• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.83-92
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• 2010

센서 네트워크는 다양한 응용분야에 적용될 수 있다. 환경 센서와 무선 네트워크를 이용하여 환경정보를 수집하고 생태계를 감시하는 시스템은 대표적인 센서 네트워크 응용 시스템이다. 그러나 센서 노드의 제한된 배터리 용량은 네트워크와 시스템의 수명을 결정하는 핵심 요소이며, 수집되는 정보의 품질에도 영향을 미친다. 우리는 캠퍼스에 구축된 환경정보 시스템의 실험을 통해 환경 센서 노드의 수명에 영향을 미치는 요소를 식별하고 향후 센서 네트워크 응용 시스템 구축에 유용한 몇 가지 제안을 제시하고자 한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권4호
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• pp.631-646
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• 2016

Although the deployment of wireless sensors for structural sensing and monitoring is becoming popular, supplying power to these sensors remains as a daunting task. To address this issue, there have been large volume of ongoing energy harvesting studies that aimed to find a way to scavenge energy from surrounding ambient energy sources such as vibration, light and heat. In this study, a magnetic resonance based wireless power transfer (MR-WPT) system is proposed so that sensors inside a concrete structure can be wirelessly powered by an external power source. MR-WPT system offers need-based active power transfer using an external power source, and allows wireless power transfer through 300-mm thick reinforced concrete with 21.34% and 17.29% transfer efficiency at distances of 450 mm and 500 mm, respectively. Because enough power to operate a typical wireless sensor can be instantaneously transferred using the proposed MR-WPT system, no additional energy storage devices such as rechargeable batteries or supercapacitors are required inside the wireless sensor, extending the expected life-span of the sensor.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.249-252
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• 2008

유비쿼터스 헬스케어에서의 착용형(Wearable) 생체신호 모니터링 시스템은 가슴 부착형, 손목시계형, 신발, 의복형 등과 같은 형태로 많은 연구들이 진행 중에 있으며, 본 논문에서는 가슴 부착형태의 인체 착용형 다중 생체신호 시스템을 설계하고, 다중 생체신호 모니터링 시스템을 위해 심전도와 3축 가속도 센서를 사용하여 심전도 신호 측정 및 신체 움직임에 따라 변화하는 값을 측정할 수 있도록 구현하였다. 구현한 시스템은 생체센서노드, 센서보드, 생체신호 수집을 위한 베이스스테이션 노드로 구성된다. 생체센서노드는 가슴 부착형으로 신체에 착용하여 사용자의 심전도와 가속도 신호를 계측하도록 설계하였으며, 서버 PC에 연결된 베이스스테이션 노드로 계측된 생체신호를 전송한다. 센서보드는 심전도와 가속도 신호를 측정하기 위한 센서로 구성되며, 생체센서노드와 일체형으로 장착이 가능하도록 설계하였다. 또한, 생체신호 수집을 위한 베이스스테이션 노드는 IEEE 802.15.4 무선통신을 통해 생체센서노드로부터 전송된 생체신호를 수집하여 그 수집된 생체신호를 실시간으로 서버 PC에 디스플레이가 가능하다. 본 논문에서 구현한 시스템을 통해 P, QRS, T파로 구성된 심전도 신호를 계측할 수 있었으며, 계측된 신호에서 심전도 신호의 파형 성분들이 나타남을 확인 할 수 있었다. 또한, 3축 가속도 센서에 의해 신체의 움직임에 따라 변화하는 x, y, z의 3축 가속도 출력 값을 얻을 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권5호
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• pp.459-465
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• 2022

This paper reports a method to use a wireless sensor network deployed in the field to real-time monitor soil moisture, warning when the moisture level reaches a specific value, and wirelessly controlling an additional device (LED or water supply system, etc.). In addition, we report all processes related to wireless irrigation system, including field deployment of sensors, real-time monitoring using a smartphone, data calibration, and control of additional devices deployed in the field by smartphone. A commercially available open-source Internet of Things (IoT) platform, NodeMCU, was used, which was combined with a 9V battery, LED and soil humidity sensor to be integrated into a portable prototype. The IoT-based soil humidity sensor prototype deployed in the field was installed next to a tree for on-site demonstration for the measurement of soil humidity in real-time for about 30 hours, and the measured data was successfully transmitted to a smartphone via Wifi. The measurement data were automatically transmitted via e-mail in the form of a text file, stored on the web, followed by analyses and calibrations. The user can check the humidity of the soil real-time through a personal smartphone. When the humidity of a soil reached a specific value, an additional device, an LED device, placed in the field was successfully controlled through the smartphone. This LED can be easily replaced by other electronic devices such as water supplies, which can also be controlled by smartphones. These results show that farmers can not only monitor the condition of the field real-time through a sensor monitoring system manufactured simply at a low cost but also control additional devices such as irrigation facilities from a distance, thereby reducing unnecessary energy consumption and helping improve agricultural productivity.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.459-464
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• 2023

본 논문은 태양광을 이용하여 에너지를 발전하여 생성되는 전력으로 각종 센서 및 환경 모니터링이 가능하도록 계통 독립형 전력을 공급한다. 생산된 잉여 전력은 리튬 배터리에 저장시켜 태양광이 없는 환경에서도 컨테이너 하우스가 원활한 구동이 가능하도록 설계하였다. 긴 장마나 폭설로 인하여 태양광 생성이 어려우면 디젤발전으로 시스템이 멈추지 않고 구동할 수 있도록 하였다. 태양광 및 전력 관리를 위해 BMS(Battery Management System)를 구축하여 태양광 방/충전 및 사용량을 모니터링한다. 각종 센싱 데이터를 자동으로 기록하고 전송되며, 컴퓨터 및 스마트폰 앱을 통해 무선 모니터링이 가능하도록 설계하였다. 본 연구에서 제안하는 컨테이너 하우스는 계통 전원이 없는 오지, 공원, 행사장, 공사현장 등에서 최적의 에너지 운영을 수행함으로써 효율적인 에너지 관리가 가능하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.392-402
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• 2020

본 논문은 광센서 없는 태양광 추적 시스템을 제안한다. 태양광 추적, MPPT, ESS, 모니터링의 4가지 기능을 모듈화하여 시스템을 구현하였다. 9개의 태양광 패널을 기본단위로, 바람의 영향을 저감하고, 광센서 없이 태양광 추적이 가능하도록 상하좌우 패널의 높낮이를 다르게 한 격자형 구조를 채택하였다. 저가형 MCU를 이용한 부스트 컨버터 PWM 스위칭을 위해 기존 MPPT의 연산 방법을 개선하였다. ESS 모듈은 리튬 이온 배터리 12개(직렬 3셀과 병렬 4셀)를 기본 단위로 구성하여 온도 및 전기 특성의 이상 유무 감시가 가능하게 하였다. 각 모듈의 MCU는 Atmega128 또는 Raspberry PI로 구성하였으며 운전 정보를 상호 교환하고, IoT 기술을 응용하여 실시간 원격 모니터링과 클라우드에 데이터베이스를 구축하여 유지보수가 가능하게 하였다. 실험을 위해 제작된 태양광 발전 시스템의 운전 데이터는 각 모듈의 분산 및 원격 모니터링의 가능성, 유지보수의 편의성 및 광추적 성능을 증명한다.

• 센서학회지
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• 제15권5호
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• pp.334-340
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• 2006

A compact biosignal monitoring device was developed. Electrodes for electrocardiogram (ECG) and a LED and silicon detector for photoplethysmogram (PPG) were used. A lead II type was arranged for ECG measurement and reflected light was measured at the finger tip for PPG. A single chip microprocessor (model ADuC812, Analog Device) controlled a measurement protocol and processed measured signals. PPG and ECG had a sampling rate of 300 Hz with 8-bit resolution. The maximum power consumption was 100 mW. The microprocessor computed pulse transit time (PTT) between the R-wave of ECG and the peak of PPG. To increase the resolution of PTT, analog peak detectors obtained the peaks of ECG and PPG whose interval was calculated using an internal clock cycle of 921.6 kHz. The device was designed to be operated by 3-volt battery. Biosignals can be measured for $2{\sim}3$ days continuously without the external interruptions and data is stored to an on-board memory. Our system was successfully tested with human subjects.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.137-147
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• 2008

최근에 및 온도관리는 현대 컴퓨터 시스템의 주요 관심사로 대두되고 있다. 에너지의 효율성은 모바일과 임베디드 시스템의 중요한 특성이다. 최근의 고성능 모바일 프로세서의 에너지 요구 증가와 짧은 배터리 수명, 발열로 인한 에너지 손실 등으로 인한 전력소모 때문에 전력과 에너지 소모를 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문은 성능 카운터를 이용하여 Intel XScale 마이크로아키텍춰 기반인 Marvell PXA320 프로세서에 대한 주파수/전압 변경과 성능 모니터링을 구현하였다. 또한, Windows CE 운영체제 환경의 응용프로그램에 대하여 DVFS 구성에 따른 각각의 벤치마크로 측정하고, 성능 이벤트에 따른 성능 카운터 값을 측정하고, 성능 카운터 값을 CPU의 전압과 전류와 동기화된 데이터를 랩뷰로 사용하여 측정하였다. 또한, 성능 모니터링으로 측정한 데이터를 기반으로 전력관리 기법을 위한 스케쥴링이 가능하고, 측정한 전압과 전류로 실제 전력 소모량 파악이 가능하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권5_6호
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• pp.689-709
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• 2010

In this paper, a low cost, low power but multifunctional wireless sensor node is presented for the impedance-based SHM using piezoelectric sensors. Firstly, a miniaturized impedance measuring chip device is utilized for low cost and low power structural excitation/sensing. Then, structural damage detection/sensor self-diagnosis algorithms are embedded on the on-board microcontroller. This sensor node uses the power harvested from the solar energy to measure and analyze the impedance data. Simultaneously it monitors temperature on the structure near the piezoelectric sensor and battery power consumption. The wireless sensor node is based on the TinyOS platform for operation, and users can take MATLAB$^{(R)}$ interface for the control of the sensor node through serial communication. In order to validate the performance of this multifunctional wireless impedance sensor node, a series of experimental studies have been carried out for detecting loose bolts and crack damages on lab-scale steel structural members as well as on real steel bridge and building structures. It has been found that the proposed sensor nodes can be effectively used for local wireless health monitoring of structural components and for constructing a low-cost and multifunctional SHM system as "place and forget" wireless sensors.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.920-926
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• 2011

본 논문에서는 신재생에너지 활용을 위한 다중 추적식 태양광 발전 감성형 LED 가로등을 제안한다. 제안하는 가로등 시스템은 다중 추적방식의 태양광 추적기능을 갖추고 있고 감성형 고품위 LED 램프와 제어회로를 사용하여 센서를 통해 입력되는 온도 및 습도를 기반으로 최대의 일조량을 받을 수 있도록 하였다. 신재생에너지 활용의 핵심 요소인 효율적인 축전지 활용을 위해 충방전 컨트롤러를 개발하였고 원격모니터링 기능 및 제어기능도 구현 하였다. 제안하는 가로등 시스템은 기존 기술에 비하여 추적 동작이 우수하고 에너지효율이 향상되었으며 기존에 개발되지 않았던 추적식 태양광 발전 시스템과 감성형 LED를 결합함으로써 차세대 가로등 시스템의 모델로서의 활용될 수 있게 하였다.