KR20240000908A - 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템 - 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.
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.
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.
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 필요하다
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.
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.
본 발명의 실시예들은 물 저장 및 물 순환이 가능하도록 하는 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템을 제공한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
이하의 실시예에서, 제1 , 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이하, 각 구성요소를 자세히 설명하기로 한다.
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.
관제 센터(10)는 관리자에게 물의 유량, 저장량, 센서에서 측정된 값 등 여러 정보를 보여주는 디스플레이 장치를 더 구비할 수 있다.
물저장부(110)는 물탱크(112), 물탱크 센서 모듈(114), 및 물탱크 밸브 모듈(116)을 구비할 수 있다.
버퍼탱크부(120)는 버퍼탱크(122), 버퍼탱크 센서 모듈(124), 및 물탱크 밸브 모듈(116)을 구비할 수 있다.
인공함양부(130)은 수평 관정(132) 및 수직 관정(134)를 구비할 수 있다.
취수부(200)는 취수탱크(210), 취수 센서 모듈(220), 및 취수 펌프(230)를 구비할 수 있다.
물저장부(110), 버퍼탱크부(120), 공급 펌프(150), 및 취수부(200)는 각 부의 구성요소를 제어하는 제어 모듈(미도시)을 더 구비할 수 있다.
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.
통신 모듈은 무선 통신 방식인 것이 바람직하다. 무선 통신 기술은 근거리 통신 기술, 무선 인터넷 기술, 및 이동통신 기술을 포함될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
공급 펌프(150)는 취수탱크(210)의 물을 상류 또는 고지대의 물탱크(112)로 공급할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
인공함양부(130)는 수평 관정(132) 및 수직 관정(134)를 구비할 수 있다.
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.
수직 관정(134)은 수평 관정(132)에서 하나 이상 분기되어 지하수 층 방향으로 충적층에 매설될 수 있다.
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.
수평 관정(132)은 수직 관정(134)로 흐르는 물의 유량을 제어하는 수평 관정 밸브 모듈(미도시)을 더 구비할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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 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.
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.
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.
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.
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.
제1 센서부(330-1)는 라돈의 농도를 측정할 수 있다. 이때, 제1 센서부(330-1)는 포토다이오드를 포함할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
차폐부(335c-1)는 제2 고정부(333b-1)에 배치될 수 있다. 이때, 차폐부(335c-)는 유리, 아크릴 등과 같은 투명한 재질일 수 있다.
이러한 구조로 라돈을 수중에서 측정 가능하다. 기존의 제품은 라돈을 수중에서 측정할 수 없었다.
상기와 같은 제1 센서부(330-1)는 라돈의 분해 시 발생하는 베타선을 측정하여 라돈의 농도를 측정할 수 있다.
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.
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.
도 8은 도 4에 도시된 제3 센서부를 보여주는 사시도이다.
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.
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.
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.
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.
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.
수소이온농도측정센서(345-1)는 제3 지지부(343-1)의 외면에 배치될 수 있다. 이러한 수소이온농도측정센서(345-1)는 PH농도를 측정할 수 있다.
수소이온농도측정센서(345-1)는 필름형일 수 있다. 이 경우, 반 영구적으로 사용될 수 있다. 전극을 교체할 필요가 없기 때문이다.
도 9은 도 4에 도시된 제4 센서부(350-1)를 보여주는 사시도이다.
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.
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.
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.
제1 스마트 계측장치(300-1)는 제1 진동감지 센서(미도시)를 더 구비할 수 있다.
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.
제1 진동감지 센서는 사용자에 의해 측정 주기를 원격으로 조정할 수 있다.
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.
제1 스마트 계측장치(300-1)는 제1 제어부를 더 포함할 수 있다.
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.
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.
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.
취수부(200)는 모션감지센서(미도시) 및 감시카메라(미도시)를 더 구비할 수 있다.
모션감지센서는 취수탱크(210)의 외부에 배치되어 취수탱크(210)로 접근하는 생명체를 감지할 수 있다. 이때, 모션감지센서는 온도센서, 레이저 센서 등 포함할 수 있다.
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.
모션감지센서는 취수탱크(210)로 근접하는 생명체를 인지하면 감시카메라가 생명체를 촬영하여 관제 센터(10)로 전송할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
관제 센터(10)는 취수 펌프(230)의 작동 정도를 제어하여 취수탱크(210)로 공급되는 지하수의 양을 제어할 수 있다.
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.
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.
관리자 단말기(20) 및 관제 센터(10)은 서로 통신할 수 있다. 관제 센터(10)는 관리자 단말기(20)로 알림을 보낼 수 있다.
라돈 센서부(330)는 라돈 농도를 측정할 수 있으며, 상술한 제1 센서부(330-1)와 대응될 수 있다.
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.
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.
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.
수위 센서부(361)은 관전의 수위를 측정할 수 있다.
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).
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).
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).
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).
관제 센터(10)는 측정된 pH가 기설정된 범위인지 판단하여(S640), 기설정된 범위를 벗어나면 이를 관리자 단말기(20)로 알릴 수 있다(S690).
관제 센터(10)는 측정된 라돈 농도가 기준치를 초과하는지 판단하여(S650), 초과하면 이를 관리자 단말기(20)로 알릴 수 있다(S690).
관제 센터(10)는 앞선 판단에서 특이 사항이 없을 경우, 정상 상태로 판단할 수 있다(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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 모듈
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 모듈
Claims (1)
- 취수탱크;
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 포함하는, 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020220077689A KR20240000908A (ko) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220077689A KR20240000908A (ko) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240000908A true KR20240000908A (ko) | 2024-01-03 |
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| KR1020220077689A KR20240000908A (ko) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | 무선 센서 네트워크를 이용한 가뭄 대응 인공 함양 통합 제어 시스템 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR20120057461A (ko) | 2010-11-26 | 2012-06-05 | 주식회사 호성 | 관정을 통한 지하수 인공 함양 방법 및 그 방법에 적용되는 지하수 인공 함양 장치 |
| KR101600603B1 (ko) | 2014-10-13 | 2016-03-07 | 이민주 | 지하수 펌핑 제어장치 |
| KR20180085172A (ko) | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 주식회사 아이자랩 | 유체내 라돈을 측정하는 라돈 측정장치를 포함하는 상수 공급 시스템 및 이를 이용한 상수 공급 방법 |
| KR102257345B1 (ko) | 2020-10-22 | 2021-05-27 | 한국지질자원연구원 | 관정 지하수 라돈 저감시스템 |
-
2022
- 2022-06-24 KR KR1020220077689A patent/KR20240000908A/ko unknown
Patent Citations (4)
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