Wireless Water Leak Detection System Using Sensor Networks

Water leak detection system is a system based on wireless sensor networks(WSNs) which detect a leak on water supply, localize the leak position and finally inform a water management center. A traditional leak detection method is to use experienced personnel who walk along a pipeline listening to the sound that is generated by the leaks and their effectiveness depend on the experience of the user. Also making more successful detection, it should be processed at middle of the night when people do not use water, as the result users have to operate the leak detection system at midnight. In this paper, we propose a new method for the water leak detection system based on the WSNs and describe it in detail. Leak detection devices which detect a leakage of water transmit and receive the result of water leak detection with each other by configuring WSNs to improve reliability of the detection result. Also, we analyzed the sound from water flowed in pipeline, proposed the pre-signal processing to separate a leakage sound from noisy sound. And lastly, It is especially important to make a time synchronization with water leak detection devices that are installed on the pipeline, we used 1PPS(1 Pulse Per Second) signal generated by GPS, therefore we could get a precise time synchronization. The proposed system set up in Namyangju and performances were evaluated.

센서네트워크를 이용한 무선 누수 탐지 시스템

상수도 누수 탐지 시스템은 상수관로상의 누수 발생을 탐지하고 누수 위치를 추정하여 그 결과를 관제 서버로 알리는 시스템이다. 기존의 누수 탐지는 일반적으로 사용자가 직접 장비를 들고 이동하면서 누수 발생 탐지를 하는 방식으로 진행하기 때문에 작업 속도도 느리고 작업자의 경험에 많은 부분을 의존해야 한다. 또한 누수 탐지의 정확도를 높이기 위해서는 물 사용이 적은 심야시간에 탐지를 해야 하기 때문에 작업에 어려움이 따른다. 본 논문에서는 센서네트워크를 이용한 무선 누수 탐지 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템에서 각 누수 탐지 장치는 무선 네트워크를 형성하여 탐지 결과를 주고받으며 이를 통하여 탐지의 신뢰성을 높였다. 또한 정확한 탐지를 위하여 상수도관의 수중음의 특성을 분석하고 누수음을 분리해내는 사전 신호처리 과정을 제안하였다. 마지막으로 누수 위치를 추정하기 위해서는 두 지점에 설치된 누수 탐지 장치의 시간 동기가 매우 중요한데 본 논문에서는 GPS에서 제공하는 1PPS(1 Pulse Per Second) 신호를 이용하여 정확한 시간 동기를 획득하였다. 본 시스템은 남양주시의 상수관로상에 적용하여 그 성능을 검증하였다.