라즈베리파이와 센서를 활용한 수위 모니터링 기술 개발 = Development of Water Level Monitoring Technology using Raspberry Pi and Sensors
저자
강준호 ( Junho Kang ) ; 김민석 ( Minseok Kim ) ; 김시원 ( Siwon Kim ) ; 신민환 ( Minhwan Shin ) ; 김종건 ( Jonggun Kim )
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
251-251(1쪽)
제공처
유역 단위 수문 해석을 위해서는 하천, 호수, 저수지 등을 포함한 유역 내 수문 환경에 대한 기초자료 수집은 필수단계이다. 현재 수행되고 있는 수문 모니터링은 주로 하천 및 저수지 등에서 이루어지고 있으며, 설치 비용 및 인력소모의 이유로 공간적으로 널리 분포된 대표 지점에서만 제한적으로 수행되고 있다. 최근 4차 산업혁명 시대가 도래하면서 다양한 첨단 ICT기술이 개발되어 여러 분야에 적용되고 있다. ICT 첨단 기술 보유 선진국인 미국을 비롯해 국외에서는 다양한 센싱 및 인공지능 기반의 수문 해석 기법들이 개발되고 있으나, 현재 시작단계에 있으며, ICT 기술을 활용한 수자원 분야에서의 통합적 모니터링 기술 개발 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존의 제한적 모니터링 방식을 탈피하고 저가의 센서를 활용한 ICT 기반 수문 모니터링 기술을 개발하고자 한다. 라즈베리파이(Raspberry Pi 3 B Model)는 오픈소스 기반의 초소형 컴퓨터이며 소프트웨어 개발을 위한 통합 개발 환경(IDE)이 제공된다. 라즈베리파이에 제품 개발을 위한 브레드보드를 활용하여 수위를 측정할 수 있도록 구성하였다. 수위센서(eTape)는 유체 수위에 따라 저항의 변화를 이용하여 수위를 측정하는 센서이다. 수위센서는 하천의 유량이나 논의담수심 등을 측정하기 위해 요구되는 수위를 측정하기 위한 장비로 수위의 변동을 실시간 측정할 수 있다. 본 연구에서는 수위와 초음파 센서를 강원도 춘천시에 위치한 강원대학교 농장 시험포에 적용하여 수위 모니터링을 실시하였다. 해당 시험포는 강우시 유량 모니터링을 위해 유량 수집 장치인 풀륨관이 설치되어있어 수위와 초음파 센서를 부착하여 실제 하천 유량 모니터링에 활용되고 있는 고가의 수위관측장비와 비교 검증하였다. 그 결과 고가의 측정장비 결과와 상당히 유사한 결과를 도출하여 본 연구에서 개발 중인 저가의 센서 기반 모니터링 장비의 실용화가 가능할 것이라 판단된다. 향후 연구에서는 라즈베리파이와 수위센서를 활용하여 논에서의 감수심(증발산량과 침투량)을 측정할 계획이다. 증발산량의 경우 실제 증발산량 산정을 위해서는 시기별 작물계수가 필요하다. 기존 연구에서는 문헌을 통한 계수를 적용하고 있으나 실제 그에 대한 검증이 필요하기에 추가연구로 라즈베리파이와 수위센서를 활용하여 논에서의 증발산량, 증발량, 침투량을 개별적으로 측정하여 작물계수를 추정할 계획이다. 본 연구를 통해 지역별 특성을 고려한 보다 정밀한 실제증발산량 산정이 가능할 것이며, 농업용수의 물순환 정량화에 필요한 자료로 활용될 수 있을 것이라 판단된다.
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