KR101769711B1 - Coastal environment monitoring system using bivalve's movement behaviour - Google Patents

Coastal environment monitoring system using bivalve's movement behaviour Download PDF

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KR101769711B1
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biceps
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김대현
홍성두
오석진
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오션테크 주식회사
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Abstract

According to the present invention, a farm environment monitoring system using measurement of shell activities of bivalves comprises a monitoring unit which has a prescribed space and is surrounded by a net to accommodate bivalves. The monitoring unit includes a shell cable fixing unit to accommodate bivalves having Hall elements attached to ends of opening parts of left shells and magnets attached to ends of opening parts of right shells, and fix a cable connected to the Hall elements to transfer electromagnetic signals on the shells. The cable fixed on the shell cable fixing unit is fixed by a cable fixing clip positioned on one side of the monitoring unit, and passes through a cable passing button formed on one surface of an upper portion of the monitoring unit to be connected to a central processing device. A monitoring demand is created. A lot of experience in marine observation equipment development and localization is accumulated. An existing high-cost monitoring system can be replaced at low costs.

Description

이매패류 패각활동 측정을 이용한 양식장 환경 모니터링 시스템{COASTAL ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM USING BIVALVE'S MOVEMENT BEHAVIOUR}Technical Field [0001] The present invention relates to a monitoring system for a farm environment using bivalve shell activity measurement,

본 발명은 이매패류 패각활동 측정를 이용한 양식장 환경 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이매패류의 패각 외부에 패각운동 감지장치를 부착하여 패각의 활동을 감지하고 저장 및 가시화하는 로거와 수중 이매패류 센서 부착장치로 구성된다.
[0001] The present invention relates to a monitoring system for monitoring a farm environment using shell measurement of bivalve shells, and more particularly, to a system for monitoring a farm environment by attaching a shell motion detection device outside the shell of a bivalve shell, And an attaching device.

우리나라는 대부분 연안역에서 이매패류의 양식이 이루어지고 있으며, 매년 양식 어장 확대로 어민들의 소득증대에 기여해 왔지만, 1990년대 초부터 양식생산량이 점차 감소하고 있다. 이는 양식어장의 증가와 밀식에 의한 양식장의 노후화가 주된 이유이나, 해수교환이 열악한 만에 양식시설이 증가함에 따라 해수교환이 잘 되지 않고 해저에 퇴적된 많은 유기물의 분해로 저층의 빈산소화 및 H2S의 대량 발생도 중요한 원인 중 하나이다.In Korea, most bivalves are being cultivated in coastal areas, and the annual production of fish has been decreasing since the early 1990s. This is mainly due to the increase of aquaculture farms and the aging of farms due to erosion. However, as the aquaculture facilities are inefficient due to the inadequate exchange of seawater, 2 S is also one of the major causes.

이러한 연안환경 변화를 미리 감지할 수 있는 이상적인 모니터링 시스템은 다음 3가지 사항을 충족시켜야 한다. 즉, ① 설치 및 유지를 위한 낮은 비용, ② 이상 현상에 대한 빠른 인지 및 높은 감도, 및 ③ 설치 및 유지의 간편성이 그것이다. 이를 위해서 최근에 제안되고 있는 시스템이 생물모니터링시스템(bio-monitoring system; BMS)으로 화학물질에 대하여 정확하고, 민감하게 반응하는 생물을 감지소자로 활용하는 시스템이다.An ideal monitoring system that can detect such coastal environment changes in advance should satisfy the following three points. That is, (1) low cost for installation and maintenance, (2) quick recognition of abnormal phenomena and high sensitivity, and (3) ease of installation and maintenance. To this end, the recently proposed system is a bio-monitoring system (BMS) that utilizes biosensors that accurately and sensitively react to chemicals.

지금까지 생물모니터링시스템을 구성하는 생물의 종류로는 발광성 박테리아(Photobacterium phosphoreum), 조류(algae), 물벼룩(Daphnia magna), 물고기(Leuciscus idus melanotus; Oryzias latipes) 등이 있으며, 위의 생물을 이용한 오염요소 감지 및 장치의 개량, 현장적용 등에서 지속적 개발 노력이 이루어지고 있다. 그러나, 유럽 및 대만은 하천 중심의 환경변화 모니터링에 집중되어 있으며, 일본의 경우 유해적조조류인 Heterocapsa circularisquama의 적조 및 빈산소수괴 등에 대한 생물모니터링 시스템을 개발하고 있어, 우리나라에서 발생하는 마비성패독을 유발하는 Alexandrium 속 및 어류를 대량으로 폐사시키는 Cochlodinium 속 등에는 아직 적용되지 못하고 있는 실정이다. 또한 여러 수계 오염환경뿐 아니라, 빈산소수괴 및 저염수 등과 같은 해황에 관련된 생물모니터링시스템은 전무한 실정이어서 이에 대한 연구가 필요하며, 우리나라 서해안 및 남해안에 적합한 이매패류를 이용한 연안환경 모니터링에 대한 연구가 시급한 실정이다.
So far, the organisms that make up the biological monitoring system include photobacterium phosphoreum , algae, Daphnia magna , and fish ( Leuciscus idus melanotus ; Oryzias latipes ) Continuous development efforts are being made in element detection, device improvement, and field application. However, Europe and Taiwan are concentrated in the monitoring of environmental changes centering on rivers. In Japan, Heterocapsa circularisquama , a harmful tidal bird, is developing a biological monitoring system for red tide and empty oxygenated water. But not in Alexandrium genus, and Cochlodinium genus, which causes mass death of fish. In addition, there is no biological monitoring system related to marine environment such as anoxic water mass and low salinity water as well as various water pollution environment. Therefore, a study on the monitoring of coastal environment using bivalve suitable for the west coast and the southern coast of Korea It is urgent.

생물모니터링시스템을 구성하는 생물의 종류로는 발광성 박테리아(Photobacterium phosphoreum), 조류(algae), 물벼룩(Daphnia magna), 물고기(Leuciscus idus melanotus; Oryzias latipes) 등이 있으며, 위의 생물을 이용한 오염요소 감지 및 장치의 개량, 현장적용 등에서 지속적 개발 노력이 이루어지고 있다. (Baldwin and Kramer 1994; Gunatilaka and Diehl 2000). The biological monitoring system consists of photobacterium phosphoreum, algae, Daphnia magna, and fish (Leuciscus idus melanotus; Oryzias latipes), which are used to detect contaminated elements And the improvement of the equipment and the field application. (Baldwin and Kramer 1994; Gunatilaka and Diehl 2000). - Baldwin, I.G. and Kramer, J.M., 1994. Biological early warning systems (BEWS). In: Biomonitoring of coastal waters and estuaries. Kramer, J.M. (ed), CRC Press, New York, 1-20.- Baldwin, I.G. and Kramer, J. M., 1994. Biological early warning systems (BEWS). In: Biomonitoring of coastal waters and estuaries. Kramer, J.M. (ed), CRC Press, New York, 1-20. - Gunatilaka, A. and Diehl, P., 2000. A brief review of chemical and biological continuous monitoring of rivers in Europe and Asia. In: Biomonitors and biomarkers as indicators of environmental change. Butterworth, F.M., Gunatilaka, A. and Gonsebatt, M.E. (eds), Kluwer Academic/Plenum, New York, 928.- Gunatilaka, A. and Diehl, P., 2000. A brief review of chemical and biological continuous monitoring of rivers in Europe and Asia. In: Biomonitors and biomarkers as indicators of environmental change. Butterworth, F. M., Gunatilaka, A. and Gonsebatt, M.E. (eds), Kluwer Academic / Plenum, New York, 928. 국내에서는 미세조류, 박테리아 그리고 물벼룩을 이용한 생물모니터링시스템을 개발하기 위해서 노력하고 있으며(윤 등 2004; 2005; 김과 전 2006; 신과 이 2009), 1991년 낙동강 오염사고를 계기로 전국의 주요 하천에 국가수질자동측정망의 일환으로 생물모니터링시스템(물고기, 물벼룩)을 설치하게 되었다. In Korea, efforts are being made to develop biological monitoring systems using microalgae, bacteria, and daphnia (Yoon et al., 2004; A biological monitoring system (fish, daphnia) was installed as part of the national water quality monitoring network. - 윤종철, 윤호균, 조석주, 정의근, 이상열, 이종현, 김린태, 배경석, 2004. Daphnia magna를 이용한 생물경보장치 활용 연구. 보건환경연구보, 40, 474-481. - Yoon Jong Chul, Yun Ho Kyo, Jo Seok Ju, Woo Geun Lee, Sang Yeol Lee, Jong Hyun Kim, Rye Tae Kim, Bokseok, 2004. A Study on Biological Alarm System Utilizing Daphnia magna. Health and Environment Research Institute, 40, 474-481. - 윤희정, 이민선, 전숙례, 김상길, 2005. 실시간 쌍방향 생물경보장치(WEMS)를 이용한 녹조류, 반달말(Closterium ehrenbergil)의 단일 및 혼합독성에 대한 반응 연구. 2005년도 한국환경독성학회 추계학술대회, 99-100.- Yoon Hee Jung, Lee Min Soon, Jeon Sook Kim, and Sang Gil Kim, 2005. A Study on the Single and Mixed Toxicity of Green Algae, Closterium ehrenbergil using Real-Time Two-way Biological Alarm System (WEMS). 2005 Fall Conference of the Korean Society of Environmental Toxicology, 99-100. - 김상길, 전숙례, 2006. 녹조류를 이용한 생물경보 시스템. 첨단환경기술 14, 4-13. - Kim, Sang-gil, Jeon-Sook, 2006. Biological alarm system using algae. Advanced Environmental Technologies 14, 4-13. - 신인호, 이준흥, 2009. 막접합전극 미생물 연료전지를 이용한 생물경보장치 적용성 연구. 한국환경분석학회지, 12, 33-37.- Shin, Inho, Lee, Joon-Heung, 2009. A Study on the Applicability of Biosensor Devices Using Membrane Electrode Fibers. Journal of the Korean Society for Environmental Analysis, 12, 33-37. 하지만, 이러한 노력에도 불구하고 대부분의 생물모니터링시스템은 하천수 중심이며, 양식어장과 관련한 적조, 빈산소수괴 및 저염수 등과 같은 이상 해황에 관련한 생물모니터링시스템은 전무한 실정이다. 특히 우리나라의 서해안 및 남해안과 같이 이매패류의 양식이 활발한 환경에 적합한 시스템은 찾을 수 없다.Despite these efforts, however, most of the biological monitoring systems are river water-based, and there are no biological monitoring systems related to abnormal marine environment such as red tide, anoxic water mass, and low salinity associated with aquaculture. Especially, we can not find a system suitable for environment where bivalve crawl style is active such as the west coast and southern coast of Korea.

본 본 발명은 호흡, 섭식, 심박률, 내인성 리듬(circatidal rhythm and circadian rhythm), 포식자의 회피 및 자극 등에 따라 패각의 움직임은 상당히 활발한 이매패류의 패각 개폐운동을 이용하여 수계 환경변화를 모니터링하는 방법을 구축하며, 우리나라의 실정에 적합한 해안, 하구 및 양식장의 모니터링과 특히 수온, 빈산소, 일주기운동 및 염도 변화를 포함한 수계 환경변화를 용이하고 정확하게 모니터링하는 시스템을 제공하는 데에 목적이 있다.
The present invention relates to a method for monitoring a change in a water environment using a shell opening and closing motion of a biceps such as breathing, feeding, heart rate, circadian rhythm and circadian rhythm, and avoiding and stimulating a predator The purpose of this system is to monitor the coastal, estuarine and farming sites suitable for the Korean situation and to easily and accurately monitor water environment changes including water temperature, free oxygen, circadian movement and salinity change.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 일정 공간을 갖고 망사로 둘러싸여 이매패류를 수용할 수 있는 모니터링유니트, 모니터링 유니트에는 좌패각 개폐부 말단에 홀소자를, 우패각 개폐부 말단에 매그넷을 부착한 이매패류가 수용되며, 홀소자에 연결되어 전자기적 신호를 전달하는 케이블을 패각에 고정시키는 패각케이블고정부, 패각케이블고정부에 고정된 케이블은 모니터링유니트 일측면에 위치한 케이블고정클립에 의하여 고정되며, 모니터링유니트 상부 일면에 형성된 케이블통과단추를 통과하여 중앙정보처리장치로 연결되는 것을 특징으로 하는 이매패류 패각활동 측정을 이용한 양식장환경 모니터링 시스템을 제공한다.
In order to solve the above problems, the present invention provides a monitoring unit capable of receiving a biceps surrounded by a mesh and having a predetermined space, a monitoring unit having a holster at a distal end of a left shell opening and a biceps having a magnet at a distal end of a right opening, And a cable fixed to the shell cable fixing part is fixed by a cable fixing clip located on one side of the monitoring unit, And a cable passing button formed on the upper surface of the unit, and is connected to the central information processing device. The system for monitoring the environment of the farm using the biceps shell activity measurement is provided.

본 발명에 따른 생물체를 이용한 새로운 모니터링 시스템으로 수요를 창출하고, 양식어장의 환경 관측장비 개발 및 국산화에 많은 경험을 축적하며 저비용으로 기존의 고비용 모니터링 시스템을 대체할 수 있다.
The new monitoring system using the living organisms according to the present invention can create demand, accumulate much experience in the development and localization of environmental observation equipment for aquaculture fisheries, and can replace the existing high cost monitoring system at low cost.

도 1은 본 발명에 따른 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템의 원리를 나타낸 모식도이다.
도 2는 굴(Crassostrea gigas)의 일반적인 패각운동의 pulse를 나타낸 데이터이다.
도 3은 본 발명의 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템의 실시예 1의 모니터링 유니트를 나타낸 사시도이다.
도 4는 8개의 모니터링 유니트가 1조를 이루어 세트를 구성한 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 5는 실시예 2에 의한 모니터링 유니트를 나타낸 측면 단면도이다.
도 6은 시스템의 실시예 2에 의한 모니터링 유니트가 복수 개로 구성된 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템의 측면 단면도이다.
도 7은 시스템의 실시예 2에 의한 모니터링 유니트가 복수 개로 구성된 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 의한 8개의 모니터링 유니트가 1조를 이루어 세트를 구성한 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템의 실시예 3의 환경 모니터링 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 이매패류를 이용한 양식장어장 환경 모니터링 시스템의 로거 회로도면이다.1 is a schematic diagram showing the principle of a system for monitoring aquacultural fisheries environment using bivalves according to the present invention.
Fig. 2 is data showing a pulse of general shell movement of oyster ( Crassostrea gigas ).
3 is a perspective view showing a monitoring unit of a first embodiment of a fish farm environment monitoring system using bivalves according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a system for monitoring aquacultural fisheries environment using a bivalve consisting of a set of eight monitoring units.
5 is a side sectional view showing a monitoring unit according to the second embodiment.
6 is a side sectional view of a fish farm environment monitoring system using a bivalve comprising a plurality of monitoring units according to Embodiment 2 of the system.
7 is a perspective view of a fish farm environment monitoring system using a bivalve comprising a plurality of monitoring units according to Embodiment 2 of the system.
FIG. 8 is a perspective view showing a fish farm environment monitoring system using a bivalve comprising a set of eight monitoring units according to the second embodiment of the present invention.
9 is a perspective view showing an environmental monitoring system of a third embodiment of a fish farm environment monitoring system using bivalves according to the present invention.
10 is a logger circuit diagram of a system for monitoring the environment of a fish farm environment using bivalves according to the present invention.

본 발명은 이매패류의 패각운동이 양식어장의 환경에 따라 즉각적이고도 다이나믹하게 반응하는 특징을 이용하여 양식어장의 환경변화를 파악하는 모니터링 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다. 이하 본 발명을 구체적인 실시 예를 들어 자세히 설명한다.An object of the present invention is to provide a monitoring system that grasps environmental changes of aquaculture fishing ground by utilizing a feature that a shell motion of a bivalve mushroom responds instantly and dynamically according to the environment of aquaculture fishing ground. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples.

도 1은 본 발명에 따른 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템의 원리를 나타낸 모식도이다. 이매패류의 한쪽 패각에 자석을, 그리고 다른 한쪽의 패각 위에 홀 소자(Hall element sensor)를 부착한다. 이매패류의 개폐에 따라 자석과 소자의 거리가 달라지게 되므로, 이에 따라 소자에 전달되는 자기장에서 차이가 발생하게 된다. 이러한 차이를 전자적 신호로 바꾸어 기록함으로써, 이매패류의 패각 운동을 기록할 수 있다. 특히, 수계 환경의 변화에 따라 개폐운동의 횟수, 개각 시 양 패각의 거리, 개각 또는 폐각을 유지하는 시간 및 총 개각시간 또는 총 폐각시간 등을 정밀하게 계산할 수 있다.1 is a schematic diagram showing the principle of a system for monitoring aquacultural fisheries environment using bivalves according to the present invention. Attach a magnet to one shell of biceps and a Hall element sensor on the other shell. The distance between the magnet and the element changes according to the opening and closing of the biceps, thereby causing a difference in the magnetic field transmitted to the element. By recording these differences into electronic signals, the shell motion of the biceps can be recorded. Particularly, it is possible to accurately calculate the number of open / close movements, the distance of the shells at the time of opening, the time to maintain the open or closed closure, the total open time, or the total closing time according to the change of the water environment.

홀 소자는 정밀기기 측정과 같은 공업분야에서 많이 사용하고 있는 센서로, 기존의 패각운동 측정 장치인 Kymograph와 Strain-gauge 보다 부착에 따른 스트레스가 없어 자연상태에서 보이는 패각운동을 측정하는 데에 용이하다. 계측원리는 홀 소자와 자석간의 거리에 따라 변화하는 자기력 값을 홀 소자의 출력전압으로 변환하여 패각운동을 측정한다.The Hall element is a sensor widely used in industrial fields such as precision instrument measurement. It is easier to measure shell motion in natural state because there is no stress due to adhesion than Kymograph and strain gauge which is a conventional shell motion measurement device . The measurement principle is to convert the magnetic force value that changes according to the distance between the Hall element and the magnet to the output voltage of the Hall element to measure the shell motion.

여기서 홀 소자는 자기장의 세기에 따라 전압이 변화하는 소자로, 제어전류가 발생할 때 외부자계(자속밀도)의 변화에 따라 출력전압이 발생하고, 출력전압은 제어전류와 외부자계의 합에 비례하게 된다. 따라서 제어전류를 일정하게 하면, 출력전압은 외부자계에 비례하며, 외부자계는 자석블록과 홀 소자의 거리의 제곱에 반비례하므로 출력전압으로부터 두 패각의 거리를 계산할 수 있다. 본 발명에서의 홀 소자는 무게 2g 내외의 감도 15ms~1000ms를 가지며, 측정속도는 0.5~2 sec로 조절 가능하다.The Hall element is a device whose voltage changes according to the intensity of the magnetic field. When the control current is generated, the output voltage is generated in accordance with the change of the external magnetic field (magnetic flux density). The output voltage is proportional to the sum of the control current and the external magnetic field do. Therefore, when the control current is constant, the output voltage is proportional to the external magnetic field, and the external magnetic field is inversely proportional to the square of the distance between the magnet block and the Hall element, so that the distance between two shells can be calculated from the output voltage. The Hall element in the present invention has a sensitivity of about 15 ms to about 1000 ms and a measurement speed of about 0.5 to 2 sec.

도 2는 굴(Crassostrea gigas)의 일반적인 패각운동의 pulse를 나타낸 데이터이다. 이매패류의 패각운동 관찰을 위해서는 바지락, 진주조개, 진주담치 등을 이용할 수 있으며, 본 발명의 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템에서는 양식어장의 환경 변화에 따라 굴의 개폐운동을 측정하였다. 굴의 패각운동의 전형적인 모습은 빠른 폐각운동(close;①), 빠른 개각운동(spike;②), 느린 개각운동(plateau;③), 및 최대개각(open;④)의 단계를 나타내게 된다.Fig. 2 is data showing a pulse of general shell movement of oyster ( Crassostrea gigas ). In order to observe shell movement of bivalve shells, clam, pearl shell, and pearl mussels can be used. In the aquaculture environment monitoring system using bivalves of the present invention, the opening and closing movements of oysters were measured according to the environmental changes of aquaculture farms. The typical appearance of the oyster shell movement is a fast closing phase (①), a spike ②, a slow plateau motion (③), and a maximum open angle (④).

그러나 이러한 정밀한 전자기적 신호는 물리적인 수계환경에 따라 간섭되기 때문에, 해류, 파도 등의 환경에도 보다 안정적으로 이매패류의 개폐운동을 측정할 수 있는 시스템이 필요하다.However, since these precise electromagnetic signals are interfered with the physical environment of the water, a system capable of measuring the opening and closing motion of the biceps more reliably in the environment of currents and waves is needed.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

도 3은 본 발명의 이매패류를 이용한 양식어장의 환경 모니터링 시스템의 실시예 1의 모니터링 유니트를 나타낸 사시도이다. 이매패류의 패각운동 측정은 패각 말단에 부착된 매그넷(110)과 홀 소자(100) 상호의 전자기적 신호를 감지하고 케이블(120)을 통해 이를 수집하게 된다. 이러한 신호를 노이즈 없이 수집하여 정확하게 모니터링하기 위하여 모니터링에 이용하는 이매패류 각각을 하나의 모니터링 유니트(200)에 격리시킨다. 각 모니터링 유니트는 망사(220)로 싸여 있어 이매패류를 독립적인 공간에 위치하도록 한다. 이는 이매패류 간의 상호작용에 의해 발생할 수 있는 노이즈를 최소화함과 동시에 모니터링에 이용하는 이매패류 각각 독립적으로 환경조건의 변화에 반응할 수 있는 충분한 공간을 확보하도록 하기 위함이다. 또한 망사(220)는 이매패류의 패각운동에 영향을 줄 수 있는 해적생물 등으로부터 이매패류를 보호한다. 해적생물이 이매패류에 접근할 경우, 해적생물이 이매패류의 패각에 접하지 않고, 일정 거리 내에 진입하는 것만으로도 이매패류의 패각운동에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 이매패류를 개별적으로 격리시키는 모니터링유니트(200)의 공간 크기는 이용하는 이매패류 종에 따라 달리할 수 있으며, 가로, 세로, 높이는 이용하는 이매패류의 패각의 2~5배인 것이 바람직하다. 굴(Crassostrea gigas)의 경우, 모니터링 유니트(200)의 크기는 가로, 세로 및 높이는 20~50 cm로 형성되도록 하였다.3 is a perspective view showing the monitoring unit of the embodiment 1 of the environmental monitoring system for aquacultural fisheries using the bivalves of the present invention. The shell motion measurement of the biceps detects the electromagnetic signals of the magnet 110 and the hall element 100 attached to the shell end and collects them through the cable 120. To collect these signals without noise and accurately monitor them, isolate each bipod used for monitoring in one monitoring unit 200. Each monitoring unit is wrapped with a mesh 220 so that the biceps are placed in an independent space. This is to minimize the noise caused by the interaction between the biceps, and at the same time to ensure that sufficient space is available for each biceps used for monitoring independently to respond to changes in environmental conditions. The mesh 220 also protects the bivalve from pirate creatures that may affect the shell motion of the bivalve. When a pirate creature approaches a bivalve, it can affect the shell movement of a bivalve even if a pirate creature does not touch the shell of the bivalve and enters within a certain distance. Therefore, the space size of the monitoring unit 200 for isolating the biceps separately may be varied depending on the biceps used, and the width, length, and height are preferably 2 to 5 times the shell of the biceps to be used. In the case of oysters ( Crassostrea gigas ), the size of the monitoring unit 200 was set to 20 to 50 cm in width, height and height.

또한 홀 소자(100)에서 감지된 신호 전달 시, 노이즈를 최소화하기 위하여 홀 소자(케이블)에 연결된 케이블이 일단 패각의 하단에 위치한 패각케이블고정부(130)에 1차로 고정되고, 이어 모니터링 유니트(200)의 일측, 또는 케이지프레임(210) 일측에 위치한 케이블고정클립(140)에 고정된다. 이때 케이블고정클립(140)은 모니터링 유니트(200) 당 복수개 설치될 수 있으며, 수류의 흐름 등에 의하여 케이블이 움직여 노이즈가 발생하는 것을 방지한다.In order to minimize the noise when the signal sensed by the hall element 100 is transmitted, a cable connected to the hall element (cable) is firstly fixed to the shell fixing part 130 at the lower end of the shell, 200, or a cable securing clip 140 located on one side of the cage frame 210. At this time, a plurality of cable fixing clips 140 may be installed per monitoring unit 200, and the cables are moved by flow of a water current to prevent noise from occurring.

모니터링 유니트 상부 일면에는 케이블통과단추(230)가 형성되어 케이블이 모니터링 유니트 상부로 연결되도록 한다. 케이블통과단추(230)의 중앙 통공은 직경이 조절될 수 있어 케이블을 고정 및 지지할 수 있어 모니터링 시스템의 안정성을 높일 수 있다.A cable passing button (230) is formed on the upper surface of the monitoring unit so that the cable is connected to the upper part of the monitoring unit. The diameter of the central through hole of the cable passing button 230 can be adjusted so that the cable can be fixed and supported, thereby enhancing the stability of the monitoring system.

도 4는 8개의 모니터링 유니트가 1조를 이루어 세트를 구성한 이매패류를 이용한 양식장 환경 모니터링 시스템을 나타낸 사시도이다. 상기 모니터링 유니트(200)는 복수개로 구성되어 하나의 세트로 형성될 수 있다. 이때 모니터링 유니트(200)는 바람직하게는 8개가 1조를 이루어 세트를 구성하며, 이때 신호전달의 노이즈를 최소화하기 위하여 각 모니터링 유니트의 케이블(120)은 케이블고정클립(140)으로 한데 묶여 고정되고, 이후에 케이블홀더(150)에 고정된다.4 is a perspective view showing a farm environment monitoring system using a bivalve comprising a set of eight monitoring units. The monitoring units 200 may be formed as a single set. At this time, preferably, the monitoring unit 200 constitutes a set of eight sets. In order to minimize the noise of signal transmission, the cable 120 of each monitoring unit is bundled and fixed to the cable fixing clip 140 , And then fixed to the cable holder 150.

망사(220)면의 일측에는 시스템 설치 및 관리를 위한 출입구(250)가 형성되어 이매패류, 케이블 등을 설치 및 관리하는 데에 용이하다.An entrance (250) for system installation and management is formed on one side of the mesh (220) surface to facilitate the installation and management of biceps, cables and the like.

한 세트를 이루는 모니터링 시스템은 케이즈프레임(210) 상부에 형성된 프레임고리(260)에 연결된 케이지고정부(240)에 의하여 고정될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 이매패류를 이용한 양식어장 환경 모니터링 시스템은, 환경 모니터링이 필요한 양식장이나 연안역에 설치 및 회수를 용이하게 할 수 있으며, 안정된 모니터링을 구현할 수 있다. 또한 8개의 모니터링 유니트로 구성되는 1 세트를 복수로 형성하여 수계 환경을 모니터링함으로써 정확한 환경변화를 측정할 수 있다. The monitoring system constituting one set may be fixed by a cage unit 240 connected to a frame ring 260 formed on the upper part of the casing frame 210. Therefore, the aquaculture environment monitoring system using the bivalve according to the present invention can facilitate the installation and recovery in a farm or a coastal area requiring environmental monitoring, and can realize stable monitoring. In addition, it is possible to measure accurate environmental change by monitoring a water environment by forming one set consisting of 8 monitoring units.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

도 5는 실시예 2에 의한 모니터링 유니트를 나타낸 측면 단면도이다. 환경 모니터링 방법에 이매패류를 이용하는 경우, 이매패류 각각의 이동이나 움직임에 의하여 패각운동 및 이의 측정이 영향을 받게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 이매패류를 이용한 환경 모니터링 시스템에 이용하는 이매패류는 부착생활을 하는 굴, 진주담치, 홍합 등이 바람직하다. 또한 예기치 않은 이매패류 운동을 최소화하기 위하여 본 발명의 실시예 2에서는 이매패류의 패각 연결지점 말단을 이매패류소켓(300)에 고정시킨다. 이매패류소켓(300)에 고정되어 이매패류의 개폐하는 패각이 상부로 위치하는 경우, 매그넷(110)과 홀 소자(100) 간 신호의 전달이 수류의 흐름, 또는 중력의 영향에 최소한의 영향을 받으므로, 노이즈가 적은 패각운동의 신호를 얻을 수 있다.5 is a side sectional view showing a monitoring unit according to the second embodiment. When bivalves are used in the environmental monitoring method, shell movement and its measurement are affected by movement and movement of each bivalve. Therefore, the bivalve to be used in the environmental monitoring system using the bivalve according to the present invention is preferably oyster, pearl mussel, mussel and the like. Also, in order to minimize unexpected biceps movement, the end of the shell connection point of the biceps is fixed to the biceps socket 300 in the second embodiment of the present invention. The signal transmission between the magnet 110 and the hall element 100 is minimized by the flow of the flow of water or the influence of the gravitational force when the opening of the biceps is fixed to the biceps socket 300, The signal of the shell motion with less noise can be obtained.

이매패류소켓(300)은 이매패류의 패각운동을 방해하지 않고, 개폐운동에 따라 압축과 이완이 자유로운 스펀지, 섬유질 등으로 형성되며, 이매패류의 운동을 더욱 원활하게 하기 위하여 이매패류가 위치하는 중앙부에는 'V'자 또는 'H'자 형의 홈이 형성될 수 있다. 이매패류소켓(300)은 이매패류지지프레임(310)에 삽입된 형태로 형성되어 내부에 이매패류를 고정하며, 중앙에는 통공이 형성되어 있어, 고정된 이매패류로부터 나오는 케이블(120)이 이매패류의 하부로 나와 연결된다.The biceps socket 300 is formed of a sponge, a fiber or the like free from compression and relaxation according to the opening and closing movement without interfering with the biceps movement of the biceps. In order to smoothly move the biceps, 'V' or 'H' shaped grooves may be formed. The biceps socket 300 is formed to be inserted into the biceps support frame 310 and fixes the biceps inside thereof and has a through hole formed at the center thereof so that the cable 120 coming from the fixed biceps is inserted into the biceps As shown in FIG.

이매패류지지프레임(310)은 모니터링프레임(330)에 부착되어 고정된다. 모니터링프레임(330)의 내부에는 이매패류에 연결된 케이블(120)을 고정할 수 있는 케이블터널(320)이 형성되어 있어 케이블이 수류 등의 물리적 환경변화에도 깨끗한 신호를 안정적으로 전달할 수 있도록 하였다. 케이블터널(320)은 모니터링프레임 하부에 하부가 열린 터널형식 또는 통로형식으로 케이블(120)을 수용하여 수면까지 고정시킬 수 있다.The biceps support frame 310 is attached and fixed to the monitoring frame 330. A cable tunnel 320 for fixing the cable 120 connected to the biceps is formed inside the monitoring frame 330 so that the cable can stably transmit a clean signal even in a physical environment such as a flow of water. The cable tunnel 320 can accommodate the cable 120 in a tunnel type or a passageway form, which is open at the bottom of the monitoring frame, to the water level.

도 6은 시스템의 실시예 2에 의한 모니터링 유니트가 복수 개로 구성된 이매패류 환경 모니터링 시스템의 측면 단면도이며, 도 7은 시스템의 실시예 2에 의한 모니터링 유니트가 복수 개로 구성된 이매패류 환경 모니터링 시스템의 사시도이다. 모니터링프레임(330)에 이매패류지지프레임(310)이 복수 개 연결되어 형성될 수 있으며, 복수 개의 케이블(120)을 수용하여 안정성을 높일 수 있다. 이때 각 이매패류지지프레임(310)은 중앙 모니터링프레임(330)을 중심으로 다른 방향으로 위치하여 이매패류 간의 상호작용을 최소화하여 패각운동에 영향을 미치지 않도록 하였다.FIG. 6 is a side cross-sectional view of a bivalve environment monitoring system constituted by a plurality of monitoring units according to Embodiment 2 of the system, and FIG. 7 is a perspective view of a bivalve environment monitoring system composed of a plurality of monitoring units according to Embodiment 2 of the system . A plurality of bivalve supporting frames 310 may be connected to the monitoring frame 330 and the plurality of cables 120 may be accommodated to enhance stability. At this time, each biceps support frame 310 is positioned in the other direction about the central monitoring frame 330, minimizing the interaction between the biceps and the biceps, so that the biceps movement is not affected.

도 8은 본 발명의 실시예 2에 의한 8개의 모니터링 유니트가 1조를 이루어 세트를 구성한 이매패류 환경 모니터링 시스템을 나타낸 사시도이다. 본 발명의 실시예 2에 의하면 각 이매패류 간의 거리를 일정하게 할 수 있어, 상호작용을 최소화할 수 있으며, 각 개체 간 가능한 상호작용에 의한 패각운동 간섭을 일정하게 하여 환경변화에 따른 패각운동 측정 시, 노이즈로 제거할 수 있는 장점이 있다. 8 is a perspective view showing a bivalve environment monitoring system constituted by a set of eight monitoring units according to the second embodiment of the present invention. According to the second embodiment of the present invention, the distance between each biceps can be made constant, and the interaction can be minimized, and the shell motion caused by possible mutual interaction can be constant, There is an advantage that it can be removed by the time and noise.

본 실시예는 8개 유니트가 하나의 환경 모니터링 세트로 구성되며, 4개의 모니터링 유니트가 연결된 1조가 형성되고, 중앙의 모니터링프레임(330)을 상하로 끼워 8개의 모니터링 유니트가 1개의 세트를 형성하도록 하였다. 모니터링프레임(330)의 상하부에는 다른 모니터링 프레임과 체결될 수 있도록 요철모양의 체결부를 형성하도록 할 수 있으며, 상하로 연장하여 모니터링 시스템의 규모를 증가시킬 수 있다. In this embodiment, eight units are constituted by one environmental monitoring set, a group of four monitoring units connected to each other is formed, and a central monitoring frame 330 is inserted up and down so that eight monitoring units form one set Respectively. In the upper and lower portions of the monitoring frame 330, concave and convex fastening portions can be formed so as to be fastened to other monitoring frames, and the size of the monitoring system can be increased by extending vertically.

모니터링프레임(330)의 중앙부에는 통공이 형성되어 각 이매패류지지프레임(310)에 연결되어 있는 케이블터널(320)에 연장되어 각 이매패류 개체로부터 나오는 케이블을 고정, 보호한다. 모니터링 시스템의 각 세트는 해적생물 및 물리적인 외부의 영향을 최소화하기 위하여 망사(220)를 둘러 싸고, 망사(220) 일측면에 출입구(250)를 형성하여 이매패류 및 신호 감지장치의 설치와 관리에 이용한다.A through hole is formed at the center of the monitoring frame 330 to extend to the cable tunnel 320 connected to the biceps support frame 310 to secure and protect the cable coming from each biceps entity. Each set of monitoring systems surrounds the mesh 220 to minimize the effects of pirate creatures and physical externals and forms an entrance 250 at one side of the mesh 220 to facilitate the installation and management of bivalve and signal sensing devices .

도 9는 본 발명의 이매패류 환경 모니터링 시스템의 실시예 3의 환경 모니터링 시스템을 나타낸 사시도이다. 망사(220)의 설치 및 이매패류 세팅의 안정성을 높이기 위하여 각 모니터링 유니트는 격자모양의 방을 형성하여 하부 중앙에 홀 소자와 매그넛을 부착한 이매패류를 설치할 수 있도록 이매패류지지프레임(310)을 위치시킨다. 각 격자모양의 프레임 내부에는 통공 또는 일면이 개방된 터널이 형성되어 케이블을 은폐시킬 수 있도록 함으로써, 모니터링 시스템을 상하, 좌우로 확장함에 따라 각 이매패류의 신호를 감지한 케이블이 혼동되어 엉키지 않게 정리하면서 아울러 물리적 충격을 최소화하여 안정적인 신호전달이 가능하도록 하였다. 또한 이매패류가 설치되는 바닥을 포함하는 프레임의 안정성을 증가시켜 이매패류의 패각운동 감지만을 명료하게 포착할 수 있도록 하였다.9 is a perspective view showing an environmental monitoring system according to a third embodiment of the bivalve environment monitoring system of the present invention. In order to increase the stability of the installation of the net 220 and the stability of the biceps setting, each monitoring unit forms a lattice-shaped room, and a biceps support frame 310 is provided so that a biceps having a hall element and a magneto- . As the monitoring system is expanded up and down and left and right, the cable that detects the signal of each biceps is confused and organized so that the cable can be hidden. In addition, it minimizes physical impact and enables stable signal transmission. In addition, the stability of the frame including the floor where the biceps are installed is increased, so that only the biceps movement of the biceps can be clearly detected.

이매패류를 이용한 환경 모니터링 시스템의 일실시예의 사양Specification of an embodiment of environmental monitoring system using bivalve 구분division 구성Configuration 사양Specifications 로거Logger 전원power 정격전압Rated voltage 허용전압Allowable voltage 전류electric current 12V12V 8-16.5V8-16.5V 100mA100mA 커넥터 connector 커넥터connector 센서커넥터Sensor connector 전원 케넉터Power connector DSUB9-FemaleDSUB9-Female SNH-8-4SNH-8-4 SNH-8-5SNH-8-5 센서
(WSH202-XPAN)
sensor
(WSH202-XPAN)
정격전원Rated power 허용전원Allowable Power 소모전류Current consumption 5V5V 3-12V3-12V 3.25mA3.25mA 감도Sensitivity BandwidthBandwidth 10mV/G (at 5V)10 mV / G (at 5 V) 23KHz23KHz

표 1은 본 발명에 따른 이매패류를 이용한 환경 모니터링 시스템의 구체적 실시예의 사양을 나타낸 표이다. Table 1 is a table showing specifications of a specific embodiment of an environmental monitoring system using bivalves according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 이매패류를 이용한 양식장 환경 모니터링 시스템의 로거 회로도면이다. 상기 실시예에서 물리적인 수계환경의 변화에 의한 노이즈를 최소화시켜 감지한 신호는 중앙정보처리장치로 집중되어 분석된다. 모니터링 시스템의 활용을 위해서는 측정된 패각활동 정보를 수집하고 처리할 수 있는 로거가 필수적이다. 로거는 사용이 간편하고 양식장 환경에서 안정적으로 사용할 수 있도록 견고하며 또한 8개 이상의 이매패류 센서를 동시에 처리할 수 있으며 측정값을 저장할 수 있다. 양식장 환경 변화에 맞는 알고리즘 적용으로 이상 양식장 환경 발생 시 알림을 할 수 있다.
10 is a logger circuit diagram of a farm environment monitoring system using a bivalve according to the present invention. In the above embodiment, the noise is minimized due to the change of the physical water environment, and the detected signal is concentrated and analyzed in the central information processing device. In order to utilize the monitoring system, a logger capable of collecting and processing measured shell activity information is essential. The logger is robust enough to be easy to use and stable for use in a farm environment, and it can process more than 8 biceps sensors simultaneously and store measured values. Algorithm for adaptation to changes in the farm environment can be used to notify when an abnormal farm environment occurs.

본 발명에 따른 생물체를 이용한 새로운 모니터링 시스템은 이매패류가 수계 환경변화에 따른 패각운동을 정확하고도 용이하게 측정할 수 있어 환경 모니터링 수요를 창출하고, 해양관측장비 개발 및 국산화에 많은 경험을 축적하며 저비용으로 기존의 고비용 모니터링 시스템을 대체할 수 있다.
The new monitoring system using the living organisms according to the present invention can accurately and easily measure the shell motion caused by the change of the water environment in bivalve, thereby creating the demand for environmental monitoring, accumulating much experience in the development and localization of the ocean observation equipment It can replace the existing costly monitoring system at low cost.

100 : 홀소자 110 : 매그넷 120 : 케이블
130 : 패각케이블고정부 140 : 케이블고정클립 150 : 케이블홀더
200 : 모니터링유니트 210 : 케이지프레임 220 : 망사
230 : 케이블통과단추 240 : 케이지지지부 250 : 출입구
260 : 프레임고리 300 : 이매패류소켓 a : 이매패류(굴)
310 : 이매패류지지프레임
320 : 케이블터널 330 : 모니터링프레임100: Hall element 110: Magnet 120: Cable
130: shell cable fixing part 140: cable fixing clip 150: cable holder
200: monitoring unit 210: cage frame 220: mesh
230: cable passing button 240: cage support 250:
260: frame hook 300: biceps socket a: biceps (oyster)
310: biceps support frame
320: cable tunnel 330: monitoring frame

Claims (5)

일정 공간을 갖는 틀에 망사로 둘러싸이고, 내부공간에는 좌패각 개폐부 말단에 홀소자를, 우패각 개폐부 말단에 매그넷을 부착한 이매패류를 수용할 수 있는 모니터링유니트;
상기 모니터링유니트는 복수개의 격자모양을 형성하고 모니터링유니트의 각각의 격자모양 중앙에는 이매패류를 수용할 수 있는 이매패류소켓과 이매패류지지프레임을 형성하며,
상기 모니터링유니트의 내부에는 이매패류의 패각연결지점 말단을 삽입할 수 있도록 상부에 'V' 또는 'H'자로 절개되고 하부에는 케이블이 연장될 수 있는 통공이 형성된 이매패류소켓과 상기 이매패류소켓을 고정하는 이매패류지지프레임과 상기 이매패류지지프레임 하부에 형성되어 신호전달 케이블을 수용할 수 있는 케이블터널 및 상기 케이블터널에 연결된 통공이 내부에 형성되어 케이블을 고정, 보호할 수 있는 모니터링 프레임으로 이루어지며,
상기 모니터링유니트 내의 홀소자에 연결되어 홀소자의 전자기적 신호를 전달하는 케이블;
상기 모니터링프레임은 복수 개의 이매패류지지프레임이 연결되어 세트를 이루고 모니터링프레임 내부에 형성된 통공으로 이매패류 패각운동을 감지한 신호전달 케이블을 수용하며,
상기 케이블의 일단은 홀소자와 패각케이블 고정부에서 고정, 연결되고 타단은 모니터링유니트 일측면에 위치한 케이블 고정클립에 고정, 연장되어 모니터링유니트 상부 일면에 형성된 케이블 통과 단추를 통과하여 연장되며, 상기 연장된 케이블에 연결되어 상기 케이블을 통해 전달된 전자기적 신호를 분석하는 중앙정보처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이매패류 패각활동 측정을 이용한 양식장 환경 모니터링 장치.A monitoring unit which is enclosed in a frame having a predetermined space and is capable of accommodating a biceps having a holster at an end of a left shell opening and a magnet at an end of a right shell opening and closing part in an inner space;
The monitoring unit forms a plurality of grid patterns, and a biceps socket and a biceps support frame are formed in the center of each grid of the monitoring unit to accommodate the biceps,
In the monitoring unit, a biceps socket is formed in the upper part of the monitoring unit so as to insert the end of the shell connecting point of the biceps, and the lower part is provided with a through hole through which the cable can be extended. A cable tunnel formed at a lower portion of the biceps support frame to receive the signal transmission cable, and a monitoring frame formed inside the through-hole connected to the cable tunnel to fix and protect the cable In addition,
A cable connected to the Hall element in the monitoring unit to transmit an electromagnetic signal of an odd number;
The monitoring frame includes a plurality of biceps support frames connected to each other and receiving the signal transmission cable that detects the biceps shell movement with a through hole formed in the monitoring frame,
Wherein one end of the cable is fixedly connected to the hall element and the shell cable fixing part and the other end is fixed and extended to a cable fixing clip located on one side of the monitoring unit and extends through a cable passing button formed on one surface of the monitoring unit, And a central information processing unit connected to the cable for analyzing the electromagnetic signals transmitted through the cable. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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