• 제목/요약/키워드: 지속가능 설계법

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열대작물 오일로부터 바이오디젤 생산을 위한 전처리 공정 연구 (Study on Pre-treatment of Tropical Crop Oil for Bio-diesel Production)

  • 김덕근;박지연;이준표;박순철;이진석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.249.2-249.2
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    • 2010
  • 최근의 고유가와 환경오염에 대한 대응 수단으로 수송용 바이오연료의 보급에 대한 관심이 세계적으로 높아지고 있다. 이 중 바이오디젤은 동식물성 기름으로부터 메탄올과의 전이에스테르화 반응에 의해 생산되는 경유대체 연료로서 환경 친화성과 지속가능성이 인정됨에 따라 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 바이오디젤의 생산량이 증가함에 따라 대두유, 유채유, 팜유 등의 원료유 가격 상승 및 수급 불안정 문제가 대두되고 있으며 식량자원과의 충돌 문제도 발생되고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 유리지방산 함량이 높은 저가유지 자원(폐식용유, 폐돈지, 폐우지, soapstock, trapped grease)을 이용한 공정 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비활용되고 있는 해외 열대작물 열매씨앗에서 착유한 식물성 오일의 바이오디젤 원료유로서의 사용 가능성을 검토하였다. 열대작물 오일의 물성 분석 결과 고형물, 수분, 인, 유리지방산 함량이 대두원유보다 매우 높게 나타났다. 오일 중의 인지질은 바이오디젤 제조 반응후 에스테르와 글리세린의 층분리를 방해하여 공정 효율을 감소시키고 유리지방산은 염기촉매와 결합하여 지방산염을 생성해 생산수율을 감소시키는 문제를 일으킨다. 고형물과 수분은 여과와 감압증발에 의해 쉽게 제거가 가능하였다. 15~20%의 유리지방산 함유 열대작물 오일의 전처리를 위해 균질계 산촉매와 비균질 고체 산촉매를 이용해 에스테르화 반응 효율을 조사한 결과 황산이 가장 높은 효율을 보였다. 반응표면분석법(Response Surface Method, RSM)을 적용해 메탄올과 촉매량의 2변수 에스테르화반응 최적화를 수행한 결과 메탄올 26%, 촉매 0.98%로 최적 조건이 도출되었으며 초기 산가 33mgKOH/g에서 0.98mgKOH/g으로 감소됨을 확인하였다. 전처리 정제한 오일의 물성분석 결과 고형물 0.1%, 수분 0.10%, 산가 1.0mgKOH/g, 인함량 20ppm 이하로 바람직한 원료유가 생산됨을 알 수 있었다. 제조된 원료유를 이용해 전이에스테르화 반응 최적화 실험을 RSM에 근거하여 진행한 결과 KOH 0.8%, 메탄올:오일 몰비 6.2:1, 반응온도 $60^{\circ}C$, 교반속도 200rpm, 반응시간 30분으로 나타났으며 증류 정제전 97.3%, 증류후 100.0%의 바이오디젤을 생산 할 수 있었다. 열대작물 오일의 전처리 공정은 메탄올을 과잉양으로 사용함으로 효과적인 알콜 회수 공정이 중요하다. 전처리 후 층분리를 통해 회수되는 메탄올 중의 수분함량은 2%~7%로서 이를 전처리 반응에 재사용하기 위해서는 0.3%이하의 수분함량으로 정제가 필요하다. 본 연구에서는 고가의 증류탑 형태가 아닌 단증류방식으로 2단계 내지 3단계로 0.3% 수분의 메탄올 회수 조건을 도출하였으며 파일롯 공정 설계를 진행하고 있다. 이로서 본 연구의 열대작물 오일은 저가로 충분한 물량의 확보가 가능하다면 바이오디젤 원료 자원으로서 큰 활용가치가 있는 것으로 판단된다.

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테라테인먼트 스위스 볼 운동이 겨드랑신경 손상 환자의 상지기능, 통증 및 장애, 일상생활활동에 미치는 영향 : 개별대상연구 (The Effect of Theratainment Swiss Ball Exercise on the Upper Limb Function, Pain and disability, Daily Activities of a Patient with Axillary Nerve Injury: Single Subject)

  • 손보영;방요순
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.431-442
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    • 2020
  • 본 연구는 테라테인먼트 스위스 볼 운동이 겨드랑 신경 손상 환자의 상지기능, 통증, 일상생활활동에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 연구기간 및 대상은 2019년 11월 5일부터 2020년 2월 25일까지 G광역시에 거주하는 23세 여성 1명으로, 개별사례실험 연구 중 A-B-A' 설계를 사용하였다. 본 연구는 겨드랑신경 손상 환자에게 다양한 방향과 점진적 무게의 운동 형태로 반복 훈련을 제공하였다. 이는 어깨의 구조의 안정성, 가동성을 높이고, 사용가능한 어깨 기능을 강화시켜 통증을 완화에 효과적이었고 다양한 환경 안에서 활동에 따른 자세 변화의 적응력과 대응능력을 발휘하게 하여, 최대한의 독립적 생활의 수행이 가능하도록 하였다. 따라서 본 연구의 테라테인먼트 스위스 볼 운동은 겨드랑신경 손상 환자의 상지기능, 통증 및 장애, 일상생활활동에 긍정적 영향을 미쳤기에 중재방법으로의 가능성을 확인할 수 있었다. 이는 다양한 환자치료에 전문성을 요구하는 작업치료사의 치료적 접근법으로 발휘할 수 있도록 지속적인 조사와 반복연구를 통해 효과를 검증하고 발전 방안을 모색할 필요가 있다.

저타르 담배의 시장증대에 따른 새로운 필터의 역할 (The Opportunities for New Filters in the Developing Low Tar Markets)

  • Shepherd, R.J.K.;Taylor, M.J.
    • 한국연초학회:학술대회논문집
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    • 한국연초학회 1997년도 담배과학 국제학술대회
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    • pp.79-90
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    • 1997
  • 전세계 담배시장은 광고의 제한, 흡연장소의 제한과 함께 어떤면에서는 가장 중요한 연기성분 이행량에 대한 제한을 포함하여 점증하는 규제에 시달리고 있다. 특히, 타르의 양을 법으로 제한하는 나라가 많아지고 있다 유럽연합에서 볼 수 있듯이, 많은 경우에 이런 규제는 지속적이고 점차 강화되고 있어서 타르의 최대허용량은 5mg 이하 수준으로 감소할 뿐만 아니라 아마도 연기중 니코틴 양에 대한 추가적 규제도 있게 될 것이라는 것을 쉽게 생각할 수 있다. 또한, 이러한 변화의 속도는 점차 더욱 많은 나라에서 타르 감소를 추진함에 따라 더욱 빨라질 것이다. 담배산업이 직면하고 있는 난제는 이러한 변화에 잘 대응함으로써 주어진 상황에서 제품에 대한 소비자의 만족을 가능한 한 최고의 수준으로 유지하는 것이다. 이렇게 하기 위해 서는 필터 희석율과 엽조의 개선 및 필터의 구조를 달리하는 등 여러가지 방법이 있으며, 흡연자의 입장에서 모든 요인들을 가장 균형있는 형태로 조합할 때 진정한 혁신이 가능하다. 의심할 바 없이 필터의 성질은 최고의 흡연 만족도를 가진 저타르 제품의 설계에 있어서 아주 중요한 것이다. 이 논문은 전세계의 다양한 저타르 담배에 사용되고 있는 필터의 형태에 대해 고찰하고, 새로운 필터의 개발이라는 측면에서 미래에 대한 저자의 의견을 제시하고자 한다.

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수상 태양광 발전을 위한 플라스틱 부유체 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Plastic Floater for Solar Power Plant on a Body of Water)

  • 정광수;정인준;신동길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권10호
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    • pp.283-290
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    • 2020
  • 본 연구에서는 수상 태양광 발전설비를 위한 부유체 개발에 대하여 연구하였다. 부유체는 단위 모듈로 이루어진 금속재질의 프레임과 상부의 태양광 패널들을 수상에서 부력을 이용하여 지지하는 부품이다. 단위 모듈화된 프레임의 구조와 태양광 패널의 설치 환경을 고려하여 부유체에 작용하는 하중을 산출하였다. 부유체의 형상은 수압과 부력을 고려하여 바깥쪽으로 둥근 형태를 가지도록 하였으며, 유한요소해석을 수행하여 부유체의 세부 형상과 두께를 설계하였다. 설계된 부유체는 선형저밀도폴리에틸렌 플라스틱을 사용하여 회전성형법으로 제작하였다. 부유체의 압축강성을 측정한 결과, 제작된 부유체는 최대하중 322.7 kgf의 4배 이상에서도 붕괴를 일으키지 않고 강성을 유지하는 것으로 나타났다. 부유체의 장기 압축 시험을 수행하기 위하여 중력을 이용한 무게추 방식의 장기 하중 인가 장치를 제작하였다. 부유체에 무게추를 올린 후 7일 간 부유체의 압축량을 측정한 결과, 작은 하중에서도 지속적인 압축 변형이 발생하였다. 그러나 상시 하중 100 kgf 에 대하여 10년 압축량을 예측한 결과 약 4.64 mm 의 작은 변형이 예측되었다. 이와 같이 개발된 부유체는 수상 태양광 발전시스템에 사용이 가능한 것으로 나타났다.

크리프 회복 거동을 고려한 철근콘크리트 및 프리스트레스트 콘크리트 부재의 장기거동해석에 관한 연구 (Time-dependent Analysis of Reinforced and Prestressed Concrete Structures Incorporating Creep Recovery Function)

  • 김세훈;오병환
    • 콘크리트학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.279-288
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    • 1999
  • 콘크리트 구조물의 크리프해석은 주로 크리프식의 중첩원리에 기초한 방법에 의해 수행되고 있다. 그러나 크리프식의 중첩을 응력이 증가하거나 일정할 경우에는 비교적 정확한 예측이 가능하지만, 응력이 감소하는 경우에는 상당한 오차를 나타낸다. 이것은 지속하중과 응력감소 과정에서 크리프와 관련된 콘크리트의 성질이 변화되므로 크리프 회복을 크리프 식의 중첩으로 정확하게 모사할수 없기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 감소와 증가를 반복하는 응력 이력을 지니는 콘크리트 구조물의 좀더 정확하고 합리적인 장기거동 해석을 위하여 응력의 감소를 단순히 크리프식의 중첩에 의해 해석한 기존의 방법과는 달리 크리프식과 크리프 회복식으로 표현하여, 소위 2함수 방법(two-function method)를 콘크리트구조물의 해석에 적용하는 방법을 제시하였다. 본 연구의 2함수방법을 콘크리트 구조물의 장기거동 해석을 적용하기 위해, 시간단계 동안 다양한 응력 변화에 대하여 크리프 변형도 증분량을 계산하는 방법을 제시하였다. 본 연구의 해석방법에 의해서 해석된 결과를 기존의 크리프식의 중첩에 의한 결과 및 기존의 실험결과들과 비교 분석한 결과, 기존의 중첩법은 실험결과와 많은 차이를 보이고 있으나 본 연구의 해석방법은 실험결과와 잘 맞고 있음을 보여주고 있다. 따라서, 크리프회복식을 이용하는 본 연구의 해석방법은 기존의 크리프식의 중첩방법이나 기존의 설계기준에 비해 변화하는 응력이력 하에서의 콘크리트 구조물의 크리프거동을 더 정확하게 서술할 수 있는 방법으로서 앞으로 설계기준 작성과 실제 구조물 해석에 효율적인 응용이 기대되고 있다.

반응표면분석법을 활용한 Pantoea agglomerans SRCM 119864의 Indole-3-acetic acid 생산 배지 최적화 (Optimization of the Indole-3-Acetic Acid Production Medium of Pantoea agglomerans SRCM 119864 using Response Surface Methodology)

  • 정호진;하광수;정수지;류명선;김진원;정도연;양희종
    • 생명과학회지
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    • 제32권11호
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    • pp.872-881
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    • 2022
  • 본 연구에서는 토양으로부터 분리한 Indole-3-acetic acid (IAA) 고생산 균주인 Pantoea agglomerans SRCM 119864의 IAA 생산량을 증가시키기 위해 반응표면분석법을 활용하여 배지 조성 최적화를 수행하였다. Plackett-Burman design (PBD)을 이용하여 전구체인 L-tryptophan 이외의 IAA 생산에 영향을 주는 배지 성분 11개의 영향을 조사하였으며, 통계학적 분석을 통해 IAA 최적생산을 위한 배지 인자로 sucrose, tryptone, sodium chloride를 선정하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자와 L-tryptophan의 농도 최적화를 수행하기 위해 적은 실험수로도 최적값을 분석할 수 있는 hybrid design을 설계하였다. 실험 모형에서 예측한 P. agglomer- ans SRCM 119864 균주의 IAA 최적 생산을 위한 배지 조성과 농도는 sucrose 13.38 g/l, tryptone 18.34 g/l, sodium chloride 9.71 g/l, L-tryptophan 6.25 g/l로 분석되었으며, 이때의 IAA 생산량은 64.34 ±1.07 mg/l로 예측되었다. ANOVA 분석을 통하여 실험 모형의 통계학적 유의성과 적합성을 검증하였으며, 설계한 최적 조성배지에서 모델 검증실험을 수행하여 IAA 생산량을 측정한 결과, 예측된 IAA 생산량과 매우 유사함을 확인하였으며, 최종 최적화 수행을 통해 IAA 생산량을 기본 배지 대비 44.56% 증가시켰다. 본 연구를 통하여 토양에서 IAA를 고생산하는 균주를 선별하여 배지 조성 최적화를 수행하였으며, 이를 바탕으로 지속가능한 농업 및 작물 생산량 증대를 위한 산업화 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

조경진흥시설과 조경진흥단지 제도 활성화 방안 연구 (Improvement Plan to Facilitate a Landscape Architectural Promotion Facility and Complex System)

  • 김용국;김신성
    • 한국조경학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.9-16
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    • 2018
  • 조경은 지속가능한 국토 도시 환경 구축을 위해 필수불가결한 전문 분야이다. 조경산업은 국민들의 건강과 복지증진, 도시 활성화와 주거 환경 개선, 일자리 창출 등과 밀접한 관련이 있다. 조경의 다양한 공익적 가치에도 불구하고, 조경서비스의 질적 제고를 위해 전제되어야 할 조경산업의 성장동력은 정체되어 있다. 사업 규모의 영세화, 안정적 생산 유통 체계 부재, 협업 체계 미흡, 신기술 도입 어려움 등의 복합적 문제를 드러내고 있다. 2015년 "조경진흥법" 제정을 통해 조경산업의 집적을 통한 활성화를 지원하기 위해 조경진흥시설과 조경진흥단지 제도를 마련하였으나, 구체적인 운용 방안이 부재한 실정이다. 본 연구는 조경 분야 종사자와 전문가를 대상으로 한 인식조사를 통해 조경분야 발전을 위해 도입된 조경진흥시설과 조경진흥단지 제도의 활성화 방안을 마련하고자 하였다. 주요 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 조경분야 종사자들과 전문가들은 조경 산업 진흥을 위한 정책 및 사업의 필요성을 매우 높게 인식하고 있다. 둘째, 조경진흥시설에 적합한 산업 유형은 설계, 유지 관리, 시공 분야가 선정되었다. 조경진흥단지에 적합한 산업 유형은 조경수와 조경시설물 생산 및 유통 분야가 선정되었다. 셋째, 조경진흥시설 지정을 통해 얻게 되는 기대효과로는 '네트워크 확대를 통한 사업기회 증가', 조경진흥단지 지정을 통해 얻게 되는 기대효과로는 '각종 정보 공유 활성화'가 높게 평가되었다. 넷째, 조경진흥시설 지정기준 중에서는 '지자체 조경 산업 규모와 육성 역량'이, 조경진흥단지 지정기준 중에서는 '사업추진계획의 실현가능성'이 가장 중요한 것으로 나타났다. 다섯째, 조경진흥시설 제도 활성화를 위해 필요한 지원방안으로는 '세제 혜택 및 부담금 면제', 조경진흥단지의 경우에는 '유지 관리비 지원'이 중요한 것으로 나타났다.

저온에서의 콘크리트 강도 확보를 위한 경제적 배합 방안 (An Economic Mix Design Methodology for the Development of Concrete Strength at Low Temperature)

  • 김상철;김용직;김영진
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.95-103
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    • 2012
  • 프리캐스트 콘크리트 공법은 건식공법으로서 현장에서의 작업량을 최소화할 수 있으며 품질관리가 쉽고, 조립으로 공기단축이 가능하지만, 공기상 조기에 콘크리트 강도를 확보하기 위하여 콘크리트의 강도발현속도를 촉진시키는 증기양생법에 의존하여 왔다. 그러나 최근에 나타나고 있는 중동에서의 정치적 불안이나 국제 경제의 불안정으로 인해 지속적으로 유류비는 상승되고 있다. 따라서 본 연구에서는 프리스트레스트용 프리캐스트 콘크리트 제품 생산을 위해 저온의 조건에서 증기양생을 사용하지 않고 1일 압축강도 14MPa 이상, 설계기준압축강도 40MPa를 확보하는 콘크리트 개발을 목표로 하였다. 1종 포틀랜드시멘트와 3종 조강포틀랜드시멘트, 특수목적의 조강혼합시멘트 등 3종류의 시멘트에 대해 굳지 않은 콘크리트의 물성과 압축강도를 실험을 통해 평가하였다. 실험결과, 조강용 시멘트들은 슬럼프와 슬럼프경시변화, 공기량 확보 측면에서 불리하였지만 강도 측면에서는 목표값 이상을 확보하였으며 특히, 조강혼합시멘트가 가장 우수한 것으로 나타났다.

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Annealed effect on the Optical and Electrical characteristic of a-IGZO thin films transistor.

  • 김종우;최원국;주병권;이전국
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.53.2-53.2
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    • 2010
  • 지금까지 능동 구동 디스플레이의 TFT backplane에 사용하고 있는 채널 물질로는 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)과 저온 폴리실리콘(low temperature poly-Si)이 대표적이다. 수소화된 비정질 실리콘은 TFT-LCD 제조에 주로 사용되는 물질로 제조 공정이 비교적 간단하고 안정적이며, 생산 비용이 낮고, 소자 간 특성이 균일하여 대면적 디스플레이 제조에 유리하다. 그러나 a-Si:H TFT의 이동도(mobility)가 1 cm2/Vs이하로 낮아 Full HD 이상의 대화면, 고해상도, 고속 동작을 요구하는 UD(ultra definition)급 디스플레이를 개발하는데 있어 한계 상황에 다다르고 있다. 또한 광 누설 전류(photo leakage current)의 발생을 억제하기 위해서 화소의 개구율(aperture ratio)을 감소시켜야하므로 패널의 투과율이 저하되고, 게이트 전극에 지속적으로 바이어스를 인가 시 TFT의 문턱전압(threshold voltage)이 열화되는 문제점을 가지고 있다. 문제점을 극복하기 위한 대안으로 근래 투명 산화물 반도체(transparent oxide semiconductor)가 많은 관심을 얻고 있다. 투명 산화물 반도체는 3 eV 이상의 높은 밴드갭(band-gap)을 가지고 있어 광 흡수도가 낮아 투명하고, 광 누설 전류의 영향이 작아 화소 설계시 유리하다. 최근 다양한 조성의 산화물 반도체들이 TFT 채널 층으로의 적용을 목적으로 활발하게 연구되고 있으며 ZnO, SnO2, In2O3, IGO(indium-gallium oxide), a-ZTO(amorphous zinc-tin-oxide), a-IZO (amorphous indium-zinc oxide), a-IGZO(amorphous indium-galliumzinc oxide) 등이 그 예이다. 이들은 상온 또는 $200^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 PLD(pulsed laser deposition)나 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition)으로 손쉽게 증착이 가능하다. 특히 이중에서도 a-IGZO는 비정질임에도 불구하고 이동도가 $10\;cm2/V{\cdot}s$ 정도로 a-Si:H에 비해 월등히 높은 이동도를 나타낸다. 이와 같이 a-IGZO는 비정질이 가지는 균일한 특성과 양호한 이동도로 인하여 대화면, 고속, 고화질의 평판 디스플레이용 TFT 제작에 적합하고, 뿐만 아니라 공정 온도가 낮은 장점으로 인해 플렉시블 디스플레이(flexible display)의 backplane 소재로서도 연구되고 있다. 본 실험에서는 rf sputtering을 이용하여 증착한 a-IGZO 박막에 대하여 열처리 조건 변화에 따른 a-IGZO 박막들의 광학적, 전기적 특성변화를 살펴보았고, 이와 더불어 a-IGZO 박막을 TFT에 적용하여 소자의 특성을 분석함으로써, 열처리에 따른 Transfer Curve에서의 우리가 요구하는 Threshold Voltage(Vth)의 변화를 관찰하였다.

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u-CCTV 화재 감시 시스템 개발을 위한 시스템 및 화재 판별 기술 연구 (A Study on u-CCTV Fire Prevention System Development of System and Fire Judgement)

  • 김영혁;임일권;이계귀;박소아;김명진;이재광
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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    • pp.463-466
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    • 2010
  • 본 논문에서는 CCTV를 기반으로 한 화재 감시 시스템 개발을 위하여 기존 센서를 기반으로 하는 화재 탐지 시스템과 영상을 기반으로 하는 시스템들의 장단점을 분석하고 국가적으로 지원하고 있는 U-City, U-Home, U-Campus 등 확산되는 유비쿼터스 환경에 적합한 화재 감시 시스템 모델과 화재를 판별하기위한 기술을 제안한다. 본 연구를 위해 영상을 촬영할 카메라로는 Microsoft LifeCam VX-1000을 사용하였으며, 영상을 촬영하는 코덱으로는 H.264를 사용하였다. 카메라로부터 촬영된 영상 데이터를 가공하여 서버에 전달하는 클라이언트는 Linux OS를 사용하는 ARM9 S3C2440 보드로 제작하였다. 클라이언트와 서버의 영상 데이터 송/수신은 기본적으로 1:1 방식으로 되어있다. 그리하여 카메라의 데이터를 다중으로 수신하기 위한 멀티캐스트 1:N이 가능하게 명세하여, 화재 감시를 위한 다각적 영상 수신 시스템을 설계하였다. 영상 데이터는 RGB 형식을 YUV로 변환하여 전송하며, 화재를 감지하기위한 모션 추출을 위해 Y값을 이용한다. 화재 판별은 붉은 색상을 감지하고 Y값의 움직임을 계산해 화재시 지속적으로 타오르는 불꽃의 모션을 감지하여 판단하는 판별법을 적용한 시스템을 최종적으로 제안한다.

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