• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2021.05a
• /
• pp.178-180
• /
• 2021

In this paper, we design a system to monitor environmental data in fish farms in real-time and provide machine learning-based prediction services to prevent damage on fish farms caused by changes in the sea environment. The proposed system will install an IoT device module consisting of sensors that can measure hydrogen concentration, salinity, dissolved oxygen, and water temperature, which can be transferred to Cloud DB using LTE or LoRa communication technology and then monitor the real-time condition through a web or mobile application. In addition, it has a function to prepare for changes within the environment of fish farms by applying machine learning-based prediction technology using collected data.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2022.11a
• /
• pp.827-829
• /
• 2022

본 논문은 코로나19로 인해 발생하는 우울증을 개선하고 태양광 패널을 이용하여 친환경적으로 재배할 수 있는 "태양광 에너지를 활용한 지능형 자율이동 채소재배기"를 제안한다. 본 논문이 제안하는 주요한 특징은 다음과 같다. 첫째, 태양광 패널을 이용하여 재배기에 전원을 공급한다. 둘째, 카메라와 OpenCV를 이용하여 채소의 상태를 매일 확인 후 LED 색상을 조절하여 최적의 채소 성장 환경을 만든다. 셋째, 수위 센서와 모터 펌프를 이용하여 자동으로 물이 공급될 수 있도록 하고, 수온과 수질을 주기적으로 체크하는 등 Human task를 감소시킨다. 넷째, DC모터를 이용하여 실내·외로 자율이동을 하고, 액추에이터를 이용하여 채소가 햇빛을 최대한 많이 받아 성장할 수 있도록 한다. 제안하는 시스템은 가정에서 채소를 재배하는 방식에 IoT기술을 활용하여 사용자의 편의성을 증가시키고, 녹색식물을 통해 '코로나 블루'를 해소하고자 하는 사람에게 필요한 "태양광 에너지를 활용한 지능형 자율이동 채소재배기"의 개발을 목표로 한다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.126-133
• /
• 2014

The main source of bridge destruction is due to scour. The bridge scour is the result of erosive action of flowing water taking away ground materials from near the abutment or pier. Furthermore, the water level must be also monitored whiling flooding, because it dangers not only the stability of bridge itself, but the safety of bridge users. This study is intended to develop a new measuring system for bridge scour by overcoming the current limitation of scour measurement technique. This measuring system is confirmed its excellence and validity through this study. The newly developed measuring system finds the distance between the water surface and the ground surface by detecting temperature difference along the abutment vertically. The measuring mechanism for monitoring the bridge scour and water level is based on identifying the temperature difference among mediums, including air, water and ground. In order to validate the new measuring system, the lab experiments and the field tests are conducted and compared. It has been confirmed that this system can effectively measure the bridge scour and the water level by analyzing the temperature distribution between mediums and the temperature variation over time.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.187-190
• /
• 2011

Until now, water pollution environmental monitoring system has been used at to acquire and measure data for streams and rivers. Recently coastal and marine environment monitoring system is becoming most important and urgent thing. The realtime automatic coastal and marine environment monitoring system using CDMA data transmission technique is developed in this study. The Embedded field server is designed and developed to acquire and measure underwater environment information such as pH, DO, water temperature using the water quality sensor. The obtained data is sent to the server via CDMA modem connected to the embedded field server and stored in database. Our purpose is to provide and monitor underwater environment information with CDMA communication in coastal areas.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
• /
• v.16 no.2
• /
• pp.225-233
• /
• 1998

It is necessary to check the water quality of the lake on a continuous basis to determine the appearance of water pollution; however, it not only takes much time and expenses but it is considerably difficult to investigate the wide range of the area. If we use the remote sensing technique through the use of satellites, the status of water quality can be checked covering many wide areas simultaneously; and because the same area can be measured on a periodic basis, it is extremely effective in investigating the water quality. Furthermore, as some of the Landsat sensors carry characteristics which sense objects according to wave length, the distribution of water quality can be checked relatively accurately within a short period of time, while its image can be displayed in color. Hence, this research has attempted to extract water quality elements, such as transparency, water depth, and surface water temperature by utilizing the satellite data, and has prepared the water quality distribution image map of the Lake Hwajinpo by presenting the related empirical formula of the water quality elements. If the water quality distribution image map is prepared after extracting the water quality elements from the DN of the Landsat TM image and then carrying out TIN analysis through the use of GIS, relatively more accurate pattern can be learned covering a wide rage of area than the pattern presented based on the value obtained from actual observation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.971-971
• /
• 2012

4대강 살리기 사업으로 인하여 4대강에 대한 전면적인 투자와 공사가 이루어지고 있다. 4대강 사업이 마치게 되면 전국에 많은 수의 대규모 보가 설치되고 설치되어진 보는 각각의 강의 관리에 많은 영향을 미치게 될 것이다. 그러므로 이 4대강 사업으로 조성되는 13억 톤 수자원을 융 복합기술을 이용하여 감시 및 관리를 해야 할 것이다. 이를 위해서 실시간 수질 감시 및 모니터링 시스템의 개발과 그에 따른 센서들의 개발을 통하여 4대강 보 운영관리를 위한 통합관리 시스템개발(Ubiquitous River Management)이 이루어 져야 할 것이다. 그동안 계산 시간의 제약을 받아 오던 3 차원 수리동역학의 모의가 컴퓨터관련 기술의 발달에 따라 계산에 소요되는 시간이 계속 단축되고 있으며 이를 수질예측에 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그에 따라 실시간으로 얻은 데이터를 이용하여 모델링 기법을 통해 예측을 해봄으로써 보 내부에 존재하는 여러 취수원 관리에 적용을 할 수 있을 것이다. 본 연구에는 3차원 수리동역학 모델과 수질모델을 결합한 시스템이 저수지 내의 수리특성, 유사이동 및 탁수 현상을 모의하는데 사용이 가능한지를 알아보는 것을 주목적으로 하고 있다. 본 팔당댐 모의에서는 취수구에 따른 수질변화를 모의하기 위해 3차원모델의 사용이 필요하다. 따라서 본 모의에서는 미국 환경부에서 WASP에 이용하기 위해 수정한 EFDC1(2009, USEPA에서 입수)을 사용하였다. 본 연구에서는 팔당호의 2009년의 수위, 수온, 유량 및 농도의 실측자료를 이용하여 3차원 수리 모델링을 실시하고, 수위, 유사이동 및 탁도 예측 모델링을 실시하였다. 3차원 수리동역학 모델과 취수원의 적용에 적절한 모델을 구축하기 위하여 적당한 평면격자의 개수를 선택하여 선택되어진 평면격자에서 수직격자의 층수를 조절하여 매 층마다 DYE TEST를 하였다. 이는 각각의 유입 하천에서 오염물질이라 가정하고 농도가 유입되었을 때 수리특성에 의해서 연구지역에서의 농도 변화를 파악하여 미리 예측을 하여서 그에 따라 취수원에서의 취수 관리를 가능하게 할 수 있다. 이를 위해서 평면격자에 따라서 수직 층의 개수를 5층부터 40층까지 모의를 하여서 시간 및 이동변화에 따라 알맞은 모델을 구축하였다. 또한 층수마다 Sediment 모의를 통하여 호 내의 SS의 이동을 모의하였다. 이 역시 취수원의 관리를 가능하게 할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.123-123
• /
• 2016

만곡부, 합류부 등의 복잡한 지형을 갖는 자연하천에서의 오염물의 혼합 거동에 대한 이해는 수자원의 관리에 있어서 매우 중요하다. 특히 하폐수처리장과 같은 처리시설의 방류수와 같이 연속적으로 유입되는 오염물의 경우 하천 생태계에 지속적인 영향을 끼치며, 이러한 방류수는 대부분 지류를 통해 본류로 유입되게 된다. 이러한 오염물질이 지류로부터 본류로 합류되는 초기구간(near-field)의 경우, 횡방향 및 연직방향의 혼합 거동에 대한 상세한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 금호강과 진천천이 좌안으로부터 합류되는 낙동강 중류 구간에서의 초기 혼합 구간의 연구를 위하여 전기전도도(electrical conductivity: EC)를 이용한 농도 추적 실험을 수행하였다. 수온, 전기전도도, 이온화 물질 등과 같은 자연 추적자(natural tracers)를 이용하는 농도 추적 실험은 인공추적자 물질을 이용한 실험을 대체할 수 있는 방안으로서, 기존 추적자 실험과 비교하여 경제적, 환경적인 효과와 하폭이 넓은 중규모 이상의 하천에서도 수행할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 실험 구간에서 합류되는 2개의 지류 모두 인근 하폐수처리장으로부터 방류수가 연속적으로 유입된다. 본류에서 정해진 측선을 따라 센서가 설치된 보트를 이용하여 실시간으로 농도, 수리량 데이터를 GPS 위치 데이터와 함께 취득하였다. 실험 수행 결과, 지류인 금호강과 진천천의 EC 농도가 합류 전 낙동강 본류의 EC 기저농도보다 더 높은 값을 나타내었다. 이후 지류가 합류된 직후의 측선에서 측정한 EC 농도분포를 분석한 결과, 연직방향의 편차가 크게 나타나는 것으로 나타났으며 특히 유량이 낮을수록 연직 방향 편차가 커지는 경향을 보였다. 전반적으로 수심이 깊은 구간의 저층부로 갈수록 전기전도도의 값이 증가하는 경향을 나타났으며 흐름방향으로 진행됨에 따라 연직 편차가 줄어드는 경향을 보였다. 횡방향 혼합의 경우 지류의 유입으로 인하여 본류 좌안 쪽에서 전기전도도의 값의 상승을 확인할 수 있었으며 하류로 이동할수록 불균등했던 전기전도도의 분포가 횡방향 혼합을 통하여 균등한 분포로 전환되는 것으로 나타났다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
• /
• v.34 no.6
• /
• pp.579-590
• /
• 2018

The lakes' metabolism bears important information for the assessment of the carbon budget due to the accumulation or loss of carbon in the lake as well as the dynamics of the food webs through primary production. A lake-scale metabolism is evaluated by Gross Primary Production (GPP), Ecosystem Respiration (R), and Net Ecosystem Production (NEP), which is the difference between the first two values. Methods for estimating GPP and R are based on the levels carbon and oxygen. Estimation of carbon is expensive because of the use of radioactive materials which requires a high degree of proficiency. The purpose of this study was to estimate Lake Daecheong ecosystem metabolism using high frequency water temperature data and DO measurement sensor, widely utilized in the field of water quality monitoring, and to evaluate the possibility of using the application method. High frequency data was collected at intervals of 10 minutes from September to December 2017 by installing a thermistor chain and a DO sensor in downstream of Daechung Dam. The data was then used to estimate GPP, R and NEP using the R public program LakeMetabolizer, and other metabolism models (mle, ols, kalman, bookkeep). Calculations of gas exchange coefficient methods (cole, crusius, heiskanen, macIntyre, read, soloviev, vachon) were compared. According to the result, Lake Daecheong has some deviation based on the application method, but it was generally estimated that the NEP value is negative and acts as a source of atmospheric carbon in a heterotrophic system. Although the high frequency sensor data used in this study had negative and positive GPP and R values during the physical mixing process, they can be used to monitor real-time metabolic changes in the ecosystem if these problems are solved.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
• /
• v.26 no.3
• /
• pp.374-380
• /
• 2022

This paper shows the results of a study that predicts changes in seawater conditions in sea farms using machine learning-based long short term memory (LSTM) algorithms. Hardware was implemented using dissolved oxygen, salinity, nitrogen ion concentration, and water temperature measurement sensors to collect seawater condition information from sea farms, and transferred to a cloud-based Firebase database using LoRa communication. Using the developed hardware, seawater condition information around fish farms in Tongyeong and Geoje was collected, and LSTM algorithms were applied to learning results using these actual datasets to obtain predictive results showing 87% accuracy. Flask and REST APIs were used to provide users with predictive results for each of the four parameters, including dissolved oxygen. These predictive results are expected to help fishermen reduce significant damage caused by fish group death by providing changes in sea conditions in advance.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.380-380
• /
• 2020

가뭄 피해 극복을 위한 인공 함양지 통합관리시스템의 일부로써 지표수-지하수 연계 특성 분석용 의사결정을 전달하는 인공지능 스마트 계측기의 필요성이 꾸준히 제기되어 왔으나 실용성과 효율성을 동시에 갖춘 계측기는 시장에 출시되지 않았다. 기존의 계측기는 단순 측정이 목적이었으며 분석을 위해서는 일정 기간 직접 계측하여 분석하거나, 계측데이터를 원격 망을 통하여 서버로 전송하고 관리자가 데이터를 해석하는 방식을 취하였다. 또한, 수질 계측과 수질의 미소 변동성을 동시에 계측하여 수질 변화상태를 판단 할 수 있는 수질 계측기는 상품화되지 않아 다목적 수질 분석에 한계점을 갖고 있다. 이러한 한계점이 기존의 지하수 수질 계측기로는 불가능한 수중 라돈을 채수 없이 계측 가능하도록 하고, 순간 수질 변화 및 수질 변화 요인분석이 가능한 계측을 위하여 라돈, 전도도, 수위, 수온 및 필름형 pH 센서를 개발하여 적용한 다항목 계측기로 통합하는 연구가 필요한 이유이다. 개발한 계측기는 빅데이터 기반의 지능형 수질 변동성 분석 알고리즘을 내장하고 수직 깊이 방향의 다중심도 계측이 가능하도록 핵심적인 통신 연결성을 확보하였고 다양한 수질에서 견딜 수 있으며 특히 인공함양에서 발생하는 철, 망간에 부식되지 않는 재질을 이용하여 설계한 '지표수-지하수 연계 특성 분석용 다심도 및 인공지능 스마트 계측장치'이다. 본 장치는 기존 지하수 수질 계측기에서는 불가능하였던 순간 수위변화 및 수위변화 요인분석이 가능한 계측을 위하여 초당 측정 샘플링 주파수(10Hz)를 높인 계측회로를 개발하여 적용하였다.