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IoT에 의한 순환여과식 양식장 자동 수질 측정 시스템 구현
Implementation of an Automated In-line Water Quality Measurement System of Recirculation Fish Farm with IoT 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.12 no.3, 2017년, pp.477 - 484  

김선우 (군산대학교 컴퓨터정보통신공학부) ,  최연성 (군산대학교 컴퓨터정보통신공학부)

초록
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기존의 순환여과식 양식장에서는 전문 인력의 부족, 수입 측정 장비에 대한 높은 의존도 등으로 인하여 많은 어려움을 격고 있다. 이에 본 논문에서는 최신 IoT기술을 적용한 광학식 센서(pH, DO)를 이용하여 양식장 수조 내 오염도를 빠른 시간내에 측정할 수 있는 자동 수질 측정 시스템을 구현하고자 한다. 기존 시스템의 문제점은 양식장 수조를 사람이 일일이 확인하거나, 측정 장비를 수조 속에 넣고 직접 측정을 하여 물고기의 생육에 좋지 않은 영향을 주는 것이다. 본 논문에서는 시스템은 측정 장비를 수조 속에 담그지 않고 간접 측정을 하는 방식을 제안하고 염분 및 다수의 오염 물질이 포함된 환경에서도 양식장 내의 물고기의 생육에 영향을 주지 않고 지속적인 측정이 가능한 시스템을 개발하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the conventional recirculation fish farms, there is a lot of difficulties due to lack of professional manpower and high reliance on imported measurement equipment. In this paper, we implement an automatic water quality measurement system which can measure the pollution degree in a water tank of f...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 순환여과식(육상수조) 양식장에서 광학식 센서(pH, DO)와 온도 센서를 이용하여 수질을 간접식으로 측정할 수 있는 시스템을 제안하고 시제품을 개발하였다. 기존 직접식 시스템의 경우 양어장의 수질을 측정할 때 문제점인 잦은 센서 보정, 관리자의 수동 측정, 어종의 스트레스(예민한 어종 장어 등)등에 대한 문제점이 있었지만, 본 논문에서 제안하는 시스템은 이러한 문제를 해결하기 위해서 간접식 측정 방법과 광학식 센서를 활용하여 잦은 센서 보정의 문제를 해결하고 자동으로 관리자에게 수질을 측정하여 센서값을 전달하도록 하는 시스템을 개발하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내 수질 센서는 주로 어떤 것들을 위주로 개발되어 왔는가? 국내 수질 센서는 주로 DO, pH, SS, 탁도를 위주로 개발되어 왔으며, DO는 한국바이오시스템, 리테크, 유일엔지니어링 등 8개 업체, pH는 대윤계기산업, 팬지아21, 나노하이텍 등 15개 업체, 프로브형 탁도계는 휴마스 1개 업체의 제품이 먹는 물 분야 형식승인을 통과하였다. 또한, SS는 동일그린시스, 삼성계기공업 등 14개 업체, COD는 13개, TOC는 1개 업체의 제품이 수질분야 형식승인을 통과하였다.
양식장의 어류의 먹이 섭이율이 떨어지게 되는 원인은 무엇인가? 수조내의 물은 배설물, 사료 찌꺼기 등의 유기물질이 미생물에 의해 분해되면서 CO2 농도가 증가하게 되어 pH가 하강하면서 산성으로 변한다. 이로 인해, 어류의 먹이 섭이율이 현저히 떨어져 성장을 더디게 할 뿐만 아니라 질병이 걸리는 원인이 된다.
육상 수조식 양식 방법에 있어 공급수의 수질 및 온도 조절 문제가 가장 중요한 문제 중 하나로 보는 원인은? 육상 수조식 양식 방법은 풍부한 수원과 어종에 따른 적정 수온을 맞추어 관리하기 때문에 현재 널리 어민들에게 보급되어 사용되고 있는 기술이다. 하지만 육상 수조식 양식 방법은 해수 또는 민물을 바다나 강으로부터 직접 끌어올려 양식에 적합한 온도로 조절한 다음 수조에 공급하게 되어 있어 공급수의 수질 및 온도 조절 문제가 가장 중요한 문제 중 하나이다.
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참고문헌 (9)

  1. H. Kim and H. Ceong, "Statistical Analysis of Water Quality in a Land-based Fish Farm," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 5, no. 6, 2010, pp. 637-644. 

  2. S. Hwang, O. Kim, and S. Lee, "A Case Study on the ICT-Based smart Aquaculture System by Applying u-Farms," J. of the Korean Institute of Communications and Information Sciences, vol. 39C, no. 2, Feb. 2014, pp. 173-181. 

  3. B. Kim, "A Study on the Flow Characteristics of a Land Aquaculture Tank," Doctor's Thesis, Kyungnam University, 2006. 

  4. Y. Choi, "Implementation of a Intelligent Fish Farm by IoT," Korea Institute of Electronic Sciences, Conf., Gunsan, Korea, Nov. 2016, pp. 152-155. 

  5. S. Kim, S. Kim, and Y. Choi, "An Abnormal Activity Monitoring System Using Sensors and Video," J. of Korea Institute of Information Scientists and Engineers, vol. 41, no. 12, 2014, pp. 1152-1159. 

  6. S. Jeoung and H. Ceong, "Online Identification for Normal and Abnormal Status of Water Quality on Ocean USN," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 7, no. 4, 2012, pp. 905-915. 

  7. J. Seo, S. Han, Y. Kang, and M. Jang "Specific Handset Design for Environmental data Monitoring and Aquafarm," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 2, no. 2, 2007, pp. 145-151. 

  8. X Hao and C. Kim, "Design and Implementation of LED Lighting Control System Using Arduino Yun and Cloud in IoT," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 11, no. 10, 2016, pp. 983-988. 

  9. K. Jeong and W, Kim, "A Smart Home Prototype Implementation using Raspberry Pi," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 10, no. 10, 2015, pp. 1139-1144. 

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