Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC (전자공학회논문지SC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Air Quality Monitoring System Using NDIR-CO$_2$ Sensor for Underground Space based on Wireless Sensor Network

비분산적의선 CO$_2$센서를 이용한 무선 센서 네트워크 기반의 지하 공기질 모니터링 시스템

  • Kwon, Jong-Won (Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Seoul) ;
  • Kim, Jo-Chun (Dept. of Environmental Engineering, Konkuk University) ;
  • Kim, Gyu-Sik (Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Seoul) ;
  • Kim, Hie-Sik (Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Seoul)
  • 권종원 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 김조천 (건국대학교 환경공학과) ;
  • 김규식 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 김희식 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부)
  • Published : 2009.07.25
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Abstract

In this study, a remote air quality monitoring system for underground spaces was developed by using NDIR-based CO$_2$ sensor. And the remote monitoring system based on wireless sensor networks was installed practically on the subway station platform. More than 6.5 million citizens commutate everyday by the Seoul subway transportation that is the most typical public transportation. They concern about air quality with increasing interest on public health or many workers in subway stations or underground shopping centers. Recently, the Korean Ministry of Environment has operated the air quality monitoring system in some subway stations for testing phase. However, it showed many defects which are large-scale, high-cost and maintenance of precision sensors imported from abroad. Therefore this research includes the reliability test and a theoretical study about the inexpensive commercialized CO$_2$ sensor for reliable measurement of air quality which changes rapidly by the surrounding environments. And then we develop the wireless sensor nodes and the gateway applied for remote air quality monitoring. In addition, web server program was realized to manage air quality in the subway platform. This result will be valuable for a basic research for air quality management in underground spaces for future study.

본 연구에서는 비분산적외선(NDIR) 방식의 CO$_2$센서를 이용하여 무선 센서 네트워크 기반의 지하 공기질 모니터링 시스템을 구현하고 실제 지하철 승강장에 설치한 후 성능평가를 수행하였다. 서울 지하철은 하루 650만 명이 이용하는 대표적인 대중교통 수단이다. 따라서 승객뿐만 아니라 지하철 역사의 지하 공간에서 근무하는 많은 근로자들의 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 지하철 역사의 공기질 모니터링에 대한 요구가 매우 높아졌다. 현재 이런 요구를 충족하기 위해 환경부와 지하철 운영기관 측에서는 지하철역 공기질 모니터링 시스템을 일부 설치 운영 중이다. 그러나 고가의 수입 센서 이용으로 장비의 규모가 크고 설치 및 상시 운영에 따른 유지보수 비용이 큰 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 저비용으로 CO$_2$ 농도를 상대적으로 정밀하게 측정할 수 있는 상용화된 CO$_2$ 센서에 대해 이론적으로 분석하고 신뢰성 검증 테스트를 수행하였다. 또한 무선 공기질 측정 센서 노드 및 게이트웨이 시스템을 개발하여 지하철 승강장의 실시간 공기질 데이터를 주기적으로 수집할 수 있고, 효율적으로 모니터링 할 수 있는 웹서버를 구축하였다. 본 연구 결과는 향후 지하 공간 공기질 관리 시스템의 확산 설치를 위하여 기초 연구 자료로 활용될 것이다.

Keywords

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