EOS 인터내셔널의 Digi 셀룰러 모뎀 수질 모니터링

EOS 인터내셔널은 Digi XBee3 셀룰러 모뎀을 쓴 센서로 외딴 마을의 수질을 원격으로 모니터링합니다.

EOS 인터내셔널 수질 모니터링 사례 사진.

EOS 인터내셔널은 Digi XBee3 셀룰러 LTE Cat 1 모뎀을 써서 니카라과 시골 지역에 원격 수질 모니터링 파일럿을 배치했습니다. 운영 비용을 줄이면서 수질을 크게 개선하려고 최대 수백 개 위치로 확장할 계획입니다.

EOS 인터내셔널은 중앙아메리카에서 운영하는 비영리 사회적 기업입니다. 농촌 지역 사회에 안전한 식수를 공급하고, 궁극적으로 사회가 더 강하고 번영할 기반을 마련하는 것이 목적입니다.

공동 설립자 겸 CEO 웨스 마이어는 "이 솔루션은 지속 가능한 비용으로 중요한 서비스를 제공하고 있습니다. 삶을 변화시키는 팁 포인트이며, 이 효율적인 기술 덕분에 이제 확장 가능하고 지속 가능한 기반에서 이를 이룰 준비가 되었습니다"라고 말했습니다.

배경

웨스 마이어는 오염된 수돗물 경험에서 출발했습니다

웨스 마이어는 니카라과 산호세에 주둔한 평화봉사단 지원자였습니다. 처음에는 음식에 문제가 있다고 생각했지만 소화기 문제가 몇 차례 반복된 뒤 지역 수도관을 따라 물 공급 원천을 확인했습니다. 그곳의 배관공은 매달 표백제 한 봉지를 탱크에 넣는다고 보여 주었습니다. 물은 깨끗해 보여도 실제로는 과염소 처리되거나 오염되어 마시기에 안전하지 않았습니다.

니카라과 농촌 마을의 물 공급 관련 사진.

중앙아메리카의 40% 이상 지역 사회는 질병을 일으키는 박테리아 오염물로부터 안전한 식수를 믿고 얻기 어렵습니다. 마이어는 이웃 지역의 수질을 조사해 85% 이상이 대장균과 다른 박테리아에 오염된 물을 마시고 있음을 발견했습니다. 대부분은 기초 서비스 접근이 제한되고 기업이나 NGO의 정기 방문이 드문 가난한 시골 지역에 삽니다.

니카라과와 온두라스는 서반구에서 가장 가난한 나라에 속하며, 시골 인구의 50%가 국가 빈곤선 아래에서 삽니다. 깨끗한 식수의 부족은 수입을 만들고 가난에서 벗어나는 것도 막습니다. 마이어는 평화봉사단 시절에 이 문제를 해결하려고 EOS 인터내셔널을 설립했습니다.

EOS는 니카라과에 12명, 온두라스에 8명의 현장 직원을 두고, 커뮤니티 설치를 추적, 평가, 재방문하는 기술 솔루션을 개발해 구현합니다. 장기적으로 긍정적인 영향을 확보하려는 활동입니다. 지역 사회, 비영리 단체, 대학, 정부 기관과의 강력한 파트너십이 더 강하고 건강한 물 공급을 구축하는 핵심 역할을 했습니다.

마이어는 "깨끗해 보이는 물이 반드시 안전하지는 않다는 것을 설명하고, 이 커뮤니티에 실험실과 현장 테스트로 전문 지식, 문제 해결, 모니터링을 제공합니다. 하지만 규모가 커지면서 확장성 문제에 부딪혔습니다"라고 말했습니다.

과제

수동 방문 점검으로는 일일 변동을 알 수 없었습니다

대부분의 수질 문제는 수영장을 관리할 때와 비슷한 정제를 쓰는 간단한 염소 처리로 신속히 해결됩니다. 더 나은 방법은 날씨와 소비율 같은 변수를 고려해 더 적은 양의 연속 염소 용량을 설정하고 유지하는 것입니다.

이전에는 수질 모니터링을 하려면 EOS 수질 기술자가 방문해 수동 테스트를 해야 했습니다. 기술자들은 험준한 지형을 건너 수백 개의 외딴 지역을 찾아갔고, 일부는 말로만 갈 수 있었습니다. 수질을 검사하고 다음 염소 투입량을 처방하는 방문이었습니다. 이런 검사가 도움은 되었지만 수질의 일일 변동은 반영할 수 없었습니다.

니카라과 현장에서 일하는 메간 린드마크.

마이어는 아이오와 대학 교수 크레이그 저스트 박사와 박사과정 학생 메간 린드마크와 상담했고, 이상적인 협업이 되었습니다. 저스트 박사는 "저는 물의 화학과 미생물학에 관심이 있고, 우리 둘 다 개발도상국에서 물 소독이 얼마나 중요한지 이해했습니다. 센서로 수질을 실시간 감지하고 보고하면 EOS 기술이 훨씬 효과적으로 작동할 것이라고 생각했습니다. 불필요한 방문을 막고, 시간과 비용을 절약하며, 물의 질을 개선할 수 있습니다"라고 말했습니다.

구성

센서 값은 2분마다 기록하고 한 시간에 네 번 전송합니다

저스트 박사와 린드마크는 현장을 모니터링하는 솔루션을 고안했습니다. 각 사이트에 pH, 산화 환원 전위, 염소, 유량, 탱크 레벨을 거의 연속으로 측정하는 소수의 센서를 장착합니다.

1. 센서 값은 2분마다 기록합니다.
2. 한 시간에 네 번, 값을 아이오와 대학교로 전송합니다.
3. 저스트 박사와 린드마크가 수질과 화학을 분석하고 시각화합니다.
4. 조정이 필요하면 직원에게 문자 메시지를 보냅니다.

수질 모니터링 센서와 통신 구성 사진.

EOS 솔루션의 핵심은 멀리 떨어진 원격 위치에서 데이터를 보내는 연결을 맡은 Digi XBee3 셀룰러 모뎀입니다. 사전 인증을 받은 모뎀이라 엔지니어가 필요에 따라 여러 주파수와 무선 프로토콜을 유연하게 바꿔 다양한 응용에 무선 연결을 빠르게 추가할 수 있습니다. 일반 대역폭(보통 월 25MB 이상)의 저비용 IoT 응용에 알맞습니다.

Digi Remote Manager를 쓰면 중앙 플랫폼에서 Digi XBee3 모듈을 쉽게 구성하고 제어할 수 있습니다. 내장된 Digi TrustFence 보안, ID, 데이터 개인 정보 보호 기능은 여러 제어 계층으로 새롭고 진화하는 사이버 위협에서 보호합니다.

린드마크는 Digi 개발 보드로 프로토타이핑을 시작해 곧 개념을 증명했습니다. "모든 것이 플러그 앤 플레이 방식이었습니다. 액세서리와 도구를 쉽게 쓸 수 있었고 위치 정보도 쉽게 전송했습니다. 저는 전기 공학자는 아니지만 모든 것을 쓰는 방법을 쉽게 이해했습니다."

결과

태양 전지판과 12V 배터리로 수질 안전을 바꿉니다

태양 전지판과 12V 자동차 배터리로 구동되는 인터넷 연결 센서 덕분에 EOS는 물 안전의 방식을 바꾸고 있습니다. 원격지의 저소득 자치 단체도 지역사회 건강 증진에 필요한 수질 안전을 이룰 수 있게 되었습니다. EOS 담당자는 수질이 허용 범위 안에 있는 사이트를 방문하는 경제적 낭비를 피할 수 있고, 지역사회는 지속적으로 깨끗한 물을 쓸 수 있습니다.

앞으로 EOS는 정부 기관과 NGO의 자금을 확보해 추가 구현을 지원하고, 상용 유통업체에 이 솔루션을 라이선스하는 것을 목표로 합니다.

자주 묻는 질문

참고 자료

• EOS 인터내셔널
• Digi International
• Digi Remote Manager
• 아이오와 대학교