KR-102961688-B1 - Integrated management system for farms using wave power buoys

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 파력발전 부표를 이용한 양식장 통합 관리 시스템은 파력발전이 가능한 파력발전 부표(10), 상기 파력발전 부표(10)와 무선통신을 통해 신호를 주고받는 서버(20)를 포함하고, 상기 파력발전 부표(10)는 부표 본체(100) 및 제어부(200)를 포함하고, 상기 제어부(200)는 상기 부표 본체(100)의 현재 위치 정보를 표시하는 GPS모듈(210); 상기 부표 본체(100)의 주변 수온을 감지하는 센서모듈(220); 상기 GPS모듈(210) 및 상기 센서모듈(220)로부터 신호를 전송받고, 상기 전송받은 신호에 기초하여 제어하는 제어모듈(230); 및 상기 GPS모듈(210)이 표시하는 현재 위치 정보 및 상기 센서모듈(220)이 감지한 주변 수온 정보를 상기 서버(20)로 전송하는 통신모듈(240)을 포함하는 것에 기술적 특징이 있다.

Inventors

• 지상현

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20221013

Claims (5)

1. 파력발전 부표를 이용한 양식장 통합 관리 시스템에 있어서, 파력발전이 가능한 파력발전 부표(10), 상기 파력발전 부표(10)와 무선통신을 통해 신호를 주고받는 서버(20)를 포함하고, 상기 파력발전 부표(10)는 부표 본체(100) 및 제어부(200)를 포함하고, 상기 제어부(200)는 상기 부표 본체(100)의 현재 위치 정보를 표시하는 GPS모듈(210); 상기 부표 본체(100)의 주변 수온을 감지하는 센서모듈(220); 상기 GPS모듈(210) 및 상기 센서모듈(220)로부터 신호를 전송받고, 상기 전송받은 신호에 기초하여 제어하는 제어모듈(230); 및 상기 GPS모듈(210)이 표시하는 현재 위치 정보 및 상기 센서모듈(220)이 감지한 주변 수온 정보를 상기 서버(20)로 전송하는 통신모듈(240)을 포함하고, 상기 제어모듈(230)은 센서모듈(220)에서 감지한 주변 수온이 제1 기준치 이하인지 제2 기준치 이상인지 판단하고, 상기 주변 수온이 제1 기준치 이하인 경우, 상기 부표 본체(100)에 구비되는 LED모듈(180)의 발광색을 푸른색으로 변경하도록 제어하고, 상기 주변 수온이 제2 기준치 이상인 경우, 상기 부표 본체(100)에 구비되는 LED모듈(180)의 발광색을 붉은색으로 변경하도록 제어하며, 상기 제어모듈(230)은 주변 수온이 제1 기준치 이하 또는 제2 기준치 이상인 경우, 상기 통신모듈(240)을 통하여 상기 서버(20)에 상기 주변 수온 정보를 전송하고, 상기 서버(20)는 수신한 주변 수온 정보를 사용자 단말기(30)에 전송하며, 상기 파력발전 부표(10)가 복수 개로 구성되어 매트릭스 형태로 배열되고, 상기 매트릭스 형태로 배열된 복수 개의 파력발전 부표(10) 중 모서리에 위치한 파력발전 부표(10)의 상단에 무선충전부가 구비되며, 상기 무선충전부는 해상촬영드론(40)이 착륙할 수 있도록 구성되고, 상기 해상촬영드론(40)에는 미리 비행 경로가 저장되며, 상기 비행 경로는 상기 모서리에 위치한 파력발전 부표(10)를 반복하는 비행 경로이고, 상기 해상촬영드론(40)은 촬영수단을 통해 촬영한 이미지를 서버(20)로 전송하며, 상기 서버(20)는 상기 제어부(200)에 소정 주기 간격으로 요청 신호를 전송하고, 상기 제어부(200)는 상기 서버(20)로 상기 요청 신호에 대응하는 신호를 전송하며, 상기 서버(20)는 제어부(200)에서 전송하는 정보를 기반으로 상기 파력발전 부표(10)의 고장 여부를 판단하고, 상기 서버(20)는 상기 GPS모듈(210)로부터 수신한 상기 부표 본체(100)에 대한 현재 위치 정보가 기저장된 위치 정보를 기준으로 설정기준치 내에 존재하지 않는 경우, 상기 부표 본체(100)가 최초 설치된 위치에서 이탈한 것으로 판단하며, 상기 파력발전 부표(10)는 상기 부표 본체(100)의 내부에 위치하며 종방향으로 구비되는 회전축(110); 상기 회전축(110)의 상단에서 직각 방향으로 연장 형성되는 연결대(120); 상기 연결대(120) 일측에서 와이어(130)로 연결되고, 상기 본체(100)의 움직임에 따라 상기 회전축(110)을 중심으로 회전함으로써 상기 회전축(110)을 회전시키는 회전구체(140); 상기 연결대(120)와 일정 간격을 두고 형성되며, 상기 회전축(110)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전 운동하는 제1 기어(150); 상기 제1 기어(150)의 접촉면과 맞물려 회전 운동을 하도록 형성되는 제2 기어(160); 및 상기 제2 기어(160)로부터 연장 형성된 축과 연결되고, 상기 제2 기어(160)의 회전 운동을 이용하여 에너지를 생성하는 발전기(170)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전 부표를 이용한 양식장 통합 관리 시스템.
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Description

파력발전 부표를 이용한 양식장 통합 관리 시스템 {Integrated management system for farms using wave power buoys} 본 발명은 파력발전 부표를 이용한 양식장 통합 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파력발전 부표를 이용하여 양식장의 효율적인 통합 관리가 가능한 시스템에 관한 것이다. 일반적으로 가두리 양식을 포함한 전통 양식장들은 인력을 중심으로 하는 노동집약적인 공정으로 인간의 경험을 통해 판단하고 노동하는 과정으로 운영되어 왔는데, 최근 기술의 발전에 따라 기계가 도입된 자동화 양식장이 등장하면서 기계가 작업자의 노동을 대신함에 따라 작업 효율이 상승하고 있는 추세이다. 이러한 양식장에는 부표가 필수적으로 사용되는데, 부포는 주로 스티로폼으로 형성된 것이 사용되고 있다. 스티로폼 부표는 작은 충격에 쉽게 파손 및 변형되어 바다에 흩어지게 되는데, 최근 이와 같이 파손된 스티로폼 부표는 회수가 불가능하게 되어 해양 오염의 주범으로 지목되고 있다. 참고적으로, 부표는 수면에 띄운 표지를 말하는 것으로 배의 안전 항행을 위하여 설치하는 항로 표지의 하나로 정의되어 있으나 실제 다양한 목적으로 사용되고 있다. 부표의 사용 예로써 양식장 위치 표시 및 고정용으로 사용되고 있는 양식장용 부표가 있으며, 양식장용 부표는 어민들의 경제활동을 위한 필수 자재로 사용되고 있다. 또한 해양수산부가 2025년까지 스티로폼 부표를 퇴출할 계획을 발표함에 따라 친환경 양식장용 부표 사용의 필요성이 있으며, 더 나아가 양식장용 부표의 해양 생태계 오염 방지를 위한 시스템의 개발이 필요한 실정이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파력발전 부표를 이용한 양식장 통합 관리 시스템의 개략적인 구성도. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구성도. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파력발전 부표의 구성도. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파력발전 부표를 이용한 양식장 통합 관리 시스템의 실시형태를 도시한 도면. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파력발전 부표의 구성도. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파도의 상하운동에 따른 회전구체의 움직임을 나타낸 도면. 아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다. 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파력발전 부표를 이용한 양식장 통합 관리 시스템은 파력발전이 가능한 파력발전 부표(10), 상기 파력발전 부표(10)와 무선통신을 통해 신호를 주고받는 서버(20)를 포함하고, 상기 파력발전 부표(10)는 부표 본체(100) 및 제어부(200)를 포함하고, 상기 제어부(200)는 상기 부표 본체(100)의 현재 위치 정보를 표시하는 GPS모듈(210); 상기 부표 본체(100)의 주변 수온을 감지하는 센서모듈(220); 상기 GPS모듈(210) 및 상기 센서모듈(220)로부터 신호를 전송받고, 상기 전송받은 신호에 기초하여 제어하는 제어모듈(230); 및 상기 GPS모듈(210)이 표시하는 현재 위치 정보 및 상기 센서모듈(220)이 감지한 주변 수온 정보를 상기 서버(20)로 전송하는 통신모듈(240)을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 도 6을 참고하면 부표 본체(100)에는 LED모듈(180)이 구비될 수 있다. 본 발명에서는 파력발전 부표(10)가 부표 본체(100) 및 제어부(200)를 포함하여 구성되는데, 시스템의 설명에 앞서 파력발전 부표(10) 및 제어부(200)의 구체적인 구성 및 파력 발전 원리를 설명한다. 파력발전 부표(10)는 파도의 흐름에 따라 기울어지는 부표 본체(100), 상기 부표 본체(100)의 내부에 위치하며 종방향으로 구비되는 회전축(110), 상기 회전축(110)의 상단에서 직각 방향으로 연장 형성되는 연결대(120), 상기 연결대(120) 일측에서 와이어(130)로 연결되고, 상기 부표 본체(100)의 움직임에 따라 상기 회전축(110)을 중심으로 회전함으로써 상기 회전축(110)을 회전시키는 회전구체(140), 상기 연결대(120)와 일정 간격을 두고 형성되며, 상기 회전축(110)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전 운동하는 제1 기어(150), 상기 제1 기어(150)의 접촉면과 맞물려 회전 운동을 하도록 형성되는 제2 기어(160) 및 상기 제2 기어(160)로부터 연장 형성된 축과 연결되고, 상기 제2 기어(160)의 회전 운동을 이용하여 에너지를 생성하는 발전기(170)를 포함할 수 있다. 자세하게는, 파도의 상하운동에 의하여 부표 본체(100)가 기울어지게 되고, 회전구체(140)는 부표 본체(100)의 기울어진 방향을 향하여 이동할 수 있다. 마찬가지로 회전구체(140)와 와이어(130)로 연결된 연결대(120)는 회전구체(140)가 이동하는 방향으로 이동할 수 있다. 부표 본체(100)는 다방면으로 기울어짐을 반복할 수 있고, 따라서 회전구체(140)는 회전축(110)을 중심으로 원 운동을 할 수 있다. 회전축(110)은 회전이 가능한 형태로 부표 본체(100)에 형성될 수 있다. 즉 회전축(110)은 회전구체(140)의 원 운동에 의해 회전할 수 있다. 회전구체(140)는 와이어(130)에 의해 연결되어 파도의 움직임에 민감하게 반응할 수 있다. 즉, 파도의 상하 운동에 의한 회전구체(140)의 움직임이 최대화할 수 있다. 그리고 상기 연결대(120)의 길이는 상기 와이어(130)의 길이와 상기 회전구체(140)의 지름의 합보다 긴 것으로 할 수 있다. 이에 의해 회전구체(140)가 회전축(110)에 부딪히지 않고 움직일 수 있는 공간을 확보하여 회전구체(140)가 안정적으로 움직일 수 있도록 할 수 있다. 또한, 연결대(120), 와이어(130)의 길이 및 회전구체(140)의 지름은 파도의 상하운동에 대하여 회전구체(130)가 민감하게 반응하여 움직일 수 있도록 설계될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 부표 본체(100)는 상부(101)와 하부(102)로 구분될 수 있다. 상부(101)는 회전축(110)의 일부, 연결대(120), 와이어(130) 및 회전구체(140)를 내부에 포함할 수 있으며, 하부(102)는 제1 기어(150), 제2 기어(160) 및 발전기(170)를 내부에 포함할 수 있다. 상부(101)의 크기는 회전구체(140)가 상부(101) 벽면에 부딪히지 않고 움직일 수 있도록 공간이 확보될 수 있다. 상부(101)와 하부(102)의 크기는 상이할 수 있다. 일예로써 하부(102)의 크기는 상부(101)보다 작게 형성될 수 있으며, 하부(102)의 측면으로 연결부(190)가 형성될 수 있고, 연결부(190)는 평면도 상에서 보았을 때 상부(101) 밖으로 노출되지 않을 수 있다. 부표 본체(100)는 비정질 금속 코팅을 할 수 있고, 이는 바닷물에 의한 부식을 방지할 수 있다. 그리고, 회전축(110)을 감싼 형태로 형성된 제1 기어(150)는 회전축(110)과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 제1 기어(150)는 부표 본체(100)의 하단과 소정의 간격으로 이격될 수 있고, 회전축(110)은 부표 본체(100)의 하단에 고정되되, 회전 가능할 수 있다. 제1 기어(150)의 회전축(110)과 제2 기어(160)의 축은 직각으로 교차되어 형성될 수 있다. 제1 기어(150)와 제2 기어(160)는 접촉면이 맞닿아 있을 수 있다. 따라서 제2 기어(160)는 제1 기어(150)의 회전 운동을 직각 방향의 회전 운동으로 변환할 수 있다. 이 때, 발전기(170)는 제2 기