• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.379-386
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• 2021

본 연구 목적은 미세조류 대량생산을 위한 ICT와 BT기술이 융합된 계단식 연속 배양 시스템(CCCS)을 개발함에 있다. 본 시스템은 미세조류 성장에 필요한 주요 운전변수인 pH, 온도, 이산화탄소와 조도 제어를 통해 실시간 배양조건 유지를 통해 세포성장 증진과 계절과 장소에 관계없이 미세조류를 생산할 수 있어 경제성이 확보 된 시스템이다. 또한, 안정적이고 높은 생산성을 제공하는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 이 시스템을 활용하여 71일간 미세조류를 배양하고 실험 데이터를 분석하였다. 그 결과, 배양초기 O.D.는 수조1에서 0.006로 측정되었으며 이후 배양 71일, O.D.는 수조1: 0.399, 수조2: 0.961, 수조3: 0.795 그리고 수조4: 0.438로 측정되었다. 따라서 배양기간 동안 연속적인 배양이 가능함이 확인되었다. 대량 배양 방식인 ISMC (In-situ monitoring and control)기반 스마트팜을 제시하고, 본 개발기술을 통해 미세조류 이외의 수경재배 기반의 약용식물 등에 적용하여 식품, 화장품 그리고 의료 소재용 고부가가치 식물 재배에도 적용이 가능한 상업화 적합 기술이라 사료된다.

• 현장농수산연구지
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• 제23권2호
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• pp.99-111
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• 2021

농경지, 농기계, 농작업자 간 IoT 등의 통신 기술을 이용한 유기적인 정보교환을 통해 생산성, 효율성, 수익성을 높이는 지능형 데이터 농업 형태인 커넥티드 팜이 상용화 단계에 있다. 본 연구는 지능형 농업기계의 교육과정과 농업기계 안전교육 성과지표를 개발하고자 ICT, 로봇, 인공지능 등 첨단 기술을 적용한 농업생산의 무인화 및 고효율화 변화에 따른 농업기계의 특허 동향을 조사 분석하였다. 노지용 자동화 기술과 관련해서 미국, 일본, 유럽, 한국의 특허 건수는 각각 541건, 326건, 128건, 85건으로 미국에서의 특허 활동이 가장 활발한 것으로 나타났고, 일본, 유럽, 한국의 순으로 조사되어 한국에서의 농업 자동화 기술이 선진국에 비해 뒤쳐져있는 것으로 조사되었다. 노지 자동화 기술의 세분기술 분야로 보면, 경로 생성 및 추종 기술, 환경 인식을 통한 작업기 제어 기술, 로봇 농작업 시스템 설계 기술, 작물 및 환경 센싱 기술, 수확량 및 품질 모니터링 기술 분야 순으로 출원 점유율이 높은 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권3호
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• pp.253-259
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• 2018

본 연구에서는 딸기의 생육 및 환경관련 데이터를 활용하여 딸기 재배 온실의 최적 환경 구현을 위한 시스템을 선정하고 생산성 향상에 대한 연구를 위한 기초자료로 활용할 목적으로 서부 경남 지역 중 딸기 재배로 유명한 지역의 온실을 대상으로 현장조사를 실시하였다. 이 결과를 바탕으로 경상대학교 내에 딸기 재배용 테스트 베드 온실을 설치하여 연구를 실시하고자 본 연구를 수행하였다. 그 결과 재배농가의 연령대를 보면, 상대적으로 50대 및 60대가 가장 많았지만, 50대 이하가 27개 농가로서 전체의 약 67.5%정도이었고, 60대 이상은 32.5%정도인 것으로 나타났다. 재배경력의 경우, 10년 이하가 주류를 이루고 있지만 30년 이상인 경우도 있었다. 대상농가 모두가 단동온실로서 대부분이 아치 형태인 것으로 나타났으며, 양액재배 농가가 약 75%정도로 토경재배보다 많은 것으로 나타났다. 양액재배의 경우, 전체 농가가 고설재배를 하고 있었다. 단동온실의 폭, 측고 및 동고는 조사지역에 관계없이 각각 7.5~8.5m, 1.3~1.8m 및 2.5~3.5m정도 이었다. 서까래 간격도 0.7~0.8m정도인 것으로 나타났다. 고설재배의 경우, 고설재배 베드의 폭, 높이 및 간격은 각각 0.25m전후, 1.2m전후 및 1.0m전후인 것으로 조사되었다. 딸기 품종의 경우, 국산이 약 97.5%를 차지하고 있었고, 이 중 설향이 약 65.0%로서 가장 선호하고 있는 것으로 나타났다. 온실 내부 환경요인으로 38개 농가가 온도와 상대습도만 계측하였다. 2개 농가는 최근에 국산 제품인 스마트 팜 시스템을 도입한 농가도 있었다. 양액재배의 경우는 양액제어 시스템을 이용하고 있었다. 이 외에도 관비기를 사용하거나 환기 및 유동 팬을 사용하고 있는 농가도 있었다. 온습도 조절은 스마트 팜 시스템을 도입한 농가를 제외하고 약 85%인 34개 농가에서 측창이나 환기팬을 작동시키는 제어패널만을 이용하여 조절하였고, 수동으로 측창을 개폐하고 있는 농가도 10%정도인 4개 농가가 있었다. 보온 및 난방의 경우, 전체 대상 농가가 수막을 이용하고 있었다. 이 외에 필요에 따라 기름 및 전기보일러, 방열 램프 및 부직포 등을 병행하여 이용하는 농가도 다수 있었다.

• 대한교통학회지
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• 제29권5호
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• pp.121-138
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• 2011

최근 보다 경제적이고 쉽게 적용이 가능한 차량간 무선통신과 같은 첨단 기술들은 고비용의 교통시설과 미래의 교통수요에 대한 공간적 시스템 확장이 제한적인 고속도로에서 주로 시행되고 있는 중앙제어식 인프라기반 교통정보시스템의 가능한 대안으로 간주되고 있다. 본 논문은 차량간 무선통신을 이용한 분산식 첨단교통정보시스템을 개발하고 제안된 시스템의 효과 (운전자의 통행시간단축)를 향상시키는 세가지 보조기능(독립자동유고감지알고리즘, 실험차량 샘플 모델, 운전자행태 모델)을 소개하고자 한다. 그리고 전형적인 $6{\times}6$ 도시형 도로망에서 미시적 시뮤레이션모델(VISSIM)을 이용해서 세가지 중요한 패러미터(교통류, 무선통신 라디오 레인지, 통신차량의 보급율)에 따른 그 효과를 교통사고 시나리오에서 평가하고자 한다. 본 논문의 연구결과로는 세가지 시스템 패러미터가 증가함에 따라 보다 많은 무선통신 차량이 교통데이터 전송에 관련되었고 데이터전송 속도도 더 빨라짐을 보였다. 또한 통신차량들은 동적으로 현재의 교통상황 파악과 교통사고로 야기된 정체지역을 우회하는 최적의 경로를 탐색함으로써 운전자의 통행시간을 단축시키는 결과를 보였다. 교통사고로 인한 혼잡교통류 상황에 순간적으로 반응(통행시간 데이터베이스 갱신과 최적 경로 탐색)하는 차량들을 중심으로, 상대적으로 교통량이 적은 상황에서는 보다 시스템 효율적인 시간대에 운전자들이 경로를 변경하는 행태를 보인 반면에 교통량이 많은 상황에서는 많은 운전자들이 덜 효율적인 시간대, 예를 들면 교통사고가 해소된 후에도 경로를 변경하는 경우가 목격되었다. 따라서 차량당 평균통행시간단축은 교통수요와 밀접한 관계를 보였다. 그리고 실제 교통사고 시간 동안 교통사고의 직접적인 영향에 의해서 경로를 변경하는 통신차량들을 제외하면 도로망에 진입하는 차로에 있는 통신차량이 도로망내에 있는 다른 통신차량보다 통행시간이 짧은 것으로 나타났다. 또한 교통사고지점의 위치와 방향은 경로변경차량의 공간적인 분포를 결정하는 것으로 나타났다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.156-167
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• 2021

본 논문에서는 5세대 이동통신 네트워크 서비스의 커버리지를 확장하고, 빌딩내에서의 안정적인 무선 네트워크 연결해 주는 5G 광중계기의 인빌딩용 디지털 송수신 유닛 설계를 제안한다. 제안된 5G 광중계기 구동을 위한 디지털 송수신 유닛은 신호처리부, RF 송수신부, 광입출력부, 클록발생부 등의 4개 블록으로 구성된다. 신호처리부는 CPRI 인터페이스의 기본 동작과 4채널 안테나 신호의 조합 및 외부에서의 제어 명령에 대한 응답 등 중요한 역할을 수행한다. 또, JESD204B 인터페이스로 고품질의 IQ 데이터를 송수신 한다. 파워 앰프를 보호하기 위해 CFR, DPD 블록이 동작한다. RF 송수신부는 안테나로부터 수신된 RF 신호를 AD 변환하여 JESD204B 인터페이스로 신호처리부에 전달되고, 신호처리부에서 JESD204B 인터페이스로 전달된 디지털 신호를 DA 변환하여 안테나로 RF 신호를 송신한다. 광입출력부는 전기신호를 광신호로 변환하여 송신하고, 광신호를 전기신호로 변환하여 수신한다. 클록발생부는 광입출력부의 CPRI 인터페이스에서 공급되는 동기 클록의 지터(Jitter)를 억제하고, 신호처리부와 RF 송수신부에 안정적인 동기 클록을 공급한다. CPRI 연결전에는 로컬 클록을 공급하여 CPRI 연결 준비 상태로 동작한다. 본 논문에서 제안된 5G 광중계기 구동을 위한 디지털 송수신 유닛의 정확성을 평가하기 위해서 Xilinx 사의 MPSoC 계열의 XCZU9CG-2FFVC900I를 사용하였고 설계 툴은 Vivado 2018.3을 사용하였다. 본 논문에서 제안된 5G 광중계기 디지털 송수신 유닛이 ADC로 입력되는 5G RF 신호를 디지털로 변환하여 CPRI를 통해 JIG로 전달하는 Uplink 동작과 JIG로부터 CPRI를 통해 전달받은 Downlink 데이터 신호를 DAC로 출력하는 기능과 성능을 평가하였다. 실험결과는 평탄도, Return Loss, Channel Power, ACLR, EVM, Frequency Error 등이 목표로 한 설정 값 이상의 성능이 나타남을 확인 할 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권4호
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• pp.293-302
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• 2014

본 연구에서는 배추 재배에 적합한 규격과 생육 환경을 조성해 줄 수 있는 비가림하우스를 개발하고자 하였다. 전국 53개 배추 비가림재배 농가를 대상으로 비가림하우스 구조실태 및 구조개선 희망사항을 조사하여 비가림하우스 폭과 높이를 설정하였다. 비가림하우스 규격은 농기계 작업의 용이성, 농가의 의견 등을 고려하여 폭 6m, 처마높이 1.6m, 지붕높이 3.2m로 결정하였다. 서까래 규격별 구조안전성과 설치비를 분석한 후 설치비가 가장 적게 드는 Ø$25.4{\times}1.5t$ 파이프를 서까래로 하고 그 간격이 90cm인 모델을 기본 규격으로 결정하였다. 이 규격은 풍속 $27m{\cdot}s^{-1}$, 적설 17cm에 안전하기 때문에 이보다 기상하중이 큰 지역에는 적용하기가 곤란한데, 이를 해소하기 위해 피복재를 용마루까지 열어 골조 피해를 예방할 수 있는 구조로 설계하였다. 비가림하우스 양 측면에 있는 수동개폐기를 돌려 하우스밴드를 느슨하게 풀어주고 제어반에서 열림버튼을 누르면 개폐모터가 가이드 파이프를 따라 올라가면서 피복재가 용마루까지 개방된다. 피복재를 완전 개방할 경우 해충으로 인한 피해가 우려되므로 농가에서는 이를 막기 위해 방충망을 설치할 수 있다. 배추를 재배하는 기간에 태풍이 지나갈 수 있기 때문에 방충망이 구조안전에 미치는 영향을 분석하였다. $40m{\cdot}s^{-1}$의 바람이 방충망으로 덮여있는 비가림하우스 측면에 수직으로 작용하는 조건에 대해 유동-구조 연성해석 기법을 이용하여 구조안전성을 분석하였다. 유동해석 결과, 피복재 부분은 바람의 영향을 그대로 받기 때문에 피복재 표면에 압력이 크게 작용하였다. 방충망 부분에도 풍하중이 작용하였으나 피복재 부분보다는 압력이 작게 작용하고 분포가 균일하였다. 유동해석에서 도출된 압력 데이터를 적용하여 구조해석한 결과, 최대응력은 파이프의 끝단 즉, 지면부분에서 나타났으며, 그 값은 54.6Mpa이었다. 구조안전 판단 기준인 파이프의 허용응력 215MPa 이내여서 구조적으로 안전한 것으로 판단되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.321-322
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• 2012

의료용 방사선 장비는 초기의 아날로그 방식의 필름 및 카세트에서 진보되어 현재는 디지털 방식의 DR (Digital Radiography)이 널리 사용되며 그에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. DR은 크게 간접방식과 직접방식의 두 분류로 나눌 수 있는데, 간접방식은 X선을 흡수하면 가시광선으로 전환하는 형광체(Scintillator)를 사용하여 X선을 가시광선으로 전환하고, 이를 Photodiode와 같은 광소자로 전기적 신호로 변환하여 방사선을 검출하는 방식을 말하며, 직접 방식은 X선을 흡수하면 전기적 신호를 발생 시키는 광도전체(Photoconductor)를 사용하여 광도전체 양단 전극에 고전압을 인가한 형태를 취하고 있는 가운데, X선이 조사되면 일차적으로 광도전체 내부에서 전자-전공쌍(Electron-hole pair)이 생성된다. 이들은 광도전체 양단의 인가되어 있는 전기장에 의해 전자는 +극으로, 전공은 -극으로 이동하여 아래에 위치한 Active matrix array을 통해 방사선을 검출하는 방식이다. 본 연구에서는 직접방식 X-ray 검출기에서 활용되는 a-Se을 ITO (Indium Thin oxide) glass 상단에 Thermal evaporation증착을 이용하여 두께 $50{\mu}m$, 33 넓이로 증착 시킨 다음, a-Se상단에 Sputtering증착을 이용하여 ITO를 11 cm, 22 cm, $2.7{\times}2.7cm$ 넓이로 증착시켜 상하부의 ITO를 Electrode로 이용하여 직접방식의 X-ray검출기 샘플을 제작하였다. 제작 과정 중 a-Se의 Thermal evaporation증착 시, 저진공 $310^{-3}_{Torr}$, 고진공 $2.210^{-5}_{Torr}$에서 보트의 가열 온도를 두 번의 스텝으로 나누어 증착 시켰다. 첫 번째 스텝 $250^{\circ}C$, 두 번째 스텝은 $260^{\circ}C$의 조건으로 증착하여 보트 내의 a-Se을 남기지 않고 전량을 소모할 수 있었으며, 스텝간의 온도차를 $10^{\circ}C$로 제어하여 균일한 박막을 형성 할 수 있었다. Sputtering증착 시, 저진공 $2.510^{-3}$, 고진공 $310^{-5}$에서 Ar, $O_2$를 사용하여 100 Sec간 플라즈마를 생성시켜 ITO를 증착하였다. 제작된 방사선 각각의 검출기 샘플 양단의 ITO에 500V의 전압을 인가하고, 진단 방사선 범위의 70 kVp, 100 mA, 0.03 sec 조건으로 X-ray를 조사시켜 ITO넓이에 따른 민감도(Sensitivity)와 암전류(Dark current)를 측정하였다. 측정결과 민감도(Sensitivity)는 X-ray샘플의 두께에 따른 $1V/{\mu}m$ 기준 시, 증착된 ITO의 넓이가 11 cm부터 22 cm, $2.7{\times}2.7cm$까지 각각 $7.610nC/cm^2$, $8.169nC/cm^2$, $6.769nC/cm^2$로 22 cm 넓이의 샘플이 가장 높은 민감도를 나타내었으나, 암전류(Dark current)는 $1.68nA/cm^2$, $3.132nA/cm^2$, $5.117nA/cm^2$로 11 cm 넓이의 샘플이 가장 낮은 값을 나타내었다. 이러한 데이터를 SNR (Signal to Noise Ratio)로 합산 하였을 시 104.359 ($1{\times}1$), 60.376($2{\times}2$), 30.621 ($2.7{\times}2.7$)로 11 cm 샘플이 신호 대 별 가장 우수한 효율을 나타냄을 알 수 있었다. 따라서 ITO박막의 면적이 클수록 민감도는 우수하나 그에 따른 암전류의 증가로 효율이 떨어짐을 검증 할 수 있었으며, 이는 ITO면적이 넓어짐에 따른 저항의 증가로 암전류에 영향을 끼침을 할 수 있었다. 본 연구를 통해 a-Se의 ITO 박막 면적에 따른 전기적 특성을 검증할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.16-22
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• 2024

전기자동차와 신재생에너지에 관한 관심이 높아지면서 건설장비 산업분야에서도 리튬이온 배터리를 접목하려는 요구가 높아지고 있다. 건설중장비는 건설 현장의 다양한 작업으로 인해 전류 용량의 감소가 급속히 진행되기 때문에 SOC(State of Charge) 및 SOH(State of Health) 같은 배터리의 상태를 더욱 정확하게 추정할 필요가 있다. 본 논문에서는 SOC와 SOH를 동시에 추정이 가능한 적응제어 기법 기반 이중확장칼만필터(Dual Extended Kalman Filter, DEKF) 알고리즘을 이용하여 실제 측정데이터와의 오차를 비교하였다. 배터리 충전 상태 예측을 위해 배터리 셀을 완전 충전 후 0.2C-rate조건에서 SOC 5% 간격으로 OCV를 측정하였고, 배터리의 열화를 판단할 수 있는 건전성 지표 확보를 위해 다양한 C-rate(0.2, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5C rate) 조건에서 50 Cycle 동안 노화 실험을 수행하였다. DEKF를 이용한 SOC 및 SOH 추정 오차는 C-rate이 커질수록 커지는 경향을 보였으며 특히 SOC 추정결과, 0.2, 0.5 및 1C-rate에서 6%이하로 나타남을 확인하였다. 또한 SOH 추정 결과는 0.2 와 0.3C-rate에서 각각 최대오차 1.0% 및 1.3% 이내로 좋은 성능을 보이는 것으로 확인하였다. 다만, C-rate가 0.5C-rate에서 1.5C-rate으로 증가함에 따라 추정오차도 1.5%에서 2%로 다소 증가하는 것을 확인할 수 있었으나, 모든 C-rate 조건에서 DEKF를 사용한 SOH의 추정 성능은 약 2% 이내인 것으로 나타났다.