상태 관측결과를 생성하고, 그 수심별 해양상태 관측결과가 무선통신 모뎀(150)을 통해 실시간으로 부이 장치(200)에 전송되도록 처리한다. 프로파일 장치(100)의 세부구성은 이하에서 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
부이 장치(200)는 무선통신 모뎀(230)을 이용하여 프로파일 장치(100)의 동작을 제어하며, 상기 프로파일 장치(100)로부터 전송받은 수심별 해양상태 관측결과를 저장부(250)에 저장하고, 그 저장된 수심별 해양상태 관측결과가 통신망을 통해 외부의 관리자 단말기(미도시)에 전송되도록 처리한다. 한편, 부이 장치(200)는 상기 부이 장치(200)의 밑면에 상기 부이 장치(200)를 지탱하기 위한 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)(300)가 연결된다. 부이 장치(200)의 세부구성은 이하에서 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
계류용 와이어 로프(300)는 마운트(303)와 무게추(310)를 포함한다. 이때, 계류용 와이어 로프(300)의 일단은 상기 부이 장치(200)의 밑면에 고정되고, 타단에는 무게추(310)가 설치된다.
또한, 계류용 와이어 로프(300)는 계류선의 하중을 충분히 지탱할 수 있는 정도의 강도를 지닌 것이 바람직하다.
그리고 무선통신모뎀으로 인덕티브 모뎀이 사용된 경우, 인덕티브 모뎀 통신을 위하여 표면이 부도체로 코팅된 전도체 재질의 와이어 로프를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 계류용 와이어 로프(300)에는 프로파일 장치(100)의 본체가 기 설정된 관측 범위 내에 위치하도록 관측 범위의 시작 구간과 끝 구간에 마운트(Mount)(303)가 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 계류용 와이어 로프(300)의 소정 구간(예컨대, 수심 25m)에 마운트(303)를 구비하여, 프로파일 장치(100)의 본체가 그 소정 구간에서 더 이상 상승하지 않도록 하는 것이다.
도 2에는 도 1의 프로파일 장치의 내부구성을 도시한 블럭도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 프로파일 장치(100)는, 이동제어부(110), 상태감지부(120), 측정부(130), 중앙제어부(140), 무선통신모뎀(150) 그리고 저장부(160)를 포함한다.
이동제어부(110)는 기 설정된 관측시간이 되면, 상기 프로파일 장치(100)의 본체가 기 설정된 관측 범위를 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)(300)를 따라 수중에서 상하 이동하도록 처리한다. 즉, 이동제어부(110)는 프로파일 장치(100)의 수중 이동을 제어하는 것이다.
좀 더 구체적으로, 이동제어부(110)는 기 설정된 관측시간이 되면, 음성 부력으로 바꾸어 프로파일 장치의 본체가 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)(300)를 따라 하강하도록 처리하고, 상기 프로파일 장치의 본체가 관측 범위의 끝 구간에 도달하면, 양성 부력으로 바꾸어 프로파일 장치의 본체가 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)(300)를 따라 관측 범위의 시작 구간까지 상승하도록 처리하는 것이다.
이를 위하여 프로파일 장치(100)의 최초 설치 시에 해수 중에서 중성부력을 유지하도록 프로파일 장치(100)의 소정 부위에 부이 블록(170)을 적당량 부착하는 것이 바람직하다.
또한, 프로파일 장치(100)는 자체 엔진을 이용하여 수중에서 상하 이동하는데, 이때 자체적인 상하 이동 중에 해류 등에 의해 유실되는 것을 막고, 계류용 와이어 로프(300)와 인덕티브 모뎀을 이용한 무선통신이 가능한 거리 내에 위치하도록 할 목적으로 별도의 가이드 수단(180)을 구비하여 계류용 와이어 로프(300)로부터 일정 거리 이상 벗어나는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
예컨대, 관측범위가 수심 40m ~ 300m 이라고 가정하면, 이동제어부(110)는 기 설정된 관측시간이 되면, 음성 부력으로 바꾸어 프로파일 장치의 본체가 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)(300)를 따라 하강하도록 처리하고, 프로파일 장치의 본체가 관측 범위의 끝 구간 즉, 수심 300m에 도달하면, 양성부력으로 바꾸어 서서히 상승하며 관측하도록 하는 것이다.
상태감지부(120)는 프로파일 장치 본체의 상태를 감지하여 프로파일 장치 본체의 상태정보(예컨대, 날짜, 시간, 전압, 기울기 등)를 생성한다. 이러한 프로파일 장치 본체의 상태정보는 부이 장치(200)에 제공되어 진다. 이때, 부이 장치(200)는 프로파일 장치 본체의 상태정보를 저장부에 저장하는 것이 바람직하다. 외부의 관리자는 부이 장치에 그 프로파일 장치의 상태정보를 요청할 수 있고, 이에 따라 관리자가 용이하게 프로파일 장치를 제어할 수 있는 장점이 있다.
측정부(130)는 용존산소(DO), 깊이(Depth), 온도(Temperature), 염분(Salinity), 클로로필(Chlorophyll)을 측정하여 수심별 해양상태 관측결과를 생성하는 것으로, 용존산소측정센서(131), 깊이측정센서(133), 온도측정센서(135), 염분측정센서(137), 클로로필측정센서(139)를 포함한다. 필요에 따라 이들 이외에 다른 센서를 측정부(130)에 추가할 수 있다.
이러한 측정부(130)는 중앙제어부(140)의 제어하에 동작하게 된다. 예컨대, 중앙제어부(140)가 측정부(130)에 해양상태를 관측하는 관측 간격이 2분이라고 명령신호를 주면, 그 명령신호에 근거하여 측정부(130)는 2분마다 해양상태를 관측하는 것이다. 도 4에는 측정부(130)가 생성하여 관리자 단말기로 전송한 수심별 해양상태 관측결과를 보여주는 설명도가 도시되어 있다.
중앙제어부(140)는 프로파일 장치(100)가 해수 중에서 수중 이동하는 것을 제어하고, 측정부(130)가 기 설정된 관측 간격마다 해양상태를 관측하고, 관측된 수심별 해양상태 결과 및 프로파일 장치 본체(100)의 상태 정보를 무선통신 모뎀(150)을 통해 상기 부이 장치(200)에 전송되도록 처리하며, 동시에 모든 자료를 저장부(160)에 저장하도록 처리한다.
무선통신 모뎀(150)은 해중에서 무선통신을 행할 수 있도록 하기 위한 장치로써, 부이 장치(200)와 실시간으로 데이터를 상호 교환할 수 있도록 한다. 일반적으로 무선통신 모뎀(150)은 인덕티브 모뎀이 사용되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 무선통신 모뎀(150)을 사용하는 경우, 해중에 해당 시스템에 대한 설치 및 관리가 용이하고, 유지 보수를 효율적으로 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 유선통신을 하는 경우, 통신을 위해 계류용 와이어 로프를 이용할 수 없고 별도의 통신선을 설치해야하므로 수심이 깊은 경우 계류용 와이어 로프와 통신선의 꼬임으로 인해 통신선의 손상이 매우 쉽게 일어나며, 본 발명과 같이 수중에서 상하 이동하면서 관측하는 경우에는 계류용 와이어 로프 이외의 별도의 통신선의 설치는 불가능하다. 본 발명은 이러한 유선통신의 문제점을 해결하고자 안출된 발명인 것이다.
저장부(160)에는 상태 감지부(120)가 생성한 프로파일 장치 본체의 상태정보 및 상기 측정부(130)가 생성한 수심별 해양상태 관측결과가 저장된다. 저장부(160)에는 저장되는 데이터의 용량에 따라, 이이피롬(EPROM), 플래쉬메모리, 외장형메모리와 같은 다양한 저장매체가 제공될 수 있다.
도 3에는 도 1의 부이 장치의 내부구성을 도시한 블럭도가 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 부이 장치(200)는 입력부(210), 프로파일동작제어부(220), 무선통신모뎀(230), 제어부(240), 저장부(250), 전원부(260), GPS(미도시), 통신용 안테나(미도시), 및 각종 관측 장치를 포함한다. 이때, 관측 장치는 풍향·풍속계(미도시), 온도·습도계(미도시), 파고계(미도시), 초음파 해류계(Acoustic Doppler Current Profiler, 미도시)를 포함하며, 필요에 따라 다른 관측 장치들을 추가할 수 있다.
입력부(210)는 외부의 관리자 단말기로부터 상기 프로파일 장치를 제어하기 위한 관측 시간, 관측 범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호를 SMS 문자 명령어 또는 수동 명령어로 입력받는다.
프로파일 동작 제어부(220)는 입력부로부터 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호를 입력받으면, 그 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호가 무선통신 모뎀(230)을 통해 프로파일 장치(100)에 전송되도록 처리한다.
무선통신모뎀(230)은 해중에서 무선통신을 행하여 프로파일 장치(100)와 실시간으로 데이터를 상호 교환할 수 있도록 하는 것으로, 일반적으로 인덕티브 모뎀이 사용된다.
제어부(240)는 부이 장치가 프로파일 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 신호를 전송할 뿐 아니라, 부이 장치(200)가 관리하는 해양상태 정보가 외부의 관리자 단말기에 전송되도록 처리한다.
좀 더 구체적으로, 제어부(240)는 관리자 단말기로부터 해양상태 관측결과 요청신호를 입력받거나 기 설정된 자료전송요건이 충족되면(기 설정된 자료전송시간이 되면), 상기 프로파일 장치(100)로부터 전송받았던 수심별 해양상태 관측결과가 통신망을 이용하여 외부의 관리자 단말기에 전송되도록 처리한다.
또한, 제어부(240)는 풍향·풍속계(미도시)가 측정한 풍향과 풍속정보 및 온도·습도계(미도시)가 측정한 기온과 습도정보, 파고계(미도시)가 측정한 파고와 파주기에 관한 정보, 초음파 해류계(미도시)가 측정한 해류의 수심별 유속과 유향 정보, GPS가 측정한 부이 장치(200)의 현재 위치정보, 부이장치(200)의 전원부의 상태 등 부이장치(200)가 관리하는 해양 상태 및 부이 장치의 상태에 관한 정보가 외부의 관리자 단말기에 전송되도록 처리한다.
또한, 제어부(240)는 GPS가 측정한 부이 장치(200)의 현재 위치정보가 기 설정된 안전범위를 벗어나는지 판단하고, 그 판단결과 부이 장치(200)가 기 설정된 안전범위를 벗어난 경우 외부의 관리자 단말기에 경보 메세지가 전송되도록 처리한다. 상술한 바에 따르면, 부이 장치(200)가 기 설정된 안전범위를 벗어나게 되면 경보 메세지가 실시간으로 전송되기 때문에 부이 장치(200)의 관리를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.
저장부(250)에는 프로파일 장치(100)로부터 제공받은 수심별 해양상태 관측결과 및 프로파일 장치(100)의 상태정보와 부이 장치(200)가 관리하는 해양상태 및 부이 장치의 상태에 관한 각종 정보가 저장된다. 저장부(250)에는 저장되는 데이터의 용량에 따라, 이이피롬(EPROM), 플래쉬메모리, 외장형메모리와 같은 다양한 저장매체가 제공될 수 있다.
전원부(260)는 부이 장치의 상부에 설치된 태양광 전지판(미도시)에 의해 발생된 전원이 부이 장치(200)에 공급되도록 처리한다.
한편, 안테나(미도시)는 부이 장치의 상부에 설치되어 지상의 관리자 단말기와의 통신을 행하게 한다.
그리고 풍향·풍속계(미도시)는 풍향과 풍속을 측정하고, 온도·습도계(미도시)는 기온과 습도를 측정하고, 파고계(미도시)는 파고와 파주기를 측정하며, 초음파 해류계(미도시)는 해류의 수심별 유속과 유향을 측정하고, GPS(미도시)는 부이장치(200)의 현재 위치정보 수신한다. 또한, 태양광 전지판(미도시)은 부이 장치의 동작에 필요한 전원을 발생시킨다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 동작과정을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 5에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템이 동작하는 과정을 도시한 순서도가 도시되어 있다.
부이 장치(200)가 관리자 단말기로부터 프로파일 장치(100)를 제어하기 위한 관측시간(관측 시작시간을 의미함), 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호를 입력받는다(단계 S100). 예컨대, 관리자 단말기가 보내는 프로파일 장치를 제어하기 위한 제어신호는 관측 시간은 1시, 관측 간격은 평균 2분, 관측 범위는 수심 40m ~ 300m일 수 있다.
그러면, 부이 장치(200)가 단계 S100에 의해 전송받은 그 관측시간, 관측범위, 관측 간격 및 동작제어신호 정보를 무선통신 모뎀을 통해 프로파일 장치(100)에 전송한다(단계 S110). 그러면, 프로파일 장치(100)는 그 관측시간, 관측범위, 관측 간격 및 동작제어신호 정보를 저장부에 저장한 뒤 그에 기초하여 동작한다.
만약, 단계 S100에 의해 프로파일 장치(100)를 제어하기 위한 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호를 입력받지 못한 경우, 프로파일 장치(100)는 이전에 프로파일 장치(100)에 세팅되어 있던 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호에 기초하여 동작한다.
이후, 프로파일 장치(100)는 프로파일 장치에 세팅되어 있는 관측 시간정보(본 실시예에서는 1시)에 기초하여, 관측 시간(1시)이 되었는지 판단한다(단계 S120).
단계 S120의 판단결과 기 설정된 관측 시간(1시)이 되면, 프로파일 장치(100)는 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 해양 내부로 하강하면서 관측 간격마다 해양상태를 관측하고, 수심별 해양상태 관측결과를 생성한다(단계 S130). 그리고 프로파일 장치(100)는 그 생성된 수심별 해양상태 관측결과를 저장부(160)에 저장하고, 부이 장치(200)에 실시간으로 전송한다.
그리고 프로파일 장치(100)는 그 프로파일 장치(100)의 본체가 관측범위의 끝 구간(본 실시예에서는 300m)에 도달하는지 판단한다(단계 S140).
단계 S140의 판단결과 프로파일 장치(100)가 관측 범위의 끝 구간(300m)에 도달하면, 프로파일 장치(100)는 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 상승하면서 관측 간격마다 해양상태를 관측하고, 수심별 해양상태 관측결과를 생성한다(단계 S150). 마찬가지로 프로파일 장치(100)는 그 생성된 수심별 해양상태 관측결과를 저장부(160)에 저장하고, 부이 장치(200)에 실시간으로 전송한다.
즉, 부이 장치(200)는 프로파일 장치(100)가 수심별 해양상태 관측결과를 생성할 때마다 실시간으로 그 정보를 제공받을 수 있는 것이다.
한편, 부이 장치(200)는 프로파일 장치(100)로부터 수심별 해양상태 관측결과를 전송받으면 그 정보를 저장부(250)에 저장한다(단계 S160).
이후, 부이 장치(200)는 기 설정된 자료전송시간이 되었는지 판단한다(단계 S170). 그 판단결과 기 설정된 자료전송시간이 되면, 부이 장치(200)는 통신망을 통해 수심별 해양상태 관측결과를 통신망을 통해 외부의 관리자 단말기에 제공되도록 처리한다(단계 S180).
이때, 관리자가 자료전송이 실시간으로 전송되도록 설정해 놓았다면, 부이 장치(200)는 실시간으로 수심별 해양상태 관측결과를 관리자 단말기에 제공할 수 있다. 또, 자료전송이 5분마다 전송되도록 설정해 놓았다면, 부이 장치(200)는 5분마다 수심별 해양상태 관측결과를 관리자 단말기에 제공할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 관리자가 해양 상태를 효율적으로 모니터링할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 기 설정된 관측시간이 되면 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 수중이동 하면서 해양상태를 관측하여 수심별 해양상태 관측결과를 생성하고, 그 수심별 해양상태 관측결과가 무선통신 모뎀을 통해 부이 장치에 전송되도록 처리하는 프로파일 장치; 및
    무선통신 모뎀을 이용하여 상기 프로파일 장치의 동작을 제어하며, 상기 프로파일 장치로부터 전송받은 수심별 해양상태 관측결과가 통신망을 통해 관리자 단말기에 전송되도록 처리하는 부이 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로파일 장치는,
    수심별 해양상태 관측결과가 생성되면, 그 수심별 해양상태 관측결과를 실시간으로 부이장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프로파일 장치는,
    기 설정된 관측시간이 되면, 상기 프로파일 장치의 본체가 기 설정된 관측 범위를 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 수중 이동하도록 처리하는 이동 제어부;
    상기 프로파일 장치 본체의 상태를 감지하여 프로파일 장치 본체의 상태정보를 생성하는 상태 감지부;
    용존산소(DO), 깊이(Depth), 온도(Temperature), 염분(Salinity), 클로로필(Chlorophyll)을 측정하여 수심별 해양상태 관측결과를 생성하는 측정부; 및
    상기 측정부가 기 설정된 관측 시간마다 해양상태를 관측하도록 제어하고, 무선통신 모뎀을 통해 상기 수심별 해양상태 관측결과 및 프로파일 장치 본체의 상태정보가 실시간으로 부이 장치에 전송되도록 처리하는 중앙제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 프로파일 장치는,
    상기 상태 감지부가 생성한 프로파일 장치 본체의 상태정보 및 상기 측정부가 생성한 수심별 해양상태 관측결과가 저장되는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 이동 제어부는,
    기 설정된 관측시간이 되면, 음성 부력으로 바꾸어 프로파일 장치의 본체가 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 하강하도록 처리하고, 상기 프로파일 장치의 본체가 관측 범위의 끝 구간에 도달하면, 양성 부력으로 바꾸어 프로파일 장치의 본체가 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 관측 범위의 시작 구간까지 상승하도록 처리하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 프로파일 장치는,
    상기 프로파일 장치의 소정 부분에 해수 중에서 중성부력을 유지하도록 하기도록 하기 위한 부이 블록;을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 무선통신 모뎀으로 인덕티브 모뎀이 사용되면, 상기 계류용 와이어 로프는 인덕티브 모뎀 통신을 위하여 표면이 부도체로 코팅된 전도체 재질의 와이어 로프가 사용되는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 부이 장치는,
    관리자 단말기로부터 상기 프로파일 장치를 제어하기 위한 관측시간, 관측범위, 관측간격 및 동작제어신호를 입력받는 입력부;
    상기 입력부로부터 관측시간, 관측범위, 관측간격 및 동작제어신호를 입력받으면, 그 관측시간, 관측범위 관측간격 및 동작제어신호가 무선통신 모뎀을 통해 프로파일 장치에 전송되도록 처리하는 프로파일 동작 제어부; 및
    기 설정된 자료전송시간이 되면, 무선통신 모뎀을 통해 프로파일 장치로부터 전송받은 수심별 해양상태 관측결과가 외부의 관리자 단말기에 전송되도록 처리하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 부이 장치는,
    상부에 설치되어 지상의 관리자 단말기와의 통신을 행하게 하는 안테나;
    풍향과 풍속을 측정하는 풍향·풍속계;
    기온과 습도를 측정하는 온도·습도계;
    파고와 파주기를 측정하는 파고계;
    해류의 속도와 방향의 수직 분포를 측정하는 초음파 해류계;
    부이 장치의 위치를 감지하는 GPS;
    상기 부이 장치의 동작에 필요한 전원을 발생하는 태양광 전지판; 및
    상기 태양광 전지판에 의해 발생된 전원을 충전하는 배터리;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 GPS로부터 부이 장치의 현재위치정보를 전송받고, 그 부이 장치가 안전범위 내를 벗어났는지 판단하며, 그 판단결과 부이 장치가 안전 범위 내를 벗어난 경우, 외부의 관리자 단말기에 경보메세지가 전송되도록 처리하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 부이 장치는,
    상기 부이 장치의 밑면에 상기 부이 장치를 지탱하기 위한 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)가 연결되는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 계류용 와이어 로프의 일단은 상기 부이 장치의 밑면에 고정되고, 타단에는 무게추가 설치되며, 상기 프로파일 장치의 본체가 기 설정된 관측 범위 내에 위치하도록 관측 범위의 시작 구간과 끝 구간에 마운트(Mount)가 구비되는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템.
  13. 프로파일 장치가 기 설정된 관측 시간이 되면 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 해양 내부로 하강하면서 관측 시간 간격마다 해양상태를 관측하고, 수심별 해양상태 관측결과를 생성하여 무선통신 모뎀을 이용하여 부이 장치에 전송하는 (A)단계;
    프로파일 장치가 관측 범위의 끝 구간에 도달하면, 계류용 와이어 로프(Mooring Wire Rope)를 따라 상승하면서 관측 시간 간격마다 해양상태를 관측하고, 수심별 해양상태 관측결과를 생성하여 무선통신 모뎀을 이용하여 부이 장치에 전송하는 (B)단계; 및
    부이 장치가 상기 (A)단계 및 (B)단계에 의해 전송받은 수심별 해양상태 관측결과를 저장하고, 그 저장된 수심별 해양상태 관측 결과를 기 설정된 자료전송시간이 되면, 통신망을 통해 관리자 단말기에 제공하는 (C)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 동작방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 (A)단계 및 (B)단계는,
    프로파일 장치가 수심별 해양상태 관측결과가 생성하면, 그 수심별 해양상태 관측결과를 실시간으로 부이장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 동작방법.
  15. 제13항에 있어서,
    부이 장치가 관리자 단말기로부터 프로파일 장치를 제어하기 위한 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호를 입력받으면, 상기 부이장치가 그 관측시간, 관측범위 및 동작제어신호 정보를 무선통신 모뎀을 통해 프로파일 장치에 전송하는 (D)단계; 및
    상기 프로파일 장치가 상기 (D)단계에 의해 전송받은 정보를 저장부에 저장하고, 그 (D)단계에 의해 전송받은 정보에 기초하여 동작하는 (E)단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 동작방법.
  16. 제15항에 있어서,
    부이 장치가 관리자 단말기로부터 별도의 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호를 입력받지 않은 경우, 상기 프로파일 장치는 이전에 세팅되어 있던 관측시간, 관측범위, 관측 간격 그리고 동작제어신호에 기초하여 동작하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 동작방법.
  17. 제16항에 있어서,
    부이 장치가 GPS로부터 현재위치정보를 수신받고 부이 장치에 설치된 관측 자료를 생산하는 (F)단계;
    부이 장치가 현재위치정보에 근거하여 부이 장치가 안전 범위 내를 벗어났는지 판단하는 (G)단계; 및
    상기 (G)단계의 판단결과 부이 장치가 안전 범위 내를 벗어난 경우, 외부의 관리자 단말기에 경보메세지를 전송하는 (H)단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 모뎀을 이용한 해양 관측 부이 시스템의 동작방법.
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