저수조 범람 방지를 위한 자동 수위 조절 스마트 펌프 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Autonomous Water Level Control Smart Pump System for Preventing Water Tank Flood)

서지정보

· 발행기관 : 한국차세대컴퓨팅학회
· 수록지 정보 : 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 / 18권 / 1호 / 67 ~ 80페이지
· 저자명 : 장상균, 박동민, 노현석, 박기현, 배창석

초록

최근 여름 장마철을 맞이하여 국지성 호우로 인해 도심지에서 우수관의 배수 용량을 초과하는 경우가 빈발하여 극심한 피해를 초래하고 있다. 이를 위해 본 논문에서는 연속적인 수위 계측을 통해 우수관 내 저수조의 수위를 자동으로 조절하는 시스템을 제안하고 있다. 제안하는 시스템은 별도의 펌프가 설치되어 있지 않은 도심지 우수관 저수조에 스마트 펌프 시스템을 설치하여 범람을 방지하도록 한다. 제안하는 시스템은 레이저 센서를 기반으로 수위를 계측하는 모듈과 계측한 수위를 바탕으로 자동으로 펌프를 제어하여 수위를 조절하는 메인 시스템으로 구성된다. 먼저 수위 계측 모듈에서는 높이가 일정하지 않은 수면의 특성상 보다 정확한 수위 계측을 위해 여러 개의 레이저 센서를 사용한다. 수위 계측 결과는 와이파이 통신을 통해 메인 시스템으로 전달하고 실시간 데이터베이스에 저장 관리된다. 또한, 메인 시스템에서는 실시간 수위 값을 바탕으로 기준 값과의 비교에 의해 배수펌프를 자동으로 제어하여 국지 호우에 따른 저수조 범람을 사전에 방지하도록 한다. 스마트 펌프 시스템의 각종 설정과 동작 상태는 스마트폰 어플리케이션과 웹사이트에서 확인 또는 제어할 수 있다. 또한, 위급 상황에서는 SMS를 통해 알려준다. 일반 펌프와의 비교 실험 결과 제안 시스템은 일반 펌프 대비 약 14% 이하의 낮은 수위로 유지하도록 조절함으로써 저수조 범람 방지에 더욱 효과가 있음을 확인할 수 있다.

영어초록

Recent local heavy rains in summer rainy season frequently cause severe damages within city area. Even though there are many storm drains in city area, the capacity of them is easily exceeded because of local heavy rain. This paper proposes a smart pump system which can adjust water level of a tank in storm drain through continuous water level measurements. The proposed system consists of two parts such as a laser sensor based water level measurement module and a main system which controls pump. The water level measurement module uses several laser sensors to measure the water level more accurately due to the non-constant nature of water level. The measured water level is transmitted to the main system through Wi-Fi communications, and stored in a real-time database. In addition, the main system controls the drain pump autonomously by comparing it with the reference value to prevent flooding in advance. Various settings and operation status of the proposed smart system can be checked or controlled from the smartphone application and web site. In case of emergency, SMS notification is provided as well. Experimental results show that the proposed smart pump system can control the water level of tank only 14% or less compared to the conventional pump system.

참고자료

· 없음