마이크로프로세서가 산업현장에서 다양하게 활용됨에 따라 전문계 고교에서 마이크로프로세서의 교육은 매우 중요하지만, 그 복잡성과 난해성 때문에 실제 전문계 교육 현장에서의 마이크로프로세서 교육은 수월치 않다. 본 논문에서는 아두이노를 활용하여, 전문계 고교의 마이크프로세서 교육에 대한 수행 사례와 그 효과를 소개한다. 아두이노는 오픈소스 기반의 마이크로컴퓨터 플랫폼으로, AVR을 기반으로 한 보드와 소프트웨어 개발을 위한 통합 환경(IDE)를 제공한다. 아두이노는, 다수의 디지털 신호 입출력용 핀과 아날로그 전기 신호 입력용 핀을 통해 다양한 센서로부터 값을 받아들여, LED나 모터와 같은 액츄에이터들을 제어함으로써 환경과 상호작용이 가능한 장치를 만들어낼 수 있다. 또한 플래시, 프로세싱, Max/MSP와 같은 소프트웨어들과도 연동할 수 있다. 본 논문에서는 아두이노를 활용하여 마이크로프로세서의 주요 기능(입출력 포트 제어, 외부 인터럽트, 타이머/카운터 인터럽트, 아날로그 디지털 컨버젼, 시리얼 통신)에 대한 이해를 돕도록 실습 과제를 구성하였다. 이는 전문계 학생들에게 기존 완성형 교육용 키트를 활용한 수업에서 배울 수 없었던 전자부품 조합능력 및 창의적인 제품 제작 능력을 기르는데 도움을 줄 것이다.
현재의 농업은 농촌인구 고령화 및 도시로의 인구유출로 인하여 심각한 노동력 부족을 경험하고 있으며, 다양한 경제적 문제를 안고 있다. 4G 통신의 보급으로 시작된 최근 발전 정보통신기술의 확산과 더불어 사물인터넷 기술이 새롭게 대두되며, 다양한 산업과 융합하여 혁신적인 가치를 창출하고 있다. 사물인터넷 기술과 농업의 융합으로 확장된 6차 산업으로 농업은 노동집약산업에서 IT기반의 고부가가치 융합산업으로 발전할 수 있게 되었다. 첨단 농업인 6차 산업의 핵심 구성요소인 스마트팜은 농장제어와 관련한 센서와 장치를 하나의 플랫폼으로 구성되어있으며, 최근 스마트팜은 단순한 농장제어가 아닌, 작물의 생육환경을 분석하고 환경에 맞는 생육환경데이터를 제공하는 방법으로 발전하였다. 본 연구에서는 전통적인 방법의 농업 문제점을 해결하고 생산성 향상 및 수익성 개선을 통한 농촌경제 활성화 방안으로서의 스마트 농업을 제안하고자 한다. 또한 최근의 첨단 정보통신기술이 어떻게 기업에 영향을 미칠 수 있는가에 대하여 스마트 농장을 구축하여 성공적으로 운영하는 사례 농가 인터뷰를 통하여 스마트 농업의 가능성을 살펴보고자 한다.
본 연구에서는 환자들의 일상생활 동안 움직임 이상을 관찰하기 위한 인체동작 무선계측 기술을 개발하였다. 기술개발에 사용한 도구는 버클리대학에서 개발한 MICA, TinyOS, nesC를 이용하여 무선신호 감지, 소프트웨어 플랫폼, 그리고 임베디드 프로그래밍을 위한 도구로 사용하였다. 실험을 위해 개발된 장비를 인체의 가슴부위에 부착하고 움직임 동작인 앉기, 서기, 눕기 데이터를 획득하여 PDA로 무선전송하여 저장하고 처리하여 그래프로 보여준다. 보여진 결과는 인체동작을 구속이나 제한 없이 기록할 수 있게 된다. 본 연구의 결과는 환자의 움직임 이상과 일상생활동작을 관찰하는 데 사용될 수 있을 것이다.
본 과제를 통하여 기술적으로는 로봇 개발에 있어 기존 기술을 최대한 활용하고 새로운 기능을 추가하는 형태로 발전해 갈 수 있도록, 각 요소별 기능을 표준화 모듈화 하여 새로운 제품의 개발이 손쉽게 이루어 질 수 있는 기본 platform으로의 역할이 가능해졌다. 구동부 제작 및 설계, 금형 비용 등을 절감하기 위한 다목적 완구로봇 플랫폼을 확보할 수 있었다. 로봇이 복잡한 환경을 인식하고, 자율적으로 작업을 수행하며, 예측하지 못한 문제에 적절한 대처를 할 수 있도록 하기 위한 핵심 기술을 제공하게 될 것으로 생각된다. 로봇 개발에 있어 전문지식이 없는 초보자들이 직접 제작 구동해 볼 수 있는 비주얼한 개발환경을 지원할 뿐만 아니라 GUI 개발환경 및 TEXT Programming 으로 상호 전환이 가능한 코딩 방법을 지원(MSRS와의 차별화를 시도하였다. 기존 하드웨어 지식과 소프트웨어지식이 없는 상태에서도 제작자의 창의력에 따라 다양한 형태의 로봇을 제작 적용이 용의 하며 초보자들에 대한 로봇개발에 흥미를 유발할 수 있도록 하였다. 고급사용자를 위한 별도의 다운로딩 포트를 제공하였다. 로봇공학의 기본지식을 습득(아날로그/디지털 회로를 이해하고, 각종 센서의 이해하며, 스템/서보/DC모터의 제어기술, 펌웨어개발능력, 기본수준의 소프트웨어개발 능력) 활용할 수 있다. 또한, 경제 및 산업적 측면으로는 다음과 같은 장점이 있다. 기존 기술들의 장점을 취합하여 추가적인 기술을 적용할 수 있는 Base형태의 로봇을 개발할 경우 이를 활용한 제품 개발 및 Base자체로도 충분한 시장을 형성 할 수 있을 것으로 기대된다. 인터넷기반 로봇 제어 기술의 확보로 로봇시스템의 생산비용을 낮추고 TTM (Time-to-Market) 제약을 해결시켜 준다. 다른 응용 시스템에 쉽게 적용이 가능하고 지식기반 로봇 서비스의 요소기술 개발은 멀티미디어 콘텐츠분야(교육/게임/오락 등)의 활성화가 가능하기 때문에 타 IT산업에의 파급효과가 예상된다. B2B를 통한 실질적인 판매를 통한 동종기업의 연구 개발비 및 개발 기간의 단축이 예상된다.
일상에서 쉽게 접하는 스마트폰, 센서, 의료융합 같은 서비스들은 서로다른 규모의 정보 시스템으로 실현되지만 대부분 고성능 플랫폼과 내재화 기술에 바탕을 두고 있다. 다양한 IT융합 응용 시스템을 연구개발하는 산업계는 신기술과 핵심 이슈를 이해하고 실무능력을 갖춘 전문인력의 양성과 확보에 어려움을 겪고 있다. 본 논문에서는 IT융합 서비스의 기술적 특성과 요구사항, 컴퓨터 기술의 발전 동향을 함께 고려하는 아키텍쳐 교육 프레임워크를 제안하고 학습자들의 실무능력을 배양하는 교과목 운영방안을 제시한다. 제안하는 프레임워크는 멀티코어 기반 시스템 아키텍쳐, 내재화와 병렬처리 중심의 현실감 있는 실험실습과 시의적절한 캡스톤 설계 방안을 모색하고 있어 새로운 정보기술을 따라잡고 현장적응력을 강화하는 아키텍쳐 강좌의 개발과 운영에 효과적인 활용이 기대된다.
Fitness 센터 이용자들은 자신에게 맞지 않은 기구를 선택함으로써 부상의 위험이 존재했고 효율적인 운동 방법을 익히기 위해서는 오랜 시간이 필요했다. 이를 해결하기 위해 사람들은 퍼스널 트레이닝을 이용하지만 값비싼 비용의 문제가 발생하고 혼자 운동하는 습관을 기르는데 어려움을 갖게 했다. 본 논문에서는 다양한 스마트 폰 플랫폼과 호환성을 가진 하이브리드 앱 기반으로 개인화된 트레이닝 마켓 시스템을 구축하였다. 사용자들은 Fitness 센터에서 자신의 운동 기록을 스마트 폰의 하이브리드 앱을 활용해 가속도 센서를 활용하여 입력하거나 직접 입력하는 방식으로 웹에 전송한다. 이를 기반으로 사용자들에게 맞는 운동 프로그램을 웹에 있는 트레이닝 마켓을 통해 제공하게 된다. 퍼스널 트레이닝 마켓에는 다양한 사용자들이 운동 기록을 확인하여 그에 대한 운동 프로그램을 추천할 수 있고 스스로 선택하여 적용할 수 있다. 이를 통해 사용자는 자신에게 맞는 운동 프로그램으로 장기간 운동할 수 있는 습관을 기를 수 있고 능동적인 목표 설정이 가능하다.
최근에 각종 사물인터넷 제품이 시장에 출시되면서 관련 업체들은 시장 선점을 위해 표준화의 플랫폼 분야에서 경쟁을 벌이고 있다. 이런 상황을 분석하기 위해 먼저 사물인터넷 관련연구 분야인 사물 지능 통신, 무선 센서 네트워크, 사물 웹, 사물 모바일 등의 연구 내용에 대해 살펴보고자 한다. 이 기술 분야에 대한 관심은 꾸준히 증가하고 있는 추세이며 관련 서비스도 지속적으로 등장하고 있다. 따라서 사물인터넷을 기반 선행 연구들을 문헌적 분석을 실시하였다. 본 연구는 2010년 이후 국내 학술지에 게재된 연구 중 사물인터넷과 관련된 연구 34편의 연구논문을 대상으로 하였다. 분석결과 사물인터넷 관련 연구들은 2014년-2015년 사이에 대부분 이루어지고 있다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 사물인터넷이 정보통신기술을 기반으로 하고 있다는 것을 말해주고 있다. 결과를 바탕으로 연구의 한계와 시사점을 제시하고자 한다.
최근, 전 세계 주요 국가들의 전략사업으로 지정된 IoT(Internet of Things)의 발전으로 인해 사물끼리의 통신이 가능하게 되었다. 하지만 기기의 정보들을 표현하는 표준이 정해지지 않아 서로 다른 플랫폼을 가진 기기들 간의 정보전달이 어려운 실정이다. 본 논문에서는 기존의 사람들이 직접 기기에 명령하는 방식과 단순 센서를 이용한 기기 제어방식과는 달리 Socialization 표현 언어인 XML 스키마를 활용하여 기기의 정보, 작업의 정보, 기기와 기기의 관계 정보를 나타낸 Machine Socialization 스키마를 제안하고 이를 사용하여 기기를 관리하는 기기 관리 시스템을 제안하였다.
최근 들어 연근해와 내수면에서 수중 자원의 효과적 개발과 보존을 위해 다양한 수중 응용 시스템 발굴 및 활용의 필요성이 증대되고 있다. 이에 본 논문에서는 근거리 수중 이동통신 시스템, 수중 센서네트워크 시스템 등의 핵심 기술 중의 하나인 초소형 수중 음향통신 모뎀의 디지털 모듈을 연구한다. 고속 연산처리가 가능한 디지털 신호처리 프로세서를 탑재한 수중 모뎀의 디지털 모듈을 설계하고 제작하며, 개발된 하드웨어에 프레임 형성 기능과 채널부호 알고리듬들을 구현하고 실험함으로써 회로의 기능과 성능을 검증한다. 실험 결과에 따르면, 개발된 DSP 기반 디지털 모듈에서 전송속도 1 kbps의 길쌈부호 처리를 위해 필요로 하는 연산량이 DSP의 가용 연산 능력의 1% 이내에 불과하므로 개발된 하드웨어 플랫폼에 다양한 고효율 기저대역 알고리듬을 탑재함으로써 수중 모뎀의 성능 개선을 모색할 수 있다.
최근 크고 작은 차량사고로 인한 인명, 재산 손실 때문에 비행기에서 사용되고 있는 것과 유사한 기능을 가진 블랙박스를 차량에 장착시켜 운전자들은 차량사고의 원인을 분석하기 위해 차량용 블랙 박스를 사용하고 있다. 기존의 블랙박스들에서 사용된 운영체제와는 달리 안드로이드 OS는 다른 OS들에 비해 이식성이 좋으며 개방 플랫폼을 지원해서 개발 시 추가적인 비용이 들지 않으며 검증된 많은 라이브러리들을 포함하고 있어 별도의 외부 라이브러리를 사용할 필요가 없다는 장점이 있다. 또한 기존의 블랙박스들은 사고 발생 시 자동으로 사고 알림 신고를 보내지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 기존의 블랙박스에서 사용된 OS와는 다른 장점이 있는 안드로이드 기반의 테스트 보드에 GPS 모듈과 가속도 센서 정보를 이용하고 스마트 폰에서 사고 감지 시 지정된 번호로 메시지를 전송하는 기능을 가진 블랙박스를 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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