본 논문에서 제안하는 실시간 해양 이상조류모니터링 시스템은 직접적으로 적 녹조의 주원인인 플랑크톤을 감지하는 것이 아니라 적조의 동물성 플랑크톤 특성인 수중 내의 산소 감소를 체크하고, 녹조의 식물성 플랑크톤 특성인 수중 내의 질소 감소를 측정한다. 각각의 특성 체크 및 간접적 요소인 수중 내외의 온도, 조도 센서를 이용하여 실시간 감시하는 모듈을 만들고 모듈은 특정 주기에 맞게 신호를 서버로 전송하여 데이터베이스를 형성하고, 이렇게 수집된 데이터는 해양수산청 적 녹조 기준 데이터와 비교 하여 분석하여 알맞은 형태의 정보로 가공한 뒤 사용자에게 정보를 시각화 하여 제공한다. 기존의 광역적 감지 및 감시 시스템이 아닌 지역적 특성을 갖게 되는, 어업을 하지 않는 시간에도 빠르게 대처 가능한 개인사업 맞춤형 양식장 적 녹조 감시 시스템을 제안하였다.
본 논문에서 제안하는 실시간 해양 이상조류 모니터링 시스템은 직접적으로 적 녹조의 주원인인 플랑크톤을 감지하는 것이 아니라 적조의 동물성 플랑크톤 특성인 수중 내의 산소 감소를 체크하고, 녹조의 식물성 플랑크톤 특성인 수중 내의 질소 감소를 측정한다. 각각의 특성 체크 및 간접적 요소인 수중 내외의 온도, 조도 센서를 이용하여 실시간 감시하는 모듈을 만들고 모듈은 특정 주기에 맞게 신호를 서버로 전송하여 데이터베이스를 형성하고, 이렇게 수집된 데이터는 해양수산청 적 녹조 기준 데이터와 비교 하여 분석하여 알맞은 형태의 정보로 가공한 뒤 사용자에게 정보를 시각화 하여 제공한다. 기존의 광역적 감지 및 감시 시스템이 아닌 지역적 특성을 갖게 되는, 어업을 하지 않는 시간에도 빠르게 대처 가능한 개인사업 맞춤형 양식장 적 녹조 감시 시스템을 제안하였다.
In this paper, the real time monitoring system for the abnormal state of marine algae does not detect the plankton which may directly cause the red tide or the water bloom. But checks both oxygen reduction and nitrogen reduction in water, which indicates the characteristics of zooplankton and phytop...
In this paper, the real time monitoring system for the abnormal state of marine algae does not detect the plankton which may directly cause the red tide or the water bloom. But checks both oxygen reduction and nitrogen reduction in water, which indicates the characteristics of zooplankton and phytoplankton respectively, and this system makes a module that monitors in real time the temperature and the illumination of the water, which are indirect factors, with sensors placed in and outside the water, and this module transmits signals periodically at specific intervals to a sever that builds up data base, and the data collected in these ways will be analyzed and compared with the standard data from Ministry of Oceans and Fisheries, and then these data will be made the adequate form of information to be provided to the users as visual information, thus, this system intends to make a red tide and water bloom monitoring system tailored for individual fish farm businesses that has local characteristics and can quickly operate outside working hours, which differs from the existing wide area detecting and monitoring systems.
In this paper, the real time monitoring system for the abnormal state of marine algae does not detect the plankton which may directly cause the red tide or the water bloom. But checks both oxygen reduction and nitrogen reduction in water, which indicates the characteristics of zooplankton and phytoplankton respectively, and this system makes a module that monitors in real time the temperature and the illumination of the water, which are indirect factors, with sensors placed in and outside the water, and this module transmits signals periodically at specific intervals to a sever that builds up data base, and the data collected in these ways will be analyzed and compared with the standard data from Ministry of Oceans and Fisheries, and then these data will be made the adequate form of information to be provided to the users as visual information, thus, this system intends to make a red tide and water bloom monitoring system tailored for individual fish farm businesses that has local characteristics and can quickly operate outside working hours, which differs from the existing wide area detecting and monitoring systems.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
기존의 광역적 감지 및 감시 시스템이 아닌 지역적 특성을 갖게 되는, 어업을 하지 않는 시간에도 빠르게 대처 가능한 개인사업 맞춤형 양식장 적·녹조 감시 시스템을 만들고자 한다.
인터넷(네트워크) 중심의 정의에서는 모든 사물이 언제 어디서나, 그리고 누구에게나 연결되도록 하는 네트워크 연결과 접속을 중시한다. 이 관점은 센싱 기술이 기반이 되는 사물 중심 관점을 넘어서, 사물이 지능적으로 동작하는 스마트 개체(Smart Object)로 기능하는 것을 목표로 한다.
제안 방법
각각의 특성 체크 및 간접적 요소인 수중 내외의 온도, 조도 센서를 이용하여 실시간 감시하는 모듈을 만들고 모듈은 특정주기에 맞게 신호를 서버로 전송하여 데이터베이스를 형성하고,이렇게 수집된 데이터는 해양수산청 적·녹조 기준 데이터와 비교 하여 분석하여 알맞은 형태의 정보로 가공한 뒤 사용자에게 정보를 시각화 하여 제공한다.
그림 12에서처럼 모듈 내에서 주파수를 생성하고 GSM 모듈에서 전력을 제어 하는 방법이 있으나 이 방법은 전체 전력낭비가 크며 이러한 전력낭비를 보완하기 위해 해상 환경에 적합한 해상 GSM 안테나를 선택하였으며, GSM 안테나를 이용하면 전력낭비를 줄이며 육지 기지국과 멀어지면서 발생하는 주파수인식도 문제점 보안이 가능하다.
이를 위해 각종 입력 신호 및 측정신호를 바탕으로 많은 연산을 수행해야 하며 이는 대부분 삼각함수 등과 같은 부동소수점 연산이다. 따라서 부동 소수점 연산기능으로 고속의 실시간 처리가 가능한 마이크로프로세서가 선호되며 본 논문에서는 ST Microelectronics사의 Cortex-M4 코어를 내장한 마이크로컨트롤러를 사용하였다.
또한 데이터 통신을 위한 Simcom사에서 나온 ARM데이터 통신을 위해 Simcom사에서 나온 ARM9기반 sim908 MCOM GSM 모듈을 사용 및 저 전력을 위하여 해상 환경에 적합한 해상 GSM안테나를 이용하며 소비전력을 최소화 하고자 태양광 전력 충전 기법을 추가해서 배터리 수명기간을 연장한다.
또한 스마트폰 어플리케이션은 윈도우 어플리케이션 이용해 항시 컴퓨터 앞에 대기할 수 없는 실생활의 환경에 대비하여 스마트폰에서도 알림을 받을 수 있게 스마트폰 어플리케이션을 개발한다.
본 논문에서는 해양 이상조류 정확한 측정을 위한 수온, 질소, 산소 센서와 소비전력을 최소화하고자 태양전지를 이용하기 위한 조도센서를 장착한 해양운용 프레임을 설계하여 모니터링을 통해 산소포화도 및 수온 등의 상태를 모니터링함으로써 상황 발생 시 사용자에게 알림을 제공하여 사용자는 긴급 상황에 대비 가능한 시스템으로 설계하였다.
본 논문에서의 실시간 해양 이상조류 정보 시스템은 직접적으로 적·녹조의 주원인인 플랑크톤을 감지하는 것이 아니라 적조의 동물성 플랑크톤 특성인 수중 내의 산소 감소를 체크하고,녹조의 식물성 플랑크톤 특성인 수중 내의 질소 감소를 측정한다.
상황 발생 시 사용자가 알림을 받도록 스마트폰 어플리케이션의 팝업창 및 알람 서비스를 제공하며 스마트폰 어플리케이션과 윈도우 어플리케이션을 연결하는 GUI를 통해 IP주소를 입력하는 방식으로 연결 진행한다. 어플리케이션의 통신 규격은 HTTP 라이브러리를 활용하는 형태의 클라이언트-서버 통신시스템을 구축한다.
윈도우 어플리케이션은 C# 언어를 사용해 빠른 UI개발 속도와 안정적인 코드 개발하여 모니터링 시스템 구축하여 기상청이나 국립수산과학원의 데이터를 파싱을 이용하여 관리자에게 보여질 수 있도록 개발하며 센싱DB와 과거의 적조현황 DB를 비교하여 제공하는 DB를 구축하여 관리자가 예측 가능할 수 있게 적·녹조 현황 지도 개발하며 산소 포화도 및 수온 등의 상태를 모니터링하며 상황 발생 시 진동이나 스피커, 메시지 등의 알림을 통해 긴급 상황에 대비 가능한 시스템 구축하여 사용자에게 제공한다.
대상 데이터
데이터 통신은 Simcom사에서 나온 ARM9기반 sim908 MCOM GSM 모듈을 사용하여 쉴드 형태로 에디슨에 실장된다. 에디슨 내에서 데이터 통신 방식은 SPI통신으로 GSM 모듈로 데이터를 전송하며 디지털 핀을 할당하여 GSM 위성통신을 전용 SPI핀을 사용함으로써 기타 통신과의 모듈 내 분리화를 한다.
성능/효과
후)어류집단">어류 집단 폐사가 일어난다[12]. 우리나라에 영향을 미치는 적조생물은 코크로디니움(Cochlodinium polykrikoides)이라는 아열대성 종으로 쿠로시오 난류를 따라 우리나라 연안으로 유입되거나 이들이 형성하는 휴먼포자가 일정기간 휴면상태로 보낸 후 성장에 좋은 환경이 조성되면 연안에서 발아하여 적조가 발생하는 것으로 알려졌다.
후속연구
구현된 해양 적·녹조 모니터링 시스템은 소규모 형태의 이상 조류 감지 시스템으로 이상 조류에 의한 양식장 집단 어류 폐사를 방지할 수 있고 어업 시간이 아닌 시간에도 눈으로 확인하는 것 이상의 감시적 역할을 할 수 있으므로 다른 관련 기술 시스템에 비하여 큰 차이가 날만큼 저렴한 소규모 감시 형태이기 때문에 실질적으로 상용화 가능성이 매우 높을 것으로 사료되며 지속적으로 실용화 연구를 한다면 국내 수산업 발전에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.
제안한 시스템은 다양한 용도로 응용과 활용이 가능하리라 사료된다. 특히 전염병균과 병해충과 같은 미생물의 확산에 대한
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라에 영향을 미치는 적조생물은 무엇인가?
그로 인하여 생물이 살수 없는 환경이 조성되어서 어류 집단 폐사가 일어난다[12]. 우리나라에 영향을 미치는 적조생물은 코크로디니움(Cochlodinium polykrikoides)이라는 아열대성 종으로 쿠로시오 난류를 따라 우리나라 연안으로 유입되거나 이들이 형성하는 휴먼포자가 일정기간 휴면상태로 보낸 후 성장에 좋은 환경이 조성되면 연안에서 발아하여 적조가 발생하는 것으로 알려졌다.
사물인터넷의 기본 개념은 무엇인가?
사물인터넷의 기본 개념은 말 그대로 사물을 인터넷에 연결시켜 그 기능과 활용성을 확장하는 것이다. 그림 1에서처럼 사물인터넷의 개념은 크게 사물 중심, 인터넷(네트워크) 중심, 시맨틱(Semantic) 중심 정의로 나눠볼 수 있다[1,2,3].
조류현상을 감지하기 위해 가장 주목받고 있는 기술은 무엇인가?
산업 발전에 의하여 이상 조류현상이 증가함에 따라서 많은 경제적 손실을 보게 되고 대·외적으로 조류현상 감지센서에 대한 많은 투자 및 개발이 진행되기 시작하였다. 특히 가장 주목받고 있는 기술은 초음파를 이용한 적조 감지센서 이다. 적조 감지센서는 초음파에 대한 적조생물의 음향산란 특성을 이용한 것으로 해상의 부이나 이동하는 선박에 설치하여 운용하고, 시스템 제어는 유무선 통신네트워크를 통해 육상 제어실에서 원격으로 이루어진다.
참고문헌 (12)
김대영, 김성훈, 하민근, 김태홍, 이요한, "Internet of Things 기술 및 발전 방향", 한국통신학회논문지, 제28권 제9호, p.49-57. 2011
Atzori, L., Iera, A., & Morabito, G. "The internet of things: A survey. Computer Networks", 54(15), 2787-2805, 2010
Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., & Palaniswami, M. "Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions", Future Generation Computer Systems, 2013
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.