Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권9호
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pp.953-958
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2015
라즈베리파이는 복수개의 입출력 주변 장치를 지원할 수 있는 신용카드 크기 정도의 단일보드 컴퓨터로 이기종간 상호연동을 위한 완전한 플랫폼으로 사용할 수 있으므로 다양한 응용에 적용될 수 있다. 라즈베리파이에 와이파이 기능을 결합하면 원격통신이 가능하여 무선센서 노드를 구성하는데도 매우 적합하다. 또한 데이터처리와 의사결정을 인공지능에 기반을 둘 수 있으므로 화재 감시나 화재발생 신뢰도 판단 등과 같은 예제를 이미 개발된 테스트베드에서 수행해 볼 수 있다. 본 논문은 건물 내의 능동적 화재안전감시를 위한 센서 웹노드로서 라즈베리파이 이용에 대한 연구 결과이다. UV 불꽃감지센서가 촛불 크기 정도의 불꽃을 감지하면 라즈베리파이는 GCM 서버를 통해 지정된 스마트폰으로 현장상황을 알리는 푸쉬 메시지를 보낸다. 모바일 앱은 오작동 알람 여부를 판별하기 위한 실시간 비디오 영상을 제공할 수 있도록 개발되었다. 만약 긴급 상황이라면 긴급통화로 즉시 도움을 요청할 수 있도록 구현하였다.
육상수조를 이용한 해산어의 양식은 사육환경의 악화와 질병발생 등으로 인하여 생산성이 점차 저하되고 있으며, 배출수로 인해 양식장 주변연안의 환경문제점을 유발하고 있다. 따라서, 본 연구는 시스템 및 자동화 설계기술을 이용하여 유입수처리를 위한 스크린필터와 배출수 처리를 위한 드럼필터의 개발을 위한 기초단계로서 각각에 대한 개념 설계를 수행하고, 이를 바탕으로 한 실험용 모델의 제작가 운행을 수행하였다. 그 결과 현장용필터제작에 필요한 초기설계 및 상세설계에 대한 자료를 얻을 수 있었으며, PLC를 이용한 자동화는 장치의 효용성을 향상시킬 수 있었다.
최근 정보통신의 발달은 유비쿼터스, 스마트 환경이라는 새로운 패러다임을 출현시켰으며, USN 기술은 유비쿼터스 환경 구축 및 적용에 적합한 대표적인 기술이다. 본 논문은 USN 기술을 도시에 적용 검증하기 위한 테스트베드 구축과 적용 사례에 대해 연구하였다. 또한 USN 기술의 공공부분 수요 창출을 위하여 지리정보체계(GIS) 및 시설물관리(FM) 등과 융합하여 도로 위험구간모니터링 서비스 구현 방법에 대해 기술하였다. 실제 적용을 위해, USN 장치 제작 및 현장 설치, 관련 규정 조사, 설치 가이드라인 작성, 시스템 구축 및 실시간 연동 테스트 등을 연구하였다. 본 연구 내용을 도로에 적용하면 도로 공공시설물 관리, 도로 사고 실시간 감시 및 주변 환경 데이터 실시간 모니터링 등 많은 응용이 가능하며 향후 시설물 인프라의 BIM과 접목하면 3차원 시설물관리까지 확장이 가능할 것으로 예상된다.
열에너지 저장은 고온 또는 저온의 잉여 열에너지를 저장하여 수요 발생 시 사용하기 위한 기술로서 에너지의 수요와 공급 사이의 불균형을 해소하고, 이를 통해 에너지 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다. 특히 간헐적인 신재생에너지 자원을 열에너지 형태로 변환하거나 저장함으로써 에너지 믹스에서 신재생에너지의 비중을 제고할 수 있으며, 이를 위해서는 열에너지 저장 장치와의 조합이 반드시 필요하다. 지하 암반공동을 이용한 열에너지 저장은 높은 건설비용이 수반되어 그 활용이 제한적이지만, 대규모의 열에너지를 장기간 저장할 수 있는 가장 현실적인 방법이다. 또한 기후조건에 따라 외부로의 열손실이 영향을 받는 지상의 열저장소와는 달리, 열저장 지하 암반공동은 장기 운영 시 주변 암반의 히팅에 따른 열손실의 감소를 기대할 수 있다. 본고에서는 열저장 암반공동의 형상 및 다중배치 설계 시 고려해야 할 주요 인자들을 소개하고, 저장공간의 설계에 대한 가이드라인을 제안하였다.
스퍼터 이온펌프(Sputter Ion Pump)는 주로 화학흡착으로 동작하며 기계적 진동이 없고, 기름 등의 오염 물질을 배출하지 않으며, 수명이 길어 초고청정 진공이 요구되는 표면실험장치, 표면분석계, 입자가속기 등에서 널리 사용 되고 있다. 일정한 지름을 갖는 다수의 원통 양극과 그 양단에 두개의 음극판을 배치시킨 후, 양극과 음극 사이에 수 kV의 전압을 걸고 원통의 축방향으로 자장을 인가하면 페닝 방전이 발생한다. 냉음극에서 방출된 전자는 양극으로 비행하면서 가스를 이온화한다. 이온분자는 가스흡수성 게터재료로 된 음극에 충돌하여 스퍼터링을 일으키며 게터막를 주변에 증착시킨다. 이온 및 중성 가스는 게터 고체막 속에 주입 포획되는 형태로 배기된다. 스퍼터 이온펌프는 $10^{-5}$ Pa 부근에서 최대 배기속도를 가지며, 압력이 낮아질 수록, 특히 $10^{-10}$ Pa영역 이하에서는 그 배기속도가 급격히 저하되며, $10^{-10}$ Pa영역에서는 배기능력을 거의 상실한다. 따라서 스퍼터 이온펌프 단독으로 진공시스템을 배기할 때 도달압력은 $10^{-9}$ Pa 영역에 머무르게 되며, $10^{-10}$ Pa 이하의 극고진공을 얻기 위해서는, $10^{-8}$ Pa 이하의 압력에서 배기 속도가 압력과 무관한 흡착펌프(getter pump)와 이온펌프를 조합하여 사용한다. 본 실험에서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 진공로에서 탈개스시킨 진공용기를 배기속도 450, 60, 30, 20, 5, 3 l/s의 6종류의 이온펌프와 배기속도 400 l/s, 100 l/s의 non-evaporable getter (NEG) 펌프를 조합시켜 배기하여 그 배기 특성을 비교하였다. 도달 압력은 이온펌프의 배기속도가 클수록 낮아지는 경향을 보여주었다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하여 배기시킬 때 도달 압력은 ~$2{\times}10^{-10}$ Pa을 기록하여 가장 낮았으며, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하였을 때는 $ 2{\sim}3{\times}10^{-8}$ Pa을 기록하였다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합한 경우 잔류가스의 대부분이 수소였으나, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG의 조합한 경우에는 메탄의 잔류량이 수소 보다 많았다. 이 결과는 메탄을 배기하지 못하는 NEG의 배기 특성을 보완하기 위해서는 일정 배기속도 이상의 이온 펌프가 필요함을 보여준다.
다양한 디지털 변복조 기술 중에서 PSK(Phase Shift Keying) 변조방식은 보편적으로 사용되는 송신 방식이다. 특히 CDMA 시스템에 이용되는 PSK 방식은 부호 오율 및 대역폭 양면에서 우수하다. 본 연구에서 사용하는 DSP 기술은 소프트웨어만을 이용하는 기술로 부가적인 하드웨어 없이 새로운 여러 가지의 송수신모드를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 기존의 복잡한 아날로그 회로를 이용한 PSK계열의 BPSK복조기와 QPSK복조기 대신, DSP 기술을 기반으로 한 M-ary PSK(M=2, 4)복조기를 구현한다. 또한, 기존의 PSK복조기의 경우 아날로그 PLL의 동기포착 회로를 이용하여 동기를 확보하였으나, 동기회로 없이 프로그램을 사용하여 PSK신호를 복조하는 알고리즘을 제안한다. DSP는 TMS320C6203을 이용하였으며, DSP 장비에 프로그램을 에뮬레이션 시킨 후의 결과 파형을 DSP 개발툴인 code builder를 사용하여 graph view 창을 통해 확인했다. 그 결과 복조파형은 기존의 복잡한 아날로그 회로와 동일한 성능으로 정확히 신호를 복조할 수 있으며, 어떠한 주변장치를 사용하지 않고, 소프트웨어만으로 다양한 레벨의 변조파형을 복조함을 확인한다.
화학공장과 같은 장치산업은 고온·고압·유독성 유체가 배관을 통하여 각종 설비들 사이를 이동한다. 온도변화, 진동, 지진, 지반침하와 같은 주변환경의 변화에 의한 배관의 위치 이동과 파손은 인명피해를 수반하는 큰 사고로 연결되는 경우가 많다. 이러한 사고를 방지하기 위하여 배관에 가해지는 각종 충격을 흡수하고, 보완하여 사고를 미연에 방지하기 위한 여러 가지 종류의 익스펜션 조인트(Expansion Joint)를 사용한다. 따라서 사용된 익스펜션 조인트의 변형을 측정하고, 수명을 예측하는 것은 대형사고를 방지하기 위하여 매우 중요하다. 본 논문에서는 익스펜션 조인트의 변형을 일종의 모션으로 이해하고, Hall Effect Sensor와 9-Axis Sensor를 사용하여 변화를 측정하였다. 그리고 범용의 마이컴보드 아두이노와 C언어를 사용하여 측정된 데이터를 모으고, 분석하여 익스펜션 조인트의 변형을 예측할 수 있는 시스템에 대하여 연구하였다.
소노부이는 수중 음향 정보를 수집하는 일회용 장치로 특정지역에서 수집된 신호를 주변의 항공기 또는 함정으로 송신하는 역할을 수행하고 임무를 완수하면 해저로 가라앉도록 설계되어 있다. 이러한 소노부이 신호 송·수신 시스템의 경우 주파수 분할 다중화나 가우시안 주파수 편이와 같은 기법을 활용하여 신호를 변·복조하여 송·수신한다. 하지만 이러한 방법은 전송해야할 정보의 양이 많고 변조와 복조방법이 비교적 단순하여 보안성이 낮은 단점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 오토인코더를 이용하여 송신 신호를 저차원의 잠재 벡터로 변조하여 잠재 벡터를 항공기 또는 함정으로 전송하고 수신한 잠재벡터를 복조하여 보안성을 향상시키고 전송정보량을 기존 전송방법 대비 약 100배 감소시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 모의실험을 통해 제안한 방법으로 복원된 샘플 스펙트로그램을 확인한 결과 저차원의 잠재 벡터로부터 원본 신호 복원이 가능함을 확인할 수 있었다.
소프트웨어의 유사성 비교는 소스코드를 대상으로 한다. 소스코드는 프로그램 언어로 표현된 개발자의 지적 저작권으로 보호된다. 문서형식으로 작성된 프로그램 소스코드는 개발자의 전문지식과 아이디어가 포함된 내용을 포함하고 있다. 소프트웨어 저작권의 불법도용을 판단하기 위한 감정 작업은 원본과 비교본의 소스 코드를 대상으로 파일의 구성과 내용을 검증하는 방법으로 수행된다. 그러나 실제적으로 피고소인 측의 불성실한 목적물 제공으로 소스코드의 일대일 비교감정이 어려운 상황이 증가하고 있다. 이 경우 실행코드에 대한 비교감정이 수행되어야 하며, 역어셈블 방법, 역공학기법, 기능실행의 시퀀스 분석 등의 간접적인 방법이 적용된다. 본 논문에서는 소스코드제공이 어려운 상황에서 시스템과 실행코드 파일을 대상하는 하는 감정 사례를 통해 간접적인 비교결과의 유효성에 대해 분석하고, 감정결과에 활용하는 방안을 제시한다.
지중연속벽 시공을 위한 트렌치 굴착시 굴착배면지반의 침하거동을 규명하기 위한 모형실험을 실시하였다. 트렌치 굴착을 모사하는 모형실험장치를 제작하였으며 계측시스템을 이용하여 트렌치 굴착시 굴착배면지반의 침하를 측정하였다. 모형실험결과 트렌치 굴착시 굴착배면지반의 침하량은 굴착면에 가까워질수록 크게 증가하는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 지반의 상대밀도가 작고, 지하수위가 높을수록 굴착시 배면지반에서의 침하량은 크게 발생하였다. 그리고, 굴착배면지반에서의 침하량은 최종 굴착깊이의 약40%에 해당하는 이격거리에서 급격하게 증가함을 알 수 있었다. 한편, 트렌치 굴착완료후 굴착면내 안정액의 수위를 저하시킬 경우 굴착측벽에서는 벌징(Bulging) 현상이 발생되고, 굴착배면지반에서는 침하현상이 발생되어 종국에는 굴착면 상부에서 지반붕괴가 발생되었다. 모형실험에서 측정된 굴착배면지반에서의 침하량은 Clough and O'Rourke(1990)에 의해 제안된 침하량보다 작게 발생하였으며, 굴착배면지반의 침하기준선은 굴착벽면 주변에서 급격하게 증가하는 쌍곡선형태로 관찰되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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