Developing an On-Line Monitoring System for a Forest Hydrological Environment - Development of Hardware -

산림수문환경(山林水文環境) 모니터링을 위(爲)한 원거리(遠距離) 자동관측(自動觀測)시스템의 개발(開發) - 하드웨어를 중심(中心)으로 -

This study was conducted to develop an on-line monitoring system for a forest hydrological environment and its meteorological condition, such as temperature, wind direction and speed, rainfall and water level on V-notch, electrical conductivity(EC), potential of hydrogen(PH) by the motor drive sensor unit and measurement with a single-chip microprocessor as controller. These results are summarized as follows ; 1. The monitoring system consists of a signal process unit, motor drive sensor unit, radio modem unit and power supply. 2. The motor drive sensor unit protects the sensor from swift current or freezing and can constantly maintain fixed water level during measurements. 3. This monitoring system can transfer the data by radio modem. Additionally, this system can monitor hydrological conditions in real time. 4. The hardware was made of several modules with an independent CPU. They can be mounted, removed, repaired and added to. Their function can be changed and expanded. 5. These are the result of an accuracy test, the values of temperature, EC and pH measured within an error range of ${\pm}0.2^{\circ}C$, ${\pm}1{\mu}S$ and ${\pm}0.1pH$ respectively. 6. This monitoring system proved to be able to measure various factors for a forest hydrological environment in various experimental stations.

본 연구는 산림 기상 수문 환경의 모니터링을 위해 온도, 풍향, 풍속, 강우량, V노치의 수위, 계류수의 전기전도도 및 pH 등의 인자를 대상으로 하여 마이크로프로세서에 의한 전동식 센서유니트를 작동시켜 자동관측이 가능한 시스템을 개발하고자 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 관측시스템은 크게 신호처리부, 전동식센서부, 전원제어부 그리고 무선데이터 통신부로 구성하였다. 2. 웨어부착형 전동식 센서유니트를 채택하여 계류수의 결빙 및 급류에 의한 센서의 파손을 방지하도록 하였으며, 동시에 항상 일정한 수위에서 측정이 이루어지도록 하였다. 3. 관측시스템에서 데이터의 전송은 무선 모뎀을 사용하여 산림유역의 수문 상황을 실시간 모니터링이 가능하도록 하였다. 4. 관측시스템은 각 기능별 독립구조의 모듈형태로 구성하여 측정 모듈의 수리, 교체, 추가 등의 변경이 가능하도록 하였다. 5. 관측시스템의 성능 시험을 실시한 결과 온도, EC, pH는 각각 최대 ${\pm}0.2^{\circ}C$, ${\pm}1{\mu}S$, ${\pm}0.1pH$의 오차범위 내에서 관측되었다. 6. 현장에서 관측시스템을 시험 운영해 본 결과 장기적이고 안정적인 산림 수문 수질 인자의 측정이 가능할 것으로 평가되었다.