• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.1-6
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• 2021

본 연구에서는 1(단말기):N(소형 전송기) 방식의 AMI단말기를 개발하였다. 현재 정부 주관 부처를 필두로 도시가스산업의 낙후된 계량시스템 선진화를 위해 가스 AMI 실증사업에 몰두하고 있다. 가스 스마트계량기의 보급은 사생활 침해 및 검침정보의 불확실성을 해소하고, 가스누출 감지를 통한 소비자 안전까지 대비할 수 있는 이점이 있다. 기존 스마트계량기의 경우 단말기와 전송기가 1:1 방식이었던 반면 본 기술은 1:N 방식을 적용하여 하나의 단말기로 다세대까지 확장 설치할 수 있으며, 저전력 설계를 구현하여 배터리 수명을 연장할 수 있는 기술이 적용되었다. 본 연구가 향후 가스 AMI 보급 사업에 기여할 것을 기대해본다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.436-442
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• 2020

ESS(energy storage system)는 재생에너지 자원의 증가 등의 영향에 따라 최근 다양한 분야에서 중요한 전력원으로 자리 잡고 있다. ESS는 사용에 따라 가용 용량이 지속적으로 감소하므로 잔존수명을 관리하는 것이 중요하다. 잔존수명의 추정을 위하여 주기적으로 점검자가 확인하는 방식이 사용될 수도 있으나, 관리시스템을 통하여 자동으로 모니터링되고 관리되는 것이 일반적이다. ESS 사업자 관점에서 정확도 높은 상태추정은 경제적, 효율적 운용을 위하여 중요하다. 잔존수명추정 모델은 운영에 따른 사이클 노후화와 기간 경과에 따른 캘린더 노후화를 고려하여 구성되며 복잡한 수학적 연산을 필요로 한다. ESS에 탑재되는 저비용 저성능의 프로세서에 잔존수명 추정모델의 적용을 위해서는 모델의 적절한 경량화 방안이 요구된다. 본 논문에서는 낮은 수준의 프로세서에서 연산이 용이하도록 ESS 잔존수명예측 모델을 경량화하였다. 시뮬레이션 평가 결과 ESS 잔존수명 추정 기준모델과 제안하는 모델간 오차는 1% 이내로 나타났다. 또한, 제안된 모델의 성능개선 효과 검증을 위하여 ATmega328을 기반으로 비교 평가를 수행하였을 때, 76.8~78.3%의 컴퓨팅 시간 단축을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.529-535
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• 2018

레인지 익스텐더 전기자동차는 소형의 발전용 엔진이 가장 효율이 좋은 특정 운전영역에서 기동하여 배터리를 충전시키며 주행거리를 연장하는 메커니즘으로 주행한다. 본 연구에서는 저가이면서 제어 로직이 간단한 시스템을 개발하기 위하여 기존 쓰로틀바디시스템을 대체하는 스텝모터방식 흡입공기량 공급시스템을 개발하여 기존 base 엔진에 적용하고, 흡입공기량 증대를 통한 성능 개선을 위해 흡 배기다기관의 길이 변경 효과를 실험적으로 살펴보았다. 실험결과, 하나의 스텝모터로 작동하는 Type B의 흡입공기량조절장치가 Type A보다 전 운전영역에서 성능이 높았으나 유동저항의 증가로 base 엔진보다는 성능이 낮았다. 이를 개선하기 위해 흡기매니폴드에 140mm 어댑터를 장착한 경우와 새로 설계된 70mm 길이의 배기 매니폴드를 적용한 경우 2200rpm과 4300rpm 두 속도조건에서 엔진성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 최적 설계된 엔진을 대상으로 레인지 익스텐더 전기자동차에 적용 가능하도록 발전기 부하를 연결하여 2단 속도로 고정밀 운전제어를 구현하였으며 그 결과, 1단 2200rpm과 2단 4300rpm 운전조건에서 ${\pm}2.5%$ 이내의 속도변화율을 나타내었고, 1단 속도에서 2단 속도로 상승 시 610rpm/s의 목표속도 추종성 결과를 얻었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.73-82
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• 2011

지금까지의 위치인식 환경은 사람이나 사물 또는 이동체 자체에 대해서만 연구되어 왔다. 그러나 본 연구에서는 주행 중인 차량에 있는 여러 탑승자의 위치를 실시간으로 식별하고 추적하는 서비스에 대한 위치인식 모델을 제안하였다. 탑승자의 위치를 식별하려면 GPS기능이 탑재된 고가형 단말기를 이용하는 경우와 GPS기능이 없는 저가형 소형단말기를 이용하는 경우로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 단순한 소형단말기가 GPS를 탑재한 차량용 인터페이스와 센서네트워크로 메시지를 전송하게 함으로써 탑승상황에 따른 효율적인 위치인식을 제공하도록 하였다. 이 기법은 먼저 차량의 상태(정차, 주행)를 감지하고, 주행상태라면 탑승자가 탑승이나 하차를 할 수 없기 때문에 굳이 위치정보를 송수신할 필요가 없어 트래픽을 감소시킬 수 있다. 이것은 전력소모를 줄여 배터리 수명을 늘릴 수 있도록 한다. 이에 본 연구에서는 제안한 차량정차 감지알고리즘을 탑승자 위치추적 시스템으로 구현하여 그 효용성을 확인하기 위해 실험하였다. 또한 설계하여 구현한 시스템을 이용하여 실험한 결과 최대수신거리는 12m로 측정되었으며, 200회의 실험을 통해 탑승인식과 하차인식이 모두 성공했음을 알 수 있었다. 또한 주행인식 측정실험에서는 차량정차 알고리즘을 적용한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해서 41.6%의 전송트래픽을 감소시킬 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권5호
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• pp.65-75
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• 2017

본 연구에서는 3U 큐브위성의 표준 플랫폼을 개발하였으며, 개발된 표준 플랫폼을 3U 큐브위성인 한누리 5호에 적용함으로써 기능 및 성능을 검증하였다. 표준 플랫폼의 설계를 위해 기존 큐브위성 및 최신기술을 조사하여 3U 큐브위성 플랫폼 규격을 선정하였으며, 범용적으로 사용이 가능하도록 설계하였다. 표준 플랫폼은 1.5U 크기로 설계 및 제작되었고, 모듈러 개념으로 개발되어 사용자의 요구임무에 맞게 탑재체와 자세제어 구동기 등을 추가 및 확장시킬 수 있다. 또한 전력계의 경우 태양전지판, 배터리 및 전개 메커니즘을 사용자가 직접 구성하도록 설계하였다. 기계시스템 설계에서는 초소형 부품 및 서브시스템 기능/성능을 초소형 PCB에 집적 및 소형화하도록 하고, 다양한 탑재체를 수용할 수 있도록 플랫폼의 공간 활용률을 극대화하였다. 3U 큐브위성 개발 시, 위성 플랫폼은 개발된 표준 플랫폼을 채택하여 추가적인 기능 검증 등을 줄여 전체 위성개발에 대한 비용 및 일정을 단축시킬 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.69-76
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• 2017

블루투스 스마트로 알려진 Bluetooth Low Energy(BLE)는 초저전력으로 동작하도록 설계되어 BLE 기반 디바이스들은 그 구성에 따라 하나의 코인셀(coin cell)로 몇 년간 동작이 가능하다. 또한 BLE는 수신신호세기 정보를 기반으로 두 BLE 디바이스 사이의 근사적 거리를 추정 할 수 있다. 이러한 특징으로 인하여 실내 또는 실외의 근거리 영역에서 GPS보다 상대적으로 높은 정밀도의 내비게이션 서비스를 제공 할 수 있다. 본 논문에서는 BLE를 이용한 실제 내비게이션 테스트 베드를 구성하고 실외 근거리 영역에서의 동작을 검증한다. 검증 실험에서 BLE 기반의 비콘들은 고정된 위치에 설치되어 주기적으로 Universally Unique IDentifier(UUID) 전송하며, 사용자 스마트 디바이스는 이를 수신하여 거리값을 추출하고 UUID를 셀룰러 또는 와이파이 망을 통해 데이터베이스로 전송한다. 데이터베이스는 해당 UUID에 바인딩된(binding) 관련 정보를 사용자 디바이스에 피드백하고, 이를 수신한 사용자 디바이스는 추출된 거리값과 함께 주변 정보 및 지도상에서 사용자 위치를 더욱 정밀하게 표시하는 내비게이션 서비스를 제공한다. 본 논문을 통하여 BLE 기반의 내비게이팅 응용이 실현 가능함을 확인할 수 있으며, 더 나아가 이러한 시스템이 실내 내비게이션으로도 충분히 구현될 수 있음을 확인 할 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.53-63
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• 2010

최근 무선 센서 네트워크를 활용한 다양한 모니터링 시스템 구축이 활발히 이루어지고 있다. 무선 센서네트워크 기반 모니터링 시스템 구축을 위해서, 세 가지 사항을 고려해야 한다. 첫째, 지속적인 모니터링을 위해서, 노드 실패 감지 기법이 요구된다. 둘째, 센서노드는 제한된 배터리 용량을 지니기 때문에, 에너지 소모량 감소를 위한 효율적인 데이터 필터링 기법이 요구된다. 마지막으로 데이터 필터링 수행 시, 계산오버헤드를 감소시키는 기법이 필요하다. 기존 칼만 데이터 필터링 기법은 우수한 필터링 성능을 나타내는 반면, 데이터 예측값 계산과정이 복잡하여 센서 노드에서의 계산 오버헤드가 증가하는 단점이 존재한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 데이터 통계 분석 기반 데이터 필터링 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 첫째, 노드 실패 감지를 지원하기 위해, 주기적으로 노드 생존 메시지를 수집한다. 둘째, 불필요한 전송 메시지 수 감소를 위하여 샘플 데이터를 노드 생존 메시지에 포함하여 전송하고, 수집된 샘플 데이터 집합을 바탕으로 데이터 필터링을 수행한다. 마지막으로, 서버에서 데이터 통계 분석을 이용한 데이터 필터링 범위를 계산하기 때문에, 센서에서는 단순 비교연산만을 수행함으로써 센서 노드에서의 계산 오버헤드를 감소시킨다. 아울러 성능 분석을 통해 제안하는 기법이 기존 칼만 필터링 기법보다 전송 메시지 수 측면에서 성능이 우수함을 보인다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.927-935
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• 2019

연안 해역에서 소형 선박의 프로펠러 고장으로 인한 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 해상부유물(폐그물 및 로프 등)에 의하여 선박 프로펠러가 감기는 사고가 빈번히 일어나고 있다. 선박 프로펠러 감김 사고는 동력 상실로 인한 선박의 운항 지연 및 표류로 인한 1차 사고와 프로펠러에 감긴 로프을 제거하기 위한 잠수 작업등으로 인한 2차 사고의 우려가 있다. 이러한 빈번한 프로펠러 감김 사고에도 불구하고 문제를 해결할만한 적절한 도구가 없어 선박을 육상으로 인양하여 수리하거나, 잠수부가 직접 선박 아래로 잠수하여 문제를 해결하고 있는 실정이다. 이에 따라, 최근 선박 프로펠러 감김 사고를 예방하기 위해 프로펠러 샤프트에 로프절단장치를 일부 소형선박에 장착하고 있으나 비교적 높은 설치비용 및 시간이 으로 인하여 원활하게 적용되어지지 않는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계톱 원리를 이용한 간단한 구조를 가진 수중절단기 기구 설계 및 제어기 개발을 수행하였다. 수중절단기의 톱날은 직선왕복동작을 위해 유성기어와 크랭크핀을 사용함으로써 긴 행정을 가질 수 있도록 하였다. 또한 수중절단기는 소형 선박에 비치되어있는 배터리를 이용하여 작동시킬 수 있도록 하였다. 또한, 비전문가인 사용자가 보다 편리하고 안전하게 사용할 수 있도록 역전류 방지 및 속도제어회로를 적용하여 편리성 및 안정성을 확보하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1461-1464
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• 2019

본 논문에서는 위치추적과 방사선 측정이 가능한 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드 개발을 제안한다. 제안하는 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기의 임베디드 보드는 신호 처리부, 통신부, 전원부, 메인 제어부 등으로 구성된다. 신호 처리부에서는 차폐설계, 노이즈 저감 기술 및 전자파 차감 기술 등을 적용한다. 통신부에서는 WiFi 방식을 사용하여 통신하도록 설계한다. 메인 제어부에서는 전력 소모를 최소한으로 줄이고 작고 밀도가 높으면서도 낮은 발열성을 통하여 높은 고성능 시스템을 구성한다. 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드는 재난 및 화재현장 등 열악한 환경에 노출되어 운영하는 장비이므로 방수와 내열성을 고려한 외형도 설계 및 제작을 한다. 제안된 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드의 효율을 판단하기 위하여 공인시험기관에서 실험하였다. 방수 등급은 소방관용 장비의 특성 상 재해 현장에서 물에 의한 침수 시에도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 IP67 등급을 달성하였다, 동작 온도는 재해현장에서의 폭넓은 환경변화에 대응할 수 있는 -10℃~50℃의 범위에서 측정이 되었다. 배터리 수명은 붕괴사고 등의 비상 재난 상황에 대처할 수 있는 1회 충전 후 144시간 사용 가능함이 측정되었다. PCB를 포함한 최대 통신 거리는 재난 상황 시 지휘통제 차량과의 직선거리에서 기존의 50m보다 넓은 범위인 54.2m에서 작동하는 것이 측정되었다. 따라서 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드의 그 효용성이 입증되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.235-240
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• 2020

본 연구에서는 전투차량용 분배함에 적용된 회로기판에서 전자파 적합성(electromagnetic compatibility, EMC) 시험 간 발생한 전도 노이즈의 원인을 분석하고, 이를 개선하는 방안을 마련하였다. 규격 미충족 분배함에 대한 분석을 진행한 결과, 분배함 내 회로기판의 컨버터 및 반도체 스위칭 소자가 전도노이즈를 유발하는 것을 확인할 수 있었다. 해당 회로카드는 체계장비에 탑재되어 발전기 및 배터리로부터 전원을 공급받아 전력이 필요한 각 구성품으로 공급하는 장치이다. 규격 미충족 구성품은 냉방장치 가동을 위한 회로를 포함하는데 부하특성 확인 결과, 반도체 스위칭 소자가 냉방장치의 켬 혹은 끔 상태를 유지하는 용도로 사용된다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 개선하기 위하여 수동필터를 추가하여 노이즈를 감소시키는 첫 번째 방법과, 노이즈의 근원이 되는 컨버터 및 반도체 스위칭 소자를 릴레이로 대체하는 두 번째 방법을 제안하였다. 두 방법에 대해 발생하는 전도 노이즈를 측정한 결과, 두 방법 모두 효과가 있었으나 기존 컨버터 및 스위치를 릴레이로 대체하는 것이 노이즈 감소에 유리함을 확인하여, 필터를 추가하는 것보다 노이즈가 발생하는 원인을 제거하는 방법을 적용하기로 하였다. 최종적으로 릴레이를 적용하여 전투차량용 분배함을 개선하였으며 체계적합성 역시 만족하는 것을 확인하였다.