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자기장 통신을 이용한 무선 지중 센서 시스템 설계

Design of Wireless Underground Sensor System Using Magnetic Field Communication

  • 김선희 (이화여자대학교 전자공학과) ;
  • 이승준 (이화여자대학교 전자공학과) ;
  • 황규성 (경일대학교 컴퓨터공학과)
  • Kim, Sun-Hee (Department of Electronics Engineering, Ehwa Womans University) ;
  • Lee, Seungjun (Department of Electronics Engineering, Ehwa Womans University) ;
  • Hwang, Kyu-Sung (Department of Computer Engineering, Kyungil University)
  • 투고 : 2012.10.19
  • 발행 : 2012.11.25

초록

최근 지중 시설물은 공간적 제약에 의하여 관리가 쉽지 않기 때문에 무선 통신 센서 네트워크를 도입하려는 시도가 이루어지고 있다. 수백 MHz ~ 수 GHz 대역의 전자기파를 이용한 통신을 사용할 경우 불균질한 물질에서의 통신 성능의 급격한 변화로 인하여 원활한 통신이 어려운 상황이다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여 자기장을 이용한 통신 시스템을 구축하였다. 3m 토압 및 물의 침투를 막을 수 있는 시설물을 제작하여 무선 통신 센서 네트워크 시스템를 설치하였다. 3m 깊이로 땅을 파서 시설물을 매립한 뒤 통신 성능 테스트를 진행하였다. 그 결과 흙, 돌, 물 등이 불균일하게 분포되어 있는 지중에서도 무선 통신이 원활하게 이루어짐을 확인하였다. 따라서 자기장을 이용한 통신 시스템은 지중 시설물 및 연약 지반 관리, 환경 오염 관리 등에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Recently, a wireless sensor network system has been receiving great attention for management of underground facilities. However, traditional wireless communication systems using microwaves in several hundred MHz ~ several GHz experience significant performance degradation in the non-uniform underground environment. In this research, in order to make a robust communication for the underground facilities, we propose a wireless underground sensor system based on magnetic field communication. In 3 meters underground environment including rocks, soils, water, etc.,, our proposed sensor network system has proved fully functional and met its performance specification.

키워드

참고문헌

  1. Hoult, N. A., Bennett, P. J., Stoianov, I., Maksimovic, C., Middleton, C.R., Graam, N.H.G. and Soga, K. "Wireless sensor networks: creating 'smart infrastructure'", Proceedings of ICE, Civil Engineering, Vol. 162, pp. 136-143, 2009
  2. Bennett, P.J., Kobayashi, Y., Hoult, N.A., Fidler, P.R.A. and Soga, K. "Wireless sensor networks for underground railway applications: the light at the end of the tunnel", 7th International Workshop on Structural Health Monitoring, 2009
  3. SAKATA DENKI Product, "Wireless Sensor (Underground Wireless Communication System" http://www.sakatadenki.co.jp/e/product/
  4. Zhi Sun, Ian F. Akyildiz, ¡Underground Wireless Communication using Magnetic Induction,¡ Communications, 2009. ICC '09. IEEE International Conference, pp.1-5, 2009
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피인용 문헌

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