KR102415233B1 - Artificial recharge system for responding drought using wirless sensor network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템를 개시한다. 본 발명은,취수탱크; 지하수 층에 삽입되어 상기 취수탱크와 연결되는 취수관; 상기 취수관에 배치되어 지하수를 상기 취수탱크에 공급하는 취수탱크; 상기 지하수 층에 삽입되어 지하수의 수위, 지하수의 라돈 농도, 지하수의 온도, 지하수의 전기전도도 및 PH농도를 측정하는 지하수 센서 모듈; 물탱크 공급관을 통해 상기 취수탱크와 연결되는 물탱크; 상기 물탱크 내부에 배치되어 물탱크 내부 저장수의 온도, 저장수의 전기전도도, 저장수의 라돈 농도 및 저장수의 PH농도를 측정하는 취수탱크 센서 모듈; 상기 물탱크 공급관에 배치되어 상기 취수탱크을 상기 물탱크로 공급하는 공급 펌프; 및 상기 지하수 센서 모듈, 취수탱크, 및 공급 펌프을 제어하는 관제 센터를 포함한다.The present invention discloses an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network. The present invention, Water intake tank; a water intake pipe inserted into the groundwater layer and connected to the water intake tank; an intake tank disposed in the intake pipe to supply groundwater to the intake tank; a groundwater sensor module inserted into the groundwater layer to measure the level of groundwater, radon concentration of groundwater, temperature of groundwater, electrical conductivity and PH concentration of groundwater; a water tank connected to the water intake tank through a water tank supply pipe; a water intake tank sensor module disposed inside the water tank to measure the temperature of the stored water in the water tank, the electrical conductivity of the stored water, the radon concentration of the stored water, and the PH concentration of the stored water; a supply pump disposed in the water tank supply pipe to supply the water intake tank to the water tank; and a control center for controlling the groundwater sensor module, the water intake tank, and the supply pump.
Description
본 발명은 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템으로서, 하이브리드형 지하수 인공함양 기술에 적용하여 물을 지속적으로 이용하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for continuously using water by applying a hybrid groundwater artificial cultivation technology as an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network.
국내 대하천 주변 용수 확보는 하천수 및 강변여과수 등의 충분한 해결책이 있으나, 중상류 지역에서는 가뭄 등 이상기후 시 중상류 지역부터 소하천 및 지류 등의 고갈이 발생하여 물부족 현상이 나타나 가뭄이 발생하게 되면 이들 중상류 지역은 물복지 사각지대에 놓이게 된다.There are sufficient solutions to secure water near major rivers in Korea, such as river water and riverside filtered water. The area is placed in a water welfare blind spot.
중상류 지역에 지하수 관정이 다수 존재하는 경우도 있으나, 하류부의 기저유출로 인한 지하수위의 하강으로 지하수 공급 또한 어려움을 겪게 되어 중상류 지역에 대한 근본적인 생활 및 농업용 물부족 대책이 필요하다In some cases, there are many groundwater wells in the upper and middle areas, but the supply of groundwater is also difficult due to the drop in the groundwater level due to the base runoff in the downstream area.
지하수 인공함양 기술은 강우가 상대적으로 풍부한 기간에 하천으로 유출되는 물을 지층 내로 주입하여 필요한 시기에 사용하는 기술이다. 우리나라는 지리적 환경이나 토질의 특성 등으로 물을 지층 내로 단순 저장 후 사용하는 데에 한계가 있다. 따라서 저장 공간 확보를 위하여 지하댐을 연계하거나 함양-취수-공급-재이용이라는 순환형 모델의 도입이 필요하다.Artificial groundwater cultivation technology is a technology used when necessary by injecting water flowing into the river into the strata during periods of relatively abundant rainfall. In Korea, there is a limit to simply storing water in the stratum and then using it due to the geographical environment or the characteristics of the soil. Therefore, in order to secure storage space, it is necessary to link an underground dam or introduce a circulation model of cultivation-water intake-supply-reuse.
이에 Hybrid형 지하수 인공함양 기술이 도입되었다. 하이드리드(Hybrid)형 지하수 인공함양 기술은 지류의 중·상류 지역에 분포하는 미고결층 및 풍화대 등의 주 대수층을 대상으로 강우, 지하수, 하천수 등의 복합적인 함양수원을 확보하여 인공함양하는 기술과 취수 시설을 설치하여 공급하게 되며, 함양원수, 함양원수 전처리, 인공함양 취수·공급·재이용 등의 순환 과정을 구축하여 물부족을 해소하고자 하는 기술이다.Accordingly, a hybrid-type groundwater artificial cultivation technology was introduced. Hybrid-type groundwater artificial cultivation technology is a technology that secures and artificially cultivates complex cultivation water sources such as rainfall, groundwater, and river water for main aquifers such as unconsolidated layers and weathering zones distributed in the middle and upstream areas of tributaries. It is a technology that aims to solve the water shortage by establishing a circulation process such as Hamyang raw water, Hamyang raw water pretreatment, and artificial water intake, supply, and reuse.
본 발명의 실시예들은 물 저장 및 물 순환이 가능하도록 하는 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템을 제공한다.Embodiments of the present invention provide an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network that enables water storage and water circulation.
본 발명의 일 실시예는 취수탱크(210); 지하수 층에 삽입되어 상기 취수탱크(210)와 연결되는 취수관(161); 상기 취수관(161)에 배치되어 지하수를 상기 취수탱크(210)에 공급하는 취수펌프(230); 상기 지하수 층에 삽입되어 지하수의 수위, 지하수의 라돈 농도, 지하수의 온도, 지하수의 전기전도도 및 PH농도를 측정하는 지하수 센서 모듈(300-1); 물탱크 공급관(163)을 통해 상기 취수탱크(210)와 연결되는 물탱크(112); 상기 취수탱크(210) 내부에 배치되어 취수탱크(210) 내부 저장수의 온도, 저장수의 전기전도도, 저장수의 라돈 농도 및 저장수의 PH농도를 측정하는 취수탱크 센서 모듈(300-2); 상기 물탱크 공급관(163)에 배치되어 상기 취수탱크(210)의 물을 상기 물탱크(112)로 공급하는 공급 펌프(150); 및 상기 지하수 센서 모듈(300-1), 취수탱크(210), 및 공급 펌프(150)을 제어하는 관제 센터(10)를 포함하고, 상기 관제 센터(10)은 상기 지하수 센서 모듈(300-1) 및 취수탱크 센서 모듈(300-2) 중 적어도 하나에서 측정된 라돈 농도가 기준치를 초과하면, 상기 공급 펌프(150) 및 취수 펌프(230)의 작동이 안되도록 하는, 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템을 개시한다.One embodiment of the present invention includes a
본 실시예에 있어서, 상기 관제 센터(10)는 상기 지하수 센서 모듈(300-1)에서 측정된 지하수 수위가 기 설정된 지하수 설정 수위(h1) 이상이고, 상기 취수탱크 센서 모듈(300-2)에서 측정된 취수탱크(210)의 수위가 기 설정된 취수탱크 최대 수위(h2_M) 이하이면, 상기 취수 펌프(230)를 작동시키고, 상기 측정된 지하수 수위가 상기 지하수 설정 수위(h1) 미만이거나, 상기 측정된 취수탱크(210)의 수위가 상기 취수탱크 최대 수위(h2_M) 초과면, 상기 취수 펌프(230)의 기능을 정지시키고, 상기 측정된 취수탱크(210)의 수위가 기 설정된 취수탱크 최소 수위(h2_m) 이상이고, 상기 물탱크 센서 모듈(114)에서 측정된 물탱크(112)의 수위가 기 설정된 물탱크 최대 수위(h3_M) 이하이면, 상기 공급 펌프(150)를 작동시키고, 상기 측정된 취수탱크(210)의 수위가 상기 취수탱크 최소 수위(h2_m) 미만이거나, 상기 측정된 물탱크(112)의 수위가 상기 물탱크 최대 수위(h3_M) 초과면, 상기 공급 펌프(150)의 기능을 정지시킬 수 있다.In the present embodiment, in the control center 10, the groundwater level measured by the groundwater sensor module 300-1 is higher than or equal to the preset groundwater set water level h1, and the water intake tank sensor module 300-2 When the measured water level of the
본 실시예에 있어서, 버퍼탱크 공급관(165)을 통해 상기 물탱크(112)와 연결되는 버퍼탱크(122); 상기 버퍼탱크 공급관(165)에 배치되어 상기 물탱크(112)의 자연 배수를 개폐하는 물탱크 밸브 모듈(116); 함양부 공급관(167)을 통해 상기 버퍼탱크(122)와 연결되는 인공함양부(130); 및 상기 함양부 공급관(167)에 배치되어 상기 버퍼탱크(122)의 자연 배수를 개폐하는 버퍼탱크 밸브 모듈(126)를 더 포함하고, 상기 함양부 공급관(167)은 상기 함양부 공급관(167)에 연결되어 지면과 수평으로 매설되는 수평 관정(132); 및 상기 수평 관정(132)에서 분기되어 지하수 층 방향으로 매설되는 수직 관정(134)를 구비할 수 있다.In this embodiment, the
본 실시예에 있어서, 상기 관제 센터(10)는 상기 측정된 물탱크(112)의 수위가 기 설정된 물탱크 최소 수위(h3_m) 이상이고, 상기 버퍼탱크 센서 모듈(124)에서 측정된 버퍼탱크(122)의 수위가 기 설정된 버터탱크 최대 수위(h4_M) 이하이면, 물탱크 밸브 모듈(116)이 개방되도록 하고, 상기 측정된 물탱크(112)의 수위가 상기 물탱크 최소 수위(h3_m) 미만이거나, 상기 버퍼탱크(122)의 수위가 상기 버터탱크 최대 수위(h4_M) 초과면, 상기 물탱크 밸브 모듈(116)이 폐쇄되도록 하고, 상기 측정된 버퍼탱크(122)의 수위가 기 설정된 버터탱크 최소 수위(h4_m) 이상이면, 상기 버퍼탱크 밸브 모듈(126)이 개방되도록 하고, 상기 측정된 버퍼탱크(122)의 수위가 상기 버터탱크 최소 수위(h4_m) 미만이면, 상기 버퍼탱크 밸브 모듈(126)이 폐쇄되도록 할 수 있다.In the present embodiment, in the control center 10, the measured water level of the
본 실시예에 있어서, 상기 제1 스마트 계측 장치는 물 속의 라돈을 검출하는 제1 센서부를 구비하고, 상기 제1 센서부는, 고정부 내부에 배치되며, 일부가 상기 고정부의 외부로 노출되는 상기 라돈을 측정하는 제1 센서; 상기 고정부에 배치되어 상기 고정부의 외부로 노출되는 상기 제1 센서 부분을 차폐시키는 차폐부; 및 상기 제1 센서의 주위에 배치되어 습도를 측정하는 습도 센서를 구비할 수 있다.In this embodiment, the first smart measuring device includes a first sensor unit for detecting radon in water, and the first sensor unit is disposed inside the fixing unit, and a part of the first sensor unit is exposed to the outside of the fixing unit. a first sensor for measuring radon; a shielding part disposed on the fixing part to shield the first sensor part exposed to the outside of the fixing part; and a humidity sensor disposed around the first sensor to measure humidity.
본 실시예에 있어서, 상기 지하수 센서 모듈은 케이스; 상기 케이스 내부에 배치되는 바디부; 및 상기 바디부에 삽입되며, 물 속의 라돈을 검출하는 제1센서부;를 구비하고, 상기 제1센서부는, 상기 바디부에 삽입되는 제1삽입부; 상기 제1삽입부에 연결되는 고정부; 상기 고정부 내부에 배치되며, 일부가 상기 고정부의 외부로 노출되는 상기 라돈을 측정하는 제1센서; 상기 고정부에 배치되어 상기 고정부의 외부로 노출되는 상기 제1센서 부분을 차폐시키는 차폐부; 및 상기 제1 센서의 주위에 배치되어 습도를 측정하는 습도 센서;를 구비할 수 있다.In this embodiment, the groundwater sensor module includes a case; a body portion disposed inside the case; and a first sensor unit inserted into the body unit to detect radon in water, wherein the first sensor unit includes: a first insertion unit inserted into the body unit; a fixing part connected to the first insertion part; a first sensor disposed inside the fixing part and measuring the radon partly exposed to the outside of the fixing part; a shielding part disposed on the fixing part to shield the first sensor part exposed to the outside of the fixing part; and a humidity sensor disposed around the first sensor to measure humidity.
또한, 상기 고정부는, 상기 제1삽입부에 연결되는 제1고정부; 및 상기 제1고정부가 내부에 삽입되며, 상기 제1센서가 수납되고 상기 차폐부가 배치된 제2고정부;를 구비하고, 상기 차폐부는 투명하고, 상기 제1센서부에 배치되며, 온도를 측정하는 제2센서부; 상기 바디부에 연결되며, 전기전도도 및 수소이온농도 중 적어도 하나를 측정하는 제3센서부; 상기 바디부에 연결되며, 수위를 측정하는 제4센서부;를 더 포함하고, 상기 수소이온농도측정센서는 필름형이고, 상기 케이스는, 상기 바디부에 결합하는 제1케이스; 및 상기 제1케이스를 마주보도록 배치되어 상기 바디부에 결합하고, 물이 통과하는 홀이 형성된 제2케이스;를 구비할 수 있다.In addition, the fixing part, a first fixing part connected to the first insertion part; and a second fixing part in which the first fixing part is inserted, the first sensor is accommodated and the shielding part is disposed, the shielding part is transparent and disposed in the first sensor part, and measuring a temperature a second sensor unit; a third sensor unit connected to the body unit and measuring at least one of electrical conductivity and hydrogen ion concentration; It is connected to the body portion, and a fourth sensor portion for measuring the water level; further comprising, wherein the hydrogen ion concentration measurement sensor is a film type, the case, a first case coupled to the body portion; and a second case disposed to face the first case, coupled to the body portion, and having a hole through which water passes.
또한, 상기 지하수 센서 모듈(300-1)은 상시 이상을 감지하는 지능형 알고리즘을 탑재하여 유의미한 이벤트 발생시, 상기 이벤트를 상기 관제 센터(10)로 전달하는 제1 제어부; 및 지하수의 진동을 측정하는 진동감지 센서를 더 구비하고, 상기 진동감지 센서의 진동 측정 주기는 0.01초 내지 0.1초 범위이고, 상기 진동 측정 주기는 사용자에 의해 원격으로 조정되고, 상기 제어부는 이상 변동 기준값을 설정하고, 이상 변동 규모를 연산하고, 측정된 진동의 주파수를 연산하고, 진동의 크기를 측정하여, 설정값을 초과하면, 관제 센터(10)에 실시간으로 경보를 하고 원격 데이터를 전송할 수 있다.In addition, the groundwater sensor module 300-1 is equipped with an intelligent algorithm for detecting abnormalities at all times, and when a significant event occurs, a first control unit that transmits the event to the control center 10; and a vibration detection sensor for measuring the vibration of groundwater, wherein a vibration measurement period of the vibration detection sensor is in the range of 0.01 seconds to 0.1 seconds, the vibration measurement period is remotely controlled by a user, and the control unit is abnormally changed Set the reference value, calculate the magnitude of abnormal fluctuation, calculate the frequency of the measured vibration, measure the magnitude of the vibration, and when the set value is exceeded, the control center 10 can be alerted in real time and remote data can be transmitted have.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.These general and specific aspects may be embodied using a system, method, computer program, or combination of any system, method, and computer program.
본 발명의 실시예들에 관한 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템는 지하수 및 여러 탱크들의 다양한 정보를 신속하게 측정하여, 적절한 물 순환이 이루어 지도록 할 수 있다. The integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network according to the embodiments of the present invention can quickly measure various information of groundwater and various tanks to ensure proper water circulation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템의 블록 구성도(block diagram)이다.
도 3은 도 2의 각 구성요소의 블록 구성도이다.
도 4는 제1 스마트 계측장치(300-1)를 보여주는 사시도이다.
도 5은 도 4에 도시된 제1 센서부를 보여주는 사시도이다.
도 6 및 도 7는 도 5에 도시된 제1 센서부의 표면을 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 4에 도시된 제3 센서부를 보여주는 사시도이다.
도 9은 도 4에 도시된 제4 센서부(350-1)를 보여주는 사시도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템의 블록도이다.
도 11은 도 7의 제1 센서부의 다른 실시예를 도시한다.
도 12는 관전 내 제어 방법의 순서도이다.1 is a schematic configuration diagram of an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using the wireless sensor network of FIG. 1 .
3 is a block diagram of each component of FIG. 2 .
4 is a perspective view showing the first smart measuring device 300-1.
FIG. 5 is a perspective view showing the first sensor unit shown in FIG. 4 .
6 and 7 are perspective views illustrating a surface of the first sensor unit shown in FIG. 5 .
8 is a perspective view illustrating a third sensor unit illustrated in FIG. 4 .
9 is a perspective view illustrating the fourth sensor unit 350 - 1 shown in FIG. 4 .
10 is a block diagram of an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network according to another embodiment.
11 illustrates another embodiment of the first sensor unit of FIG. 7 .
12 is a flowchart of a control method in spectating.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .
이하의 실시예에서, 제1 , 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility that one or more other features or components will be added is not excluded in advance.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when it is said that a part such as a film, region, or component is on or on another part, not only when it is directly on the other part, but also another film, region, component, etc. is interposed therebetween. Including cases where there is
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to three axes on a Cartesian coordinate system, and may be interpreted in a broad sense including them. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.In cases where certain embodiments may be implemented otherwise, a specific process sequence may be performed different from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order opposite to the order described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템의 블록 구성도(block diagram)이고, 도 3은 도 2의 각 구성요소의 블록 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block of an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using the wireless sensor network of FIG. 1 It is a block diagram, and FIG. 3 is a block diagram of each component of FIG. 2 .
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템은 관제 센터(10), 물저장부(110), 인공함양부(130), 공급 펌프(150), 및 취수부(200)를 포함할 수 있다. 본 시스템은 버퍼탱크부(120)를 더 포함할 수 있다.1 to 3, the drought response artificial cultivation integrated control system using a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention is a control center 10, a water storage unit 110, an
무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템은 층적층과 기반암 사이에 저장된 지하수 층의 지하수를 취수부(200)에서 취수하여 공급 펌프(150)를 통해 물저장부(110)로 공급하고, 물저장부(110)에 공급된 물이 버퍼탱크부(120)를 통해 인공함양부(130)로 이송되도록 하며, 인공함양부(130)에 이송된 물은 충적층을 통해 기반암위의 지하수 층으로 배수되도록 할 수 있다. 지하수 층은 지하 댐에 의해 지층 내에 보관될 수 있다. 물저장부(110)에서 지하 댐 사이의 지역은 충적층 및 지하수 층의 물을 이용할 수 있다. 이를 위해, 물저장부(110)와 지하 댐 사이에 복수의 관정이 마련될 수 있다.The integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network takes in the groundwater of the groundwater layer stored between the stratified layer and the bedrock from the water intake unit 200 and supplies it to the water storage unit 110 through the supply pump 150, The water supplied to the water storage unit 110 is transferred to the
이하, 각 구성요소를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each component will be described in detail.
관제 센터(10)는 통상적으로 물저장부(110), 버퍼탱크부(120), 인공함양부(130), 공급 펌프(150), 및 취수부(200) 각각의 동작을 제어하여 본 시스템의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 관제 센터(10)는 전반적인 프로세스를 처리하는 역할을 수행하며, 서버 컴퓨터나, 마이크로 컨트롤러나 중앙처리장치로 해석될 수 있다.The control center 10 typically controls the operation of each of the water storage unit 110 , the
관제 센터(10)는 관리자에게 물의 유량, 저장량, 센서에서 측정된 값 등 여러 정보를 보여주는 디스플레이 장치를 더 구비할 수 있다.The control center 10 may further include a display device for displaying various information such as a flow rate of water, a storage amount, and a value measured by a sensor to the manager.
물저장부(110)는 물탱크(112), 물탱크 센서 모듈(114), 및 물탱크 밸브 모듈(116)을 구비할 수 있다.The water storage unit 110 may include a
버퍼탱크부(120)는 버퍼탱크(122), 버퍼탱크 센서 모듈(124), 및 물탱크 밸브 모듈(116)을 구비할 수 있다.The
인공함양부(130)은 수평 관정(132) 및 수직 관정(134)를 구비할 수 있다.The
취수부(200)는 취수탱크(210), 취수 센서 모듈(220), 및 취수 펌프(230)를 구비할 수 있다.The water intake unit 200 may include a
물저장부(110), 버퍼탱크부(120), 공급 펌프(150), 및 취수부(200)는 각 부의 구성요소를 제어하는 제어 모듈(미도시)을 더 구비할 수 있다.The water storage unit 110 , the
관제 센터(10), 물저장부(110), 버퍼탱크부(120), 공급 펌프(150), 및 취수부(200)는 유/무선 통신망을 통해 통신 네트워크의 임의의 요소, 또는 특정 요소와 통신할 수 있는 통신 모듈(미도시)을 구비할 수 있다. 중앙 제어 방식의 네트워크의 경우 관제 센터(10)를 제외한 구성요소(비-관제 센터 요소)는 관제 센터(10)와 통신하며, 분산 제어 방식의 네트워크의 경우 비-관제 센터 요소는 다른 비-관제 센터 요소를 통해 관제 센터(10)와 통신할 수 있다. 본 시스템은 중앙 제어 방식을 기본으로, 분산 제어 방식을 추가로 도입하는 것이 바람직하다.The control center 10 , the water storage unit 110 , the
통신 모듈은 무선 통신 방식인 것이 바람직하다. 무선 통신 기술은 근거리 통신 기술, 무선 인터넷 기술, 및 이동통신 기술을 포함될 수 있다.The communication module is preferably a wireless communication method. The wireless communication technology may include short-range communication technology, wireless Internet technology, and mobile communication technology.
근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), 인접 자장 통신(Near Field Communication: NFC), 초음파 통신(Ultra Sound Communication: USC), 가시광 통신(Visible Light Communication: VLC) 등이 이용될 수 있다.Bluetooth, RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data Association (IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, Near Field Communication (NFC), ultrasonic communication as short-range communication technologies (Ultra Sound Communication: USC), Visible Light Communication (VLC), etc. may be used.
무선 인터넷 기술로 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), DLNA(Digital Living Network Alliance), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. As wireless Internet technologies, WLAN (Wireless LAN) (Wi-Fi), DLNA (Digital Living Network Alliance), Wibro (Wireless broadband), Wimax (World Interoperability for Microwave Access), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), etc. will be used. can
이동통신 기술로 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTEA(Long Term Evolution-Advanced), 차세대 이동통신(5G 등) 등이 이용될 수 있다.GSM (Global System for Mobile communication), CDMA (Code Division Multi Access), CDMA2000 (Code Division Multi Access 2000), EV-DO (Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA (Wideband) CDMA), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), HSUPA (High Speed Uplink Packet Access), LTE (Long Term Evolution), LTEA (Long Term Evolution-Advanced), next-generation mobile communication (5G, etc.) can be used. .
물탱크(112), 버퍼탱크(122), 및 취수탱크(210)는 물을 저장할 수 있다. 이들 탱크는 구조물을 통해 물을 저장하거나, 연못이나 집수정 처럼 지상 또는 지하에 물을 보관하는 모든 요소들을 지칭한다.The
취수부(200)는 하류(저지대), 즉 지하 댐 근처에 배치될 수 있다. 취수 펌프(230)는 지하수 층의 지하수를 취수탱크(210)로 강제 공급할 수 있다. The water intake unit 200 may be disposed downstream (lowland), that is, near an underground dam. The water intake pump 230 may forcibly supply groundwater from the groundwater layer to the
공급 펌프(150)는 취수탱크(210)의 물을 상류 또는 고지대의 물탱크(112)로 공급할 수 있다.The supply pump 150 may supply the water from the
취수 펌프(230) 및 공급 펌프(150) 각각은 관제 센터(10)의 제어 신호로 작동하거나 정지될 수 있다. 물저장부(110)나 버퍼탱크부(120)은 취수 펌프(230) 및 공급 펌프(150)와 같은 펌프를 더 구비하여, 물을 강제 이송시킬 수 있다.Each of the water intake pump 230 and the supply pump 150 may be operated or stopped by a control signal of the control center 10 . The water storage unit 110 or the
물탱크(112)의 물은 버퍼탱크(122) 및/또는 인공함양부(130)로 중력에 의해 자연 유동될 수 있다. 버퍼탱크(122)의 물은 인공함양부(130)로 자연 유동될 수 있다. 물저장부(110) 및 버퍼탱크부(120)은 배출되는 물이 강제 유동되도록 하는 펌프를 더 구비할 수 있다. 이하, 물탱크(112)의 물은 버퍼탱크(122)를 통해 인공함양부(130)으로 유동되는 것으로 가정하고 설명한다. The water in the
물탱크 밸브 모듈(116) 및 버퍼탱크 밸브 모듈(126)은 관제 센터(10)의 제어 신호에 따라 밸브를 개폐하여 자연 배출되는 물의 양을 제어할 수 있다.The water tank valve module 116 and the buffer tank valve module 126 may control the amount of naturally discharged water by opening and closing valves according to a control signal from the control center 10 .
취수 펌프(230)는 지하수 층과 취수탱크(210)를 연결하는 취수관(161)에 배치될 수 있다. 공급 펌프(150)는 취수탱크(210)와 물탱크(112)를 연결하는 물탱크 공급관(163)에 배치될 수 있다. 물탱크 밸브 모듈(116)은 물탱크(112)와 버퍼탱크(122)를 연결하는 버퍼탱크 공급관(165)에 배치될 수 있다. 버퍼탱크 밸브 모듈(126)은 물탱크(112)와 인공함양부(130)을 연결하는 함양부 공급관(167)에 배치될 수 있다.The water intake pump 230 may be disposed in the
인공함양부(130)는 수평 관정(132) 및 수직 관정(134)를 구비할 수 있다.The
수평 관정(132)은 함양부 공급관(167)에 연결되며, 충적층에 지면과 수평으로 매설될 수 있다. 수평 관정(132)은 함양부 공급관(167)과 연결된 부위에서 멀어지는 부위로 갈 수록 낮아지는 경사진 각도를 가질 수 있다. 즉 공급된 물은 수평 관정(132)의 일단에서 타단으로 자연 유동될 수 있다. 수평 관정(132)는 복수개 일 수 있다.The
수직 관정(134)은 수평 관정(132)에서 하나 이상 분기되어 지하수 층 방향으로 충적층에 매설될 수 있다.One or more
수평 관정(132) 및 수직 관정(134)은 복수의 분출공을 각각 구비하여, 복수의 분출공을 통해 각 관정 내부의 물을 충적층으로 배수시킬 수 있다. 이를 통해 지하수 층의 수위는 높아질 수 있다. 지하수 유량이 많아진 고지대 또는 중지대의 지하수는 관정 등을 통해 생활 및/또는 농업 용수 등으로 이용될 수 있다.The
수평 관정(132)은 수직 관정(134)로 흐르는 물의 유량을 제어하는 수평 관정 밸브 모듈(미도시)을 더 구비할 수 있다.The
취수관(161), 물탱크 공급관(163), 버퍼탱크 공급관(165), 함양부 공급관(167), 취수탱크(210), 물탱크(112), 및 버퍼탱크(122) 중 적어도 하나에 물을 여과하는 적어도 하나의 여과 모듈이 배치될 수 있다.Water in at least one of the
무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템은 취수관(161), 물탱크 공급관(163), 버퍼탱크 공급관(165), 및 함양부 공급관(167) 중 적어도 하나에 배치되는 적어도 하나의 유량계 모듈을 더 포함할 수 있다. 유량계 모듈은 각 관에 흐르는 유량을 측장하여, 관제 센터(10)로 그 측정값이 전송되도록 할 수 있다.At least one flow meter disposed in at least one of the
취수 센서 모듈(220)은 지하수 센서 모듈(300-1, 이하 '제1 스마트 계측장치'와 혼용) 및 취수탱크 센서 모듈((300-2, 이하 '제2 스마트 계측장치'와 혼용)을 구비할 수 있다.The water intake sensor module 220 includes an underground water sensor module (300-1, hereinafter mixed with 'first smart measuring device') and a water intake tank sensor module (300-2, hereinafter mixed with 'second smart measuring device') can do.
제1 스마트 계측장치(300-1)는 지하수 내부에 삽입되어 지하수의 수위, 지하수의 라돈 농도, 지하수의 온도, 지하수의 전기전도도 및 PH농도를 측정할 수 있다. 이하, 제1 스마트 계측장치(300-1)를 자세히 설명한다.The first smart measuring device 300-1 may be inserted into the groundwater to measure the water level of the groundwater, the radon concentration of the groundwater, the temperature of the groundwater, the electrical conductivity and the PH concentration of the groundwater. Hereinafter, the first smart measuring device 300-1 will be described in detail.
도 4는 제1 스마트 계측장치(300-1)를 보여주는 사시도이다. 도 5은 도 4에 도시된 제1 센서부를 보여주는 사시도이다. 도 6 및 도 7는 도 5에 도시된 제1 센서부의 표면을 보여주는 사시도이다. 4 is a perspective view showing the first smart measuring device 300-1. FIG. 5 is a perspective view showing the first sensor unit shown in FIG. 4 . 6 and 7 are perspective views illustrating a surface of the first sensor unit shown in FIG. 5 .
도 4를 참조하면, 제1 스마트 계측장치(300-1)는 케이스(310-1), 바디부(320-1), 제1 센서부(330-1), 제2 센서부(336-1), 제3 센서부(340-1) 및 제4 센서부(350-1)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the first smart measuring device 300-1 includes a case 310-1, a body part 320-1, a first sensor part 330-1, and a second sensor part 336-1. ), a third sensor unit 340-1 and a fourth sensor unit 350-1 may be included.
케이스(310-1)는 서로 분리되며, 바디부(320-1)에 결합하는 제1 케이스(311-1)와 제2 케이스(312-1)를 포함할 수 있다. 제1 케이스(311-1)는 내부에 케이블 등이 삽입될 수 있다. 또한, 제2 케이스(312-1)는 제1 케이스(311-1)를 마주보도록 배치될 수 있다. 이때, 제2 케이스(312-1)에는 통과홀(312a-1)이 형성되어 물이 제2 케이스(312-1) 내부로 유입되도록 할 수 있다. The case 311-1 is separated from each other and may include a first case 311-1 and a second case 312-1 coupled to the body 320-1. The first case 311-1 may have a cable or the like inserted therein. Also, the second case 312-1 may be disposed to face the first case 311-1. In this case, a through
이러한 구조로 본 계측장치는 지하 심부층 압력에 견딜 수 있다. 기존 제품은 수심 68m 및 최대 압력이 100 psi 이었으나, 본 제품의 경우 수심 150m 및 최대 압력이 220 psi 일 수 있다.With this structure, this measuring device can withstand the pressure of the deep underground. The existing product had a water depth of 68m and a maximum pressure of 100 psi, but this product may have a depth of 150m and a maximum pressure of 220 psi.
바디부(320-1)는 제1 케이스(311-1)와 제2 케이스(312-1) 사이에 배치되며, 제1 케이스(311-1)와 제2 케이스(312-1)가 결합할 수 있다. 이러한 경우 바디부(320-1)의 표면에는 나사산이 형성되며, 제1 케이스(311-1) 및 제2 케이스(312-1)의 내면에도 나사산이 형성되어 서로 결합할 수 있다. 바디부(320-1)는 바디부(320-1) 내부를 관통하도록 형성된 홀을 구비하며 이러한 홀에는 제1 센서부(330-1), 제3 센서부(340-1) 및 제4 센서부(350-1)가 삽입될 수 있다. The body part 320-1 is disposed between the first case 311-1 and the second case 312-1, and the first case 311-1 and the second case 312-1 are coupled to each other. can In this case, a screw thread is formed on the surface of the body portion 320-1, and a screw thread is formed on the inner surfaces of the first case 311-1 and the second case 312-1 to be coupled to each other. The body part 320-1 has a hole formed to pass through the inside of the body part 320-1, and the hole has a first sensor part 330-1, a third sensor part 340-1, and a fourth sensor. A part 350 - 1 may be inserted.
이러한 구조로 본 계측장치는 지하 심부층 압력에 견딜 수 있다. 기존 제품은 수심 68m 및 최대 압력이 100 psi 이었으나, 본 제품의 경우 수심 150m 및 최대 압력이 220 psi 일 수 있다.With this structure, this measuring device can withstand the pressure of the deep underground. The existing product had a water depth of 68m and a maximum pressure of 100 psi, but this product may have a depth of 150m and a maximum pressure of 220 psi.
제1 센서부(330-1)는 라돈의 농도를 측정할 수 있다. 이때, 제1 센서부(330-1)는 포토다이오드를 포함할 수 있다.The first sensor unit 330-1 may measure the concentration of radon. In this case, the first sensor unit 330-1 may include a photodiode.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 제1 센서부(330-1)는 제1 삽입부(331-1), 제1 걸림부(332-1), 고정부(333-1), 제1 센서(335-1) 및 차폐부(335c-)를 포함할 수 있다. 5 to 7 , the first sensor unit 330-1 includes a first insertion unit 331-1, a first locking unit 332-1, a fixing unit 333-1, and a first sensor. (335-1) and may include a shield (335c-).
제1 삽입부(331-1)는 봉 형태로 형성되어 바디부(320-1)에 삽입될 수 있다. 이때, 제1 삽입부(331-1)는 바디부(320-1)로부터 제1 센서(335-1)가 충분한 거리를 갖도록 충분한 길이를 가질 수 있다. The first insertion part 331-1 may be formed in a rod shape and inserted into the body part 320-1. In this case, the first insertion part 331-1 may have a sufficient length so that the first sensor 335-1 has a sufficient distance from the body part 320-1.
제1 걸림부(332-1)는 제1 삽입부(331-1)에 배치될 수 있다. 이때, 제1 걸림부(332-1)는 제1 삽입부(331-1)로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 특히 제1 걸림부(332-1)는 제1 삽입부(331-1)에 형성된 홈(331a-1)에 삽입될 수 있으며, 제1 걸림부(332-1)의 일부는 제1 삽입부(331-1)의 표면으로 돌출될 수 있다. 이때, 제1 걸림부(332-1)는 고무, 실리콘, 합성수지 등과 같은 탄성재질로 형성될 수 있다. 이러한 경우 제1 걸림부(332-1)는 제1 삽입부(331-1)와 바디부(320-1) 사이에 배치되어 제1 삽입부(331-1)가 바디부(320-1)에 삽입된 후 바디부(320-1)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. The first locking part 332-1 may be disposed on the first inserting part 331-1. In this case, the first locking part 332-1 may be formed to protrude from the first insertion part 331-1. In particular, the first locking part 332-1 may be inserted into the
고정부(333-1)는 제1 고정부(333a-1)와 제2 고정부(333b-1)를 포함할 수 있다. 제1 고정부(333a-1)는 제1 삽입부(331-1)가 연결될 수 있다. 이때, 제1 고정부(333a-1) 내부에는 공간이 배치될 수 있다. 제2 고정부(333b-1)는 제1 고정부(333a-1)를 감싸도록 배치될 수 있다. 이때, 제2 고정부(333b-1)에는 제1 센서(335-1)가 내부에 수납될 수 있으며, 차폐부(335c-)가 배치될 수 있다. 제2 고정부(333b-1)의 표면에는 고정부홈(333b-1a)이 형성될 수 있다. 이러한 경우 고정부홈(333b-1a)에는 제1 걸림부(332-1)와 유사한 부재가 배치되거나 제2 케이스(312-1)에서 돌출된 돌기가 삽입될 수 있다. The fixing part 333 - 1 may include a
제1 센서(335-1)는 제1 고정부(333a-1) 내부에 배치될 수 있다. 이때, 제1 센서(335-1)는 제1 고정부(333a-1)에 고정되며, 라돈의 베타선을 감지하는 제1 감지부(335a-1), 제1 감지부(335a-1) 외면을 감싸도록 배치되며, 수분을 차단하는 제1 몰딩부(335b-1), 제1 몰딩부(335b-1) 상에 배치되며 제1 감지부(335a-1)와 전기적으로 연결되는 제1 센서제어부(335c-1)를 포함할 수 있다. 이때 제1 센서제어부(335c-1)는 제2 고정부(333b-1) 내부에 인서트 삽입된 상태로 제조되거나 별도의 제1 커버(335d-1)를 통하여 차폐될 수 있다. 또는 제1 센서제어부(335c-1)는 제1 고정부(333a-1)에 의하여 차폐되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 센서제어부(335c-1)는 제1 커버(335d-1)를 통하여 차폐되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The first sensor 335-1 may be disposed inside the
차폐부(335c-1)는 제2 고정부(333b-1)에 배치될 수 있다. 이때, 차폐부(335c-)는 유리, 아크릴 등과 같은 투명한 재질일 수 있다. The shielding
이러한 구조로 라돈을 수중에서 측정 가능하다. 기존의 제품은 라돈을 수중에서 측정할 수 없었다.With this structure, radon can be measured in water. Existing products could not measure radon in water.
상기와 같은 제1 센서부(330-1)는 라돈의 분해 시 발생하는 베타선을 측정하여 라돈의 농도를 측정할 수 있다. The first sensor unit 330-1 as described above may measure the concentration of radon by measuring beta rays generated when radon is decomposed.
제2 센서부(336-1)는 바디부(320-1) 또는 제1 센서부(330-1)에 결합하도록 배치되며, 온도를 측정할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2 센서부(336-1)는 제1 센서부(330-1)에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The second sensor unit 336-1 is disposed to be coupled to the body unit 320-1 or the first sensor unit 330-1, and may measure a temperature. Hereinafter, for convenience of description, the second sensor unit 336-1 will be described in detail focusing on the case where the second sensor unit 336-1 is disposed on the first sensor unit 330-1.
제3 센서부(340-1)는 물의 전기전도도 및 PH농도(또는 수소이온농도)를 측정할 수 있다. 이러한 제3 센서부(340-1)에서 측정된 전기전도도를 통하여 물의 유기물 등의 농도를 측정하는 것이 가능하다. The third sensor unit 340-1 may measure electrical conductivity and PH concentration (or hydrogen ion concentration) of water. It is possible to measure the concentration of organic matter in water through the electrical conductivity measured by the third sensor unit 340-1.
도 8은 도 4에 도시된 제3 센서부를 보여주는 사시도이다.8 is a perspective view illustrating a third sensor unit illustrated in FIG. 4 .
도 8을 참조하면, 제3 센서부(340-1)는 바디부(320-1)에 결합하여 물의 전기전도도 및 PH농도 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제3 센서부(340-1)는 물의 전기전도도 및 PH농도를 모두 측정하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. Referring to FIG. 8 , the third sensor unit 340-1 may be coupled to the body unit 320-1 to measure at least one of electrical conductivity and PH concentration of water. Hereinafter, for convenience of description, the third sensor unit 340-1 will be described in detail focusing on the case of measuring both electrical conductivity and PH concentration of water.
제3 센서부(340-1)는 제3 삽입부(341-1), 제3 걸림부(342-1), 제3 지지부(343-1), 제3 전극부(344-1) 및 수소이온농도측정센서(345-1)를 포함할 수 있다. The third sensor unit 340-1 includes a third insertion unit 341-1, a third locking unit 342-1, a third support unit 343-1, a third electrode unit 344-1, and hydrogen. It may include an ion concentration measuring sensor (345-1).
제3 삽입부(341-1) 및 제3 걸림부(342-1)는 상기에서 설명한 제1 삽입부(331-1) 및 제1 걸림부(332-1)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the third insertion part 341-1 and the third locking part 342-1 are the same as or similar to the first inserting part 331-1 and the first locking part 332-1 described above, a detailed description is given below. to be omitted.
제3 지지부(343-1)는 제3 삽입부(341-1)와 연결될 수 있다. 이때, 제3 지지부(343-1)의 중앙에는 물이 통과하도록 공간이 형성될 수 있다. 예를 들면, 제3 지지부(343-1)의 야단에는 서로 이격되도록 배치된 돌기가 구비될 수 있다. The third support part 343 - 1 may be connected to the third insertion part 341-1 . In this case, a space may be formed in the center of the third support part 343 - 1 to allow water to pass therethrough. For example, protrusions arranged to be spaced apart from each other may be provided on the ribs of the third support part 343 - 1 .
제3 전극부(344-1)는 서로 대향하도록 배치된 제3 -1전극(344a-1) 및 제3 -2전극(344b-1)을 포함할 수 있다. 이러한 경우 제3 -1전극(344a-1)과 제3 -2전극(344b-1)에 서로 다른 전압을 인가하는 물 속의 이물질, 이온, 금속 등에 따라 가변하는 전압 또는 전극 사이에 통전하는 전류의 양 등을 통하여 물의 전기전도도를 측정하는 것이 가능하다. The third electrode part 344-1 may include a third -1
수소이온농도측정센서(345-1)는 제3 지지부(343-1)의 외면에 배치될 수 있다. 이러한 수소이온농도측정센서(345-1)는 PH농도를 측정할 수 있다. The hydrogen ion concentration measuring sensor 345-1 may be disposed on the outer surface of the third support part 343-1. The hydrogen ion concentration measuring sensor 345-1 can measure the PH concentration.
수소이온농도측정센서(345-1)는 필름형일 수 있다. 이 경우, 반 영구적으로 사용될 수 있다. 전극을 교체할 필요가 없기 때문이다.The hydrogen ion concentration measuring sensor 345-1 may be of a film type. In this case, it can be used semi-permanently. Because there is no need to replace the electrode.
도 9은 도 4에 도시된 제4 센서부(350-1)를 보여주는 사시도이다.9 is a perspective view illustrating the fourth sensor unit 350 - 1 shown in FIG. 4 .
도 9을 참조하면, 제4 센서부(350-1)는 물의 수위를 측정할 수 있다. 이때, 제4 센서부(350-1)는 수위에 따라 가변하는 압력을 통하여 가변하는 전류의 양을 측정하여 물의 수위를 측정하는 것이 가능하다. Referring to FIG. 9 , the fourth sensor unit 350 - 1 may measure the water level. In this case, the fourth sensor unit 350 - 1 can measure the water level by measuring the amount of current that varies through the pressure that varies according to the water level.
제4 센서부(350-1)는 제4 삽입부(351-1), 제4 걸림부(352-1), 제4 지지부(353-1) 및 제4 센서(354-1)를 포함할 수 있다. 이때, 제4 삽입부(351-1), 제4 걸림부(352-1)는 상기에서 설명한 제1 삽입부(331-1)및 제1 걸림부(332-1)와 동일 또는 유사할 수 있다.The fourth sensor part 350-1 may include a fourth insertion part 351-1, a fourth locking part 352-1, a fourth support part 353-1, and a fourth sensor 354-1. can In this case, the fourth insertion part 351-1 and the fourth locking part 352-1 may be the same as or similar to the first inserting part 331-1 and the first locking part 332-1 described above. have.
제4 지지부(353-1)는 하나의 원기둥 형태일 수 있다. 제4 센서(354-1)는 적어도 한 개 이상 제4 지지부(353-1) 내부에 배치될 수 있다. The fourth support part 353 - 1 may have a single cylindrical shape. At least one fourth sensor 354 - 1 may be disposed inside the fourth support part 353 - 1 .
제1 스마트 계측장치(300-1)는 제1 진동감지 센서(미도시)를 더 구비할 수 있다.The first smart measurement device 300-1 may further include a first vibration detection sensor (not shown).
제1 진동감지 센서는 지하수의 진동을 측정할 수 있다. 제1 진동감지 센서의 측정 주기는 0.01초 내지 0.1초 범위인 것이 바람직하다. 위험 진동이 10 ~ 50Hz 이기 때문이다. 제1 진동감지 센서는 초당 100회 측정하여 구간별 최고 값 저장할 수 있다.The first vibration sensor may measure the vibration of groundwater. The measurement period of the first vibration detection sensor is preferably in the range of 0.01 seconds to 0.1 seconds. This is because the dangerous vibration is 10 to 50 Hz. The first vibration sensor may measure 100 times per second and store the highest value for each section.
제1 진동감지 센서는 사용자에 의해 측정 주기를 원격으로 조정할 수 있다.The first vibration detection sensor may remotely adjust a measurement period by a user.
제1 제어부는 이상 변동 기준값을 설정하고, 이상 변동 규모를 연산하고, 측정된 진동의 주파수를 연산하고, 진동의 크기를 측정하여, 설정값을 초과하면, 관제 센터(10)에 실시간으로 경보를 하고 원격 데이터를 전송할 수 있다.The first control unit sets the abnormal fluctuation reference value, calculates the abnormal fluctuation scale, calculates the frequency of the measured vibration, measures the magnitude of the vibration, and when the set value is exceeded, an alarm is issued to the control center 10 in real time and remote data transmission.
제1 스마트 계측장치(300-1)는 제1 제어부를 더 포함할 수 있다.The first smart measuring device 300 - 1 may further include a first control unit.
제1 제어부는 제1 스마트 계측장치(300-1) 내부의 상시 이상을 감지하는 지능형 알고리즘을 탑재하여 유의미한 이벤트 발생시, 관제 센터(10)로 이벤트를 전달할 수 있다.The first control unit may be equipped with an intelligent algorithm for detecting abnormalities inside the first smart measurement device 300 - 1 , and when a significant event occurs, the event may be transmitted to the control center 10 .
제2 스마트 계측장치(300-2)는 취수탱크(210) 내부에 배치되어 취수탱크(210) 내부의 저장수의 온도, 저장수의 전기전도도, 저장수의 라돈 농도 및 저장수의 PH농도를 측정할 수 있다. 이때, 제2 스마트 계측장치(300-2)는 제1 스마트 계측장치(300-1)와 동일하거나, 제1 스마트 계측장치(300-1)의 일부 기능을 갖춘 장치일 수 있다.The second smart measuring device 300-2 is disposed inside the
이 외에, 물탱크 센서 모듈(114), 및 버퍼탱크 센서 모듈(124) 각각은 제2 스마트 계측장치(300-2)와 동일하거나, 제2 스마트 계측장치(300-2)의 일부 기능을 갖춘 장치일 수 있다.In addition, each of the water tank sensor module 114 and the buffer tank sensor module 124 is the same as the second smart measuring device 300-2, or having some functions of the second smart measuring device 300-2. It may be a device.
취수부(200)는 모션감지센서(미도시) 및 감시카메라(미도시)를 더 구비할 수 있다.The water intake unit 200 may further include a motion detection sensor (not shown) and a monitoring camera (not shown).
모션감지센서는 취수탱크(210)의 외부에 배치되어 취수탱크(210)로 접근하는 생명체를 감지할 수 있다. 이때, 모션감지센서는 온도센서, 레이저 센서 등 포함할 수 있다. The motion sensor may be disposed outside the
감시카메라는 취수탱크(210)의 외부에 배치되어 취수탱크(210)의 외부 환경을 촬영하는 것이 가능하다. 이러한 경우 감시카메라는 다양한 방향을 바라보도록 배치될 수 있다. 이러한 경우 감시카메라는 모션감지센서에서 생명체가 감지되는 경우 감지된 영역을 촬영할 수 있다. The monitoring camera is disposed outside the
모션감지센서는 취수탱크(210)로 근접하는 생명체를 인지하면 감시카메라가 생명체를 촬영하여 관제 센터(10)로 전송할 수 있다.When the motion detection sensor recognizes a living creature approaching the
한편, 관제 센터(10)는 제2 스마트 계측장치(300-2)에서 감지된 내용을 근거로 취수탱크(210) 내부의 다양한 장치를 제어할 수 있다. 구체적으로 제2 스마트 계측장치(300-2)에서 측정된 물의 온도는 관제 센터(10)로 전송될 수 있다.Meanwhile, the control center 10 may control various devices inside the
관제 센터(10)는 제2 스마트 계측장치(300-2)에서 측정된 물의 라돈 농도가 일정 농도 이상인 경우 취수 펌프(230) 및 공급 펌프(150)의 작동을 중지할 수 있다. 이때, 관제 센터(10)는 관리자에게 라돈 농도가 높음을 알릴 수 있다. 이러한 알림은 관제 센터(10)의 음향이나 비디오 출력부를 통해 관리자에게 알리거나, 관리자 단말기(미도시)에 알림을 전송할 수 있다.The control center 10 may stop the operation of the water intake pump 230 and the supply pump 150 when the radon concentration of water measured by the second smart measuring device 300 - 2 is equal to or greater than a certain concentration. At this time, the control center 10 may notify the manager that the radon concentration is high. Such a notification may notify the manager through the sound or video output unit of the control center 10 or transmit a notification to the manager terminal (not shown).
제2 스마트 계측장치(300-2)는 측정된 물의 전기전도도를 통하여 물 내부의 유기물 등의 농도를 측정할 수 있다. 관제 센터(10)은 물의 전기전도도를 통하여 액상 염소투입 등을 결정할 수 있다.The second smart measuring device 300 - 2 may measure the concentration of organic matter in the water through the measured electrical conductivity of the water. The control center 10 may determine the input of liquid chlorine, etc. through the electrical conductivity of water.
관제 센터(10)는 제2 스마트 계측장치(300-2)에서 측정된 물의 수위를 근거로 취수 펌프(230) 및 공급 펌프(150)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 취수탱크(210) 내의 물의 수위가 일정 수위 이하인 경우 취수 펌프(230)의 작동을 중지시키고, 공급 펌프(150)가 작동되도록 할 수 있다.The control center 10 may control the water intake pump 230 and the supply pump 150 based on the water level measured by the second smart measuring device 300 - 2 . For example, when the water level in the
한편, 지하수의 경우에도 취수탱크(210)와 유사한 형태로 제어될 수 있다. 즉, 제1 스마트 계측장치(300-1)에서 측정된 지하수의 온도, 지하수의 라돈 농도, 지하수의 전기전도도, 지하수의 PH농도 등을 근거로 취수 펌프(230)를 제어할 수 있다. Meanwhile, even in the case of groundwater, it may be controlled in a similar manner to that of the
제1 진동감지센서는 취수 펌프(230)의 작동 시 취수 펌프(230)에서 발생하는 진동을 감지할 수 있다. 이때, 관제 센터(10)는 진동감지센서(92)에서 감지된 진동을 근거로 취수 펌프(230)의 이상작동 유무를 판단할 수 있다. 예를 들면, 관제 센터(10)는 진동감지센서(92)에서 감지된 진동이 기준 피크치를 넘는 경우, 진동주기가 기 설정된 진동주기와 상이한 경우 등의 경우 취수 펌프(230)가 이상작동하는 것으로 판단할 수 있다.The first vibration sensor may detect vibrations generated in the water intake pump 230 when the water intake pump 230 operates. In this case, the control center 10 may determine whether or not the water intake pump 230 is operating abnormally based on the vibration sensed by the vibration sensor 92 . For example, the control center 10 determines that the water intake pump 230 operates abnormally when the vibration detected by the vibration sensor 92 exceeds the reference peak value, when the vibration period is different from the preset vibration period, etc. can judge
관제 센터(10)는 취수 펌프(230)의 작동 정도를 제어하여 취수탱크(210)로 공급되는 지하수의 양을 제어할 수 있다. The control center 10 may control the amount of groundwater supplied to the
도 10은 다른 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템의 블록도이고, 도 11은 도 7의 제1 센서부의 다른 실시예를 도시하고, 도 12는 관전 내 제어 방법의 순서도이다. 도 1 내지 도 9를 참고한다.10 is a block diagram of an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network according to another embodiment, FIG. 11 shows another embodiment of the first sensor unit of FIG. 7, and FIG. It is a flowchart. Reference is made to FIGS. 1 to 9 .
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템은 관리자 단말기(20), 관제 센터(10), 라돈 센서부(330), 온도 센서부(336), 전도도 센서부(341), pH 센서부(345), 및 수위 센서부(361)를 포함할 수 있다.10, the drought response artificial cultivation integrated control system using a wireless sensor network according to another embodiment of the present invention is a manager terminal 20, a control center 10, a radon sensor unit 330, a temperature sensor unit ( 336 ), a
관리자 단말기(20) 및 관제 센터(10)은 서로 통신할 수 있다. 관제 센터(10)는 관리자 단말기(20)로 알림을 보낼 수 있다.The manager terminal 20 and the control center 10 may communicate with each other. The control center 10 may send a notification to the manager terminal 20 .
라돈 센서부(330)는 라돈 농도를 측정할 수 있으며, 상술한 제1 센서부(330-1)와 대응될 수 있다.The radon sensor unit 330 may measure the radon concentration and may correspond to the above-described first sensor unit 330 - 1 .
도 10 및 도 11을 참조하면, 라돈 센서부(330)는 제1 센서부(330-1)의 구성 요소외에 습도 센서부(330h)를 더 구비할 수 있다.10 and 11 , the radon sensor unit 330 may further include a
습도 센서부(330h)는 라돈의 베타선을 감지하는 제1 감지부(335a-1)의 주위에 배치될 수 있다. 습도 센서부(330h)는 주위의 습도를 측정할 수 있다. 비록 제1 감지부(335a-1)가 제1 몰딩부(335b-1)에 의해 둘려 싸이며, 제2 고정부(333b-1)나 제1 커버(335d-1) 등에 의해 차폐되어 있지만, 차폐 기능을 소실할 수 있다. 차폐 기능을 소실하거나 몰딩의 기능이 떨어진 경우 제1 감지부(335a-1)는 물과 접촉되어 기능이 정지되거나 오류값을 출력할 수 있다. 이에 습도 센서부(330h)에서 습도를 감지한 경우, 관제 센터(10)는 라돈 센서부(330)가 고장났음을 관리자 단말기(20)로 송신할 수 있다.The
온도 센서부(336)는 온도를 측정하며, 상술한 제2 센서부(336-1)에 대응될 수 있다. 전도도 센서부(341) 및 pH 센서부(345)는 물의 전기 전도도와 pH 농도를 측정하며, 상술한 제3 센서부(340-1)에 대응될 수 있다.The temperature sensor unit 336 may measure a temperature, and may correspond to the above-described second sensor unit 336-1. The
수위 센서부(361)은 관전의 수위를 측정할 수 있다.The water level sensor unit 361 may measure the water level of the spectator.
도 12를 참조하면, 관제 센터(10)는 수위 센서부(361)에서 측정된 지하수 수위가 기 설정한 수위 이하인지 즉, 낮은 수위인지 판단할 수 있다(S610). Referring to FIG. 12 , the control center 10 may determine whether the groundwater level measured by the water level sensor unit 361 is lower than or equal to a preset water level, that is, a low water level ( S610 ).
낮은 수위인 경우, 관제 센터(10)는 양수 불가능한 것으로 정책 설정하여, 취수 펌프(230)가 기능하지 못하도록 할 수 있다(S615). 이 후, 관제 센터(10)는 관리자 단말기(20)로 수위에 이상이 있음을 알릴 수 있다(S690).In the case of a low water level, the control center 10 may set a policy as non-pumping to prevent the water intake pump 230 from functioning (S615). Thereafter, the control center 10 may notify the manager terminal 20 that there is an abnormality in the water level (S690).
관제 센터(10)는 측정된 수온의 변화량이 급격한지 판단할 수 있다(S620). 이전에 측정된 온도와 현재 측정한 온도의 차이가 기설정된 온도값 보다 크면, 관제 센터(10)는 수온 변화로 판정하고 이를 관리자 단말기(20)로 알릴 수 있다(S690).The control center 10 may determine whether the amount of change in the measured water temperature is abrupt ( S620 ). If the difference between the previously measured temperature and the currently measured temperature is greater than the preset temperature value, the control center 10 may determine the water temperature change and notify the change to the manager terminal 20 (S690).
관제 센터(10)는 측정된 전기 전도도의 변화량이 급격한지 판단할 수 있다(S630). 관제 센터(10)는 전일 대비 금일에 측정된 값이 기설정된 값을 초과하는지 여부로, 전도도 급변을 판정할 수 있다. 전도도 급변으로 판정되면, 관제 센터(10)는 이를 관리자 단말기(20)로 알릴 수 있다(S690).The control center 10 may determine whether the amount of change in the measured electrical conductivity is abrupt (S630). The control center 10 may determine a sudden change in conductivity based on whether a value measured today compared to the previous day exceeds a preset value. If it is determined that the conductivity is abruptly changed, the control center 10 may notify this to the manager terminal 20 (S690).
관제 센터(10)는 측정된 pH가 기설정된 범위인지 판단하여(S640), 기설정된 범위를 벗어나면 이를 관리자 단말기(20)로 알릴 수 있다(S690).The control center 10 may determine whether the measured pH is within a preset range (S640), and if it is out of the preset range, it may notify the manager terminal 20 (S690).
관제 센터(10)는 측정된 라돈 농도가 기준치를 초과하는지 판단하여(S650), 초과하면 이를 관리자 단말기(20)로 알릴 수 있다(S690).The control center 10 may determine whether the measured radon concentration exceeds the reference value (S650), and if it exceeds, it may notify the manager terminal 20 (S690).
관제 센터(10)는 앞선 판단에서 특이 사항이 없을 경우, 정상 상태로 판단할 수 있다(S690).The control center 10 may determine the normal state when there is no special matter in the previous determination (S690).
이 외에, 관제 센터(10)는 지하수 센서 모듈(300-1)에서 측정된 지하수 라돈 농도(D_Ru) 및 취수탱크 센서 모듈(300-2)에서 측정된 취스탱크 라돈 농도(D_Rt) 중 적어도 어느 한 측정된 라돈 농도가 기설정된 기준치(D_R0)를 초과하면(S710, S715), 공급 펌프(150) 및 취수 펌프(230)의 작동이 안되도록 할 수 있다(S720).In addition, the control center 10 is at least one of the groundwater radon concentration (D_Ru) measured by the groundwater sensor module (300-1) and the intake tank radon concentration (D_Rt) measured by the intake tank sensor module (300-2) When the measured radon concentration exceeds the preset reference value (D_R0) (S710 and S715), the supply pump 150 and the water intake pump 230 may not be operated (S720).
관제 센터(10)는 지하수 센서 모듈(300-1)에서 측정된 지하수 수위(S_hu)가 기 설정된 지하수 설정 수위(h1) 이상(S735)이고, 취수탱크 센서 모듈(300-2)에서 측정된 취수탱크(210)의 취수탱크 수위(S_ht)가 기 설정된 취수탱크 최대 수위(h2_M) 이하(S735)이면, 취수 펌프(230)를 작동시킬 수 있다(S740). 이를 통해, 취수탱크(210)로 물이 공급될 수 있다.In the control center 10 , the groundwater level S_hu measured by the groundwater sensor module 300-1 is above the preset groundwater set water level h1 (S735), and the water intake measured by the intake tank sensor module 300-2 When the water intake tank water level S_ht of the
관제 센터(10)는 지하수 센서 모듈(300-1)에서 측정된 지하수 수위(S_hu)가 기 설정된 지하수 설정 수위(h1) 미만이거나, 취수탱크 센서 모듈(300-2)에서 측정된 취수탱크(210)의 취수탱크 수위(S_ht)가 기 설정된 취수탱크 최대 수위(h2_M) 초과면, 취수 펌프(230)의 기능을 정지시킬 수 있다(S745). 이 경우, 취수탱크(210)로 물이 공급되지 않는다.The control center 10 determines that the groundwater level S_hu measured by the groundwater sensor module 300-1 is less than the preset groundwater set water level h1, or the
관제 센터(10)는 취수탱크 센서 모듈(300-2)에서 측정된 취수탱크(210)의 수위(S_ht)가 기 설정된 취수탱크 최소 수위(h2_m) 이상(S750)이고, 물탱크 센서 모듈(114)에서 측정된 물탱크(112)의 수위(S_hw)가 기 설정된 물탱크 최대 수위(h3_M) 이하(S755)이면, 공급 펌프(150)를 작동시킬 수 있다(S760). 이를 통해, 물탱크(112)로 물이 공급될 수 있다.In the control center 10 , the water level (S_ht) of the
관제 센터(10)는 취수탱크 센서 모듈(300-2)에서 측정된 취수탱크(210)의 수위가 기 설정된 취수탱크 최소 수위(h2_m) 미만이거나, 물탱크 센서 모듈(114)에서 측정된 물탱크(112)의 수위가 기 설정된 물탱크 최대 수위(h3_M) 초과면, 공급 펌프(150)의 기능을 정지시킬 수 있다(S765). 이 경우, 물탱크(112)로 물이 공급되지 않는다.The control center 10 determines that the water level of the
관제 센터(10)는 물탱크 센서 모듈(114)에서 측정된 물탱크(112)의 수위(S_hw)가 기 설정된 물탱크 최소 수위(h3_m) 이상(S770)이고, 버퍼탱크 센서 모듈(124)에서 측정된 버퍼탱크(122)의 수위(S_hb)가 기 설정된 버터탱크 최대 수위(h4_M) 이하(S775)이면, 물탱크 밸브 모듈(116)이 개방되도록 할 수 있다(S780). 이를 통해, 버퍼탱크(122)로 물이 공급될 수 있다.In the control center 10 , the water level (S_hw) of the
관제 센터(10)는 물탱크 센서 모듈(114)에서 측정된 물탱크(112)의 수위(S_hw)가 기 설정된 물탱크 최소 수위(h3_m) 미만이거나, 버퍼탱크 센서 모듈(124)에서 측정된 버퍼탱크(122)의 수위(S_hb)가 기 설정된 버터탱크 최대 수위(h4_M) 초과면, 물탱크 밸브 모듈(116)이 폐쇄되도록 할 수 있다(S785). 이 경우, 버퍼탱크(122)로 물이 공급되지 않는다.The control center 10 determines that the water level (S_hw) of the
관제 센터(10)는 버퍼탱크 센서 모듈(124)에서 측정된 버퍼탱크(122)의 수위(S_hb)가 기 설정된 버터탱크 최소 수위(h4_m) 이상(S810)이면, 버퍼탱크 밸브 모듈(126)이 개방되도록 할 수 있다(S820). 이를 통해, 인공함양부(130)로 물이 공급될 수 있다.When the water level (S_hb) of the
관제 센터(10)는 버퍼탱크 센서 모듈(124)에서 측정된 버퍼탱크(122)의 수위(S_hb)가 기 설정된 버터탱크 최소 수위(h4_m) 미만이면, 버퍼탱크 밸브 모듈(126)이 폐쇄되도록 할 수 있다(S830). 이 경우, 인공함양부(130)로 물이 공급되지 않는다.When the water level (S_hb) of the
상기 본 발명은 하드웨어 또는 소프트웨어에서 구현될 수 있다. 구현은 상기 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 즉, 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터가 읽을 수 있는 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 및 기타 데이터 등 정보 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로서 구현된 모든 저장 가능한 매체를 포함하는 것으로, 휘발성/비휘발성/하이브리드형 메모리 여부, 분리형/비분리형 여부 등에 한정되지 않는다. 통신 저장 매체 는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호 또는 전송 메커니즘, 임의의 정보 전달 매체 등을 포함한다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The present invention may be implemented in hardware or software. Implementation The present invention can also be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. That is, it may be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer. The computer readable medium includes any type of medium in which data that can be read by a computer system is stored. Computer-readable media may include computer storage media and communication storage media. Computer storage media includes all storable media implemented as any method or technology for information storage, such as computer-readable instructions, data structures, program modules, and other data, and includes volatile/nonvolatile/hybrid memory. Whether or not, it is not limited to whether the detachable / non-separable type. Communication storage media includes a modulated data signal or transmission mechanism, such as a carrier wave, any information delivery media, and the like. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention pertains.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.
10: 관제 센터 110: 물저장부
112: 물탱크 114: 물탱크 센서 모듈
116: 물탱크 밸브 모듈 120: 버퍼탱크부
122: 버퍼탱크 124: 버퍼탱크 센서 모듈
126: 버퍼탱크 밸브 모듈 130: 인공함양부
132: 수평 관정 134: 수직 관정
150: 공급 펌프 161: 취수관
163: 물탱크 공급관 165: 버퍼탱크 공급관
167: 함양부 공급관 200: 취수부
210: 취수탱크 220: 취수탱크 센서 모듈
230: 취수 펌프 250: 관정 센서 모듈10: control center 110: water storage unit
112: water tank 114: water tank sensor module
116: water tank valve module 120: buffer tank unit
122: buffer tank 124: buffer tank sensor module
126: buffer tank valve module 130: artificial loading part
132: horizontal well 134: vertical well
150: supply pump 161: water intake pipe
163: water tank supply pipe 165: buffer tank supply pipe
167: Hamyang part supply pipe 200: intake part
210: intake tank 220: intake tank sensor module
230: water intake pump 250: well sensor module
Claims (7)
지하수 층에 삽입되어 상기 취수탱크와 연결되는 취수관;
상기 취수관에 배치되어 지하수를 상기 취수탱크에 공급하는 취수펌프;
상기 지하수 층에 삽입되어 지하수의 수위, 지하수의 라돈 농도, 지하수의 온도, 지하수의 전기전도도 및 PH농도를 측정하는 지하수 센서 모듈;
물탱크 공급관을 통해 상기 취수탱크와 연결되는 물탱크;
상기 취수탱크 내부에 배치되어 취수탱크 내부 저장수의 온도, 저장수의 전기전도도, 저장수의 라돈 농도 및 저장수의 PH농도를 측정하는 취수탱크 센서 모듈;
상기 물탱크 공급관에 배치되어 상기 취수탱크의 물을 상기 물탱크로 공급하는 공급 펌프; 및
상기 지하수 센서 모듈, 취수탱크, 및 공급 펌프을 제어하는 관제 센터를 포함하고,
상기 관제 센터은 상기 지하수 센서 모듈 및 취수탱크 센서 모듈 중 적어도 하나에서 측정된 라돈 농도가 기준치를 초과하면, 상기 공급 펌프 및 취수 펌프의 작동이 안되도록 하고,
상기 지하수 센서 모듈은
케이스;
상기 케이스 내부에 배치되는 바디부; 및
상기 바디부에 삽입되며, 물 속의 라돈을 검출하는 제1센서부;를 구비하고,
상기 제1센서부는,
상기 바디부에 삽입되는 제1삽입부;
상기 제1삽입부에 연결되는 고정부;
상기 고정부 내부에 배치되며, 일부가 상기 고정부의 외부로 노출되는 상기 라돈을 측정하는 제1센서;
상기 고정부에 배치되어 상기 고정부의 외부로 노출되는 상기 제1센서 부분을 차폐시키는 차폐부; 및
상기 제1 센서의 주위에 배치되어 습도를 측정하는 습도 센서;를 구비하는, 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템.intake tank;
a water intake pipe inserted into the groundwater layer and connected to the water intake tank;
an intake pump disposed in the intake pipe to supply groundwater to the intake tank;
a groundwater sensor module inserted into the groundwater layer to measure the level of the groundwater, the radon concentration of the groundwater, the temperature of the groundwater, the electrical conductivity and the PH concentration of the groundwater;
a water tank connected to the water intake tank through a water tank supply pipe;
an intake tank sensor module disposed inside the intake tank to measure the temperature of the stored water in the intake tank, the electrical conductivity of the stored water, the radon concentration of the stored water, and the PH concentration of the stored water;
a supply pump disposed in the water tank supply pipe to supply water from the water intake tank to the water tank; and
A control center for controlling the groundwater sensor module, the water intake tank, and the supply pump,
When the radon concentration measured in at least one of the groundwater sensor module and the intake tank sensor module exceeds a reference value, the control center prevents the supply pump and the intake pump from operating;
The groundwater sensor module is
case;
a body portion disposed inside the case; and
It is inserted into the body portion, and a first sensor unit for detecting radon in water; and
The first sensor unit,
a first insertion part inserted into the body part;
a fixing part connected to the first insertion part;
a first sensor disposed inside the fixing part and measuring the radon partly exposed to the outside of the fixing part;
a shielding part disposed on the fixing part to shield the first sensor part exposed to the outside of the fixing part; and
A humidity sensor disposed around the first sensor to measure humidity; provided, an integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network.
상기 관제 센터는
상기 지하수 센서 모듈에서 측정된 지하수 수위가 기 설정된 지하수 설정 수위(h1) 이상이고, 상기 취수탱크 센서 모듈에서 측정된 취수탱크의 수위가 기 설정된 취수탱크 최대 수위(h2_M) 이하이면, 상기 취수 펌프를 작동시키고,
상기 측정된 지하수 수위가 상기 지하수 설정 수위(h1) 미만이거나, 상기 측정된 취수탱크의 수위가 상기 취수탱크 최대 수위(h2_M) 초과면, 상기 취수 펌프의 기능을 정지시키고,
상기 측정된 취수탱크의 수위가 기 설정된 취수탱크 최소 수위(h2_m) 이상이고, 물탱크 센서 모듈에서 측정된 물탱크의 수위가 기 설정된 물탱크 최대 수위(h3_M) 이하이면, 상기 공급 펌프를 작동시키고,
상기 측정된 취수탱크의 수위가 상기 취수탱크 최소 수위(h2_m) 미만이거나, 상기 측정된 물탱크의 수위가 상기 물탱크 최대 수위(h3_M) 초과면, 상기 공급 펌프의 기능을 정지시키는, 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템.The method of claim 1,
the control center
If the groundwater level measured by the groundwater sensor module is higher than or equal to the preset groundwater set water level (h1), and the water level in the water intake tank measured by the intake tank sensor module is less than or equal to the preset maximum water level (h2_M), the water intake pump make it work,
When the measured groundwater level is less than the groundwater set water level (h1) or the measured water level in the water intake tank exceeds the maximum water level (h2_M) in the water intake tank, the function of the water intake pump is stopped;
When the measured water level in the water intake tank is greater than or equal to the preset minimum water level (h2_m) and the water level measured by the water tank sensor module is less than or equal to the preset maximum water tank level (h3_M), the supply pump is operated and ,
When the measured water level in the water intake tank is less than the minimum water level (h2_m) in the water intake tank, or when the measured water level in the water tank exceeds the maximum water level (h3_M) in the water tank, the function of the supply pump is stopped. Wireless sensor network Drought response using artificial cultivation integrated control system.
버퍼탱크 공급관을 통해 상기 물탱크와 연결되는 버퍼탱크;
상기 버퍼탱크 공급관에 배치되어 상기 물탱크의 자연 배수를 개폐하는 물탱크 밸브 모듈;
함양부 공급관을 통해 상기 버퍼탱크와 연결되는 인공함양부; 및
상기 함양부 공급관에 배치되어 상기 버퍼탱크의 자연 배수를 개폐하는 버퍼탱크 밸브 모듈를 더 포함하고,
상기 함양부 공급관은 상기 함양부 공급관에 연결되어 지면과 수평으로 매설되는 수평 관정; 및 상기 수평 관정에서 분기되어 지하수 층 방향으로 매설되는 수직 관정를 구비하는, 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템.The method of claim 1,
a buffer tank connected to the water tank through a buffer tank supply pipe;
a water tank valve module disposed in the buffer tank supply pipe to open and close the natural drainage of the water tank;
An artificial enrichment part connected to the buffer tank through a burial part supply pipe; and
Further comprising a buffer tank valve module disposed on the supply pipe of the buoyancy portion to open and close the natural drainage of the buffer tank,
The ham-yang part supply pipe is connected to the ham-yang part supply pipe, and the horizontal pipe is buried horizontally with the ground; and a vertical well branched from the horizontal well and buried in the groundwater layer direction, a drought response artificial cultivation integrated control system using a wireless sensor network.
상기 관제 센터는
상기 측정된 물탱크의 수위가 기 설정된 물탱크 최소 수위(h3_m) 이상이고, 버퍼탱크 센서 모듈에서 측정된 버퍼탱크의 수위가 기 설정된 버터탱크 최대 수위(h4_M) 이하이면, 물탱크 밸브 모듈이 개방되도록 하고,
상기 측정된 물탱크의 수위가 상기 물탱크 최소 수위(h3_m) 미만이거나, 상기 버퍼탱크의 수위가 상기 버터탱크 최대 수위(h4_M) 초과면, 상기 물탱크 밸브 모듈이 폐쇄되도록 하고,
상기 측정된 버퍼탱크의 수위가 기 설정된 버터탱크 최소 수위(h4_m) 이상이면, 상기 버퍼탱크 밸브 모듈이 개방되도록 하고,
상기 측정된 버퍼탱크의 수위가 상기 버터탱크 최소 수위(h4_m) 미만이면, 상기 버퍼탱크 밸브 모듈이 폐쇄되도록 하는, 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템.4. The method of claim 3,
the control center
When the measured water level in the water tank is greater than or equal to the preset minimum water level (h3_m), and the measured water level in the buffer tank measured by the buffer tank sensor module is less than or equal to the preset maximum butter tank water level (h4_M), the water tank valve module is opened. make it possible,
When the measured water level in the water tank is less than the minimum water level (h3_m) or the buffer tank exceeds the maximum water level in the butter tank (h4_M), the water tank valve module is closed;
If the measured water level of the buffer tank is higher than the preset minimum water level (h4_m), the buffer tank valve module is opened,
When the measured water level in the buffer tank is less than the minimum water level in the butter tank (h4_m), the buffer tank valve module is closed, a drought response artificial cultivation integrated control system using a wireless sensor network.
상기 고정부는,
상기 제1삽입부에 연결되는 제1고정부; 및
상기 제1고정부가 내부에 삽입되며, 상기 제1센서가 수납되고 상기 차폐부가 배치된 제2고정부;를 구비하고,
상기 차폐부는 투명하고,
상기 제1센서부에 배치되며, 온도를 측정하는 제2센서부;
상기 바디부에 연결되며, 전기전도도 및 수소이온농도 중 적어도 하나를 측정하는 제3센서부;
상기 바디부에 연결되며, 수위를 측정하는 제4센서부;를 더 포함하고,
상기 수소이온농도측정센서는 필름형이고,
상기 케이스는,
상기 바디부에 결합하는 제1케이스; 및
상기 제1케이스를 마주보도록 배치되어 상기 바디부에 결합하고, 물이 통과하는 홀이 형성된 제2케이스;를 구비하는, 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템.The method of claim 1,
The fixing part,
a first fixing part connected to the first insertion part; and
and a second fixing part in which the first fixing part is inserted, the first sensor is accommodated and the shielding part is disposed;
The shield is transparent,
a second sensor unit disposed in the first sensor unit and measuring a temperature;
a third sensor unit connected to the body unit and measuring at least one of electrical conductivity and hydrogen ion concentration;
It is connected to the body part, and a fourth sensor part for measuring the water level; further comprising,
The hydrogen ion concentration measuring sensor is a film type,
The case is
a first case coupled to the body part; and
A drought-response artificial cultivation integrated control system using a wireless sensor network comprising; a second case disposed to face the first case, coupled to the body, and formed with a hole through which water passes.
상기 지하수 센서 모듈(300-1)은
상시 이상을 감지하는 지능형 알고리즘을 탑재하여 유의미한 이벤트 발생시, 상기 이벤트를 상기 관제 센터(10)로 전달하는 제1 제어부; 및
지하수의 진동을 측정하는 진동감지 센서를 더 구비하고,
상기 진동감지 센서의 진동 측정 주기는 0.01초 내지 0.1초 범위이고,
상기 진동 측정 주기는 사용자에 의해 원격으로 조정되고,
상기 제어부는 이상 변동 기준값을 설정하고, 이상 변동 규모를 연산하고, 측정된 진동의 주파수를 연산하고, 진동의 크기를 측정하여, 설정값을 초과하면, 관제 센터(10)에 실시간으로 경보를 하고 원격 데이터를 전송하는, 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템.The method of claim 1,
The groundwater sensor module 300-1 is
a first control unit equipped with an intelligent algorithm for detecting abnormalities at all times to transmit the event to the control center 10 when a significant event occurs; and
Further comprising a vibration sensor that measures the vibration of groundwater,
The vibration measurement period of the vibration sensor is in the range of 0.01 seconds to 0.1 seconds,
The vibration measurement period is remotely adjusted by a user,
The control unit sets an abnormal fluctuation reference value, calculates the abnormal fluctuation scale, calculates the frequency of the measured vibration, measures the magnitude of the vibration, and when it exceeds the set value, alerts the control center 10 in real time, An integrated control system for artificial cultivation in response to drought using a wireless sensor network that transmits remote data.
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- 2021-10-15 KR KR1020210137216A patent/KR102415233B1/en active IP Right Grant
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