• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.2201-2206
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• 2010

최근 한정된 자원으로 인한 에너지 수요가 증가하면서 에너지 절약 문제가 중요한 과제로 대두되었다. 본 논문에서는 효율적인 에너지 절약 문제를 해결하기 위한 방법으로 열 영상과 퍼지 제어 기법을 적용하여 에어콘의 풍향과 풍속을 제어하는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 에어콘의 풍향과 풍속을 제어하기 위해 획득한 초기 열 영상을 색상 분포 영상으로 변환하며 각 색상은 $24.0^{\circ}C$에서 $27.0^{\circ}C$의 분포의 온도 값을 가진다. 본 논문에서는 색상 분포 영상을 좌에서 우로 5개의 계층 구간으로 분류하여 온도를 분석한다. 실내 공간의 색상 분포 영상을 분석하여 얻어진 각 계층구간의 온도와 대기 중의 습도를 퍼지 소속 함수에 적용하여 구해진 결과 값을 비퍼지화하고 최종적으로 풍향 세기를 제어한다. 그리고 열 영상을 분석하여 풍향의 우선순위, 풍향의 지속시간을 결정한다. 제안된 방법과 기존 시스템과의 전력량 차이를 시뮬레이션한 결과, 제안된 방법이 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.569-572
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• 2012

식물공장의 다양한 건물형태에 따른 냉난방부하의 차이를 DesignBuilder를 이용하여 해석하였다. 엽채류 중 상추의 생육 적정온도인 $20^{\circ}C$를 실내온도로 설정하고 식물공장 외벽에 단일창호를 적용하여 온실형태에 따른 냉난방부하 변화를 계산하였다. 보광이 없는 건물자체의 냉난방부하를 계산한 결과 KNU 식물공장 단위유닛과 반원 온실형 식물공장이 냉방부하가 가장 적었다. 보광 적용 후에는 전반적으로 KNU 식물공장 단위유닛과 직사각형 식물공장이 양호한 냉난방 성능을 보여주었다. KNU 식물공장 창호의 면적이 와이드 스팬형보다 크기 때문에 건설비용의 증가가 예상되지만 회전형 스마트 조명 제어시스템을 적용하게 되면 재배면적을 넓히고 공간활용에 유리하다. 또한 LED 사용량을 줄일 수 있어 냉방부하와 보광에 드는 비용을 절감할 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.181-187
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• 2015

본 논문은 LED 조명을 이용한 실내 환경에서 사용자가 운동 및 휴식을 취할 때 퍼지 추론을 통하여 상황에 최적화된 LED 감성조명 알고리즘을 구현한다. 기존의 단순 색온도 제어보다 퍼지이론을 사용하여 복잡한 조건하에서 색상과 색온도를 사용자 환경에 맞게 LED 광원을 컨트롤 한다. 사용자의 행동에 따라 감성언어의 색상과 온도에 따른 색상의 배합을 통한 퍼지 추론 기반의 LED 감성조명 시스템을 설계한다. 그 결과 색상과 색온도가 사용자의 감성에 좋은 영향을 주어서 휴식 및 운동에 효과적인 감성조명을 나타낼 수 있을 것이다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.141-146
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• 2001

실내 공기조화를 하는 거주역에 대한 온열환경요소의 자극 변화를 통해 실내 에너지를 절약할 수도 있으며 쾌적감도 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 거주자의 온열감각을 자극할 수 있는 온열요소 중 비교적 영향이 크고 용이하게 제어할 수 있는 온도 및 기류의 변동으로 한국인의 온열감각(온냉감, 쾌적감, 만족감)에 미치는 영향을 실험을 통하여 파악하였다. 온도 및 기류별 실험을 통하여 22$^{\circ}C$, 24$^{\circ}C$, 26$^{\circ}C$의 각 온도에 대한 패케지 에어컨의 강, 중, 약 기류에 대한 인체순응 시간과 인체 변화를 파악하였다. 또한 인체순응시간을 고려한 온도 상승 실험을 통하여 24$^{\circ}C$, 26$^{\circ}C$에서 1$^{\circ}C$온도 상승시 인체의 온열쾌적감의 변화를 파악하였으며 온도 상승을 통한 인체 순응시간을 도출하였다. 본 실험을 통하여 초기공조 조건을 24C$^{\circ}C$ 로 한 경우 인체순응을 통한 온도 상승으로 30분 후의 공조중기와 공조후기에 온도 및 기류의 지속적인 변동 자극으로 온냉감은 "약간 서늘하다"를 지속적으로 유지하고 있으며 온도상승으로 인한 쾌적존의 높은 온도에서도 기류의 영향으로 쾌적감은 30분 이후부터 "쾌적"을 지속적으로 유지하는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연구를 통하여 인체순응을 고려한 온도 및 기류의 자극을 통하여 공조초기부터 공조말기의 장시간에도 인체가 지속적인 쾌적성을 유지한다는 것을 알 수 있었다.성을 유지한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2014년도 제50차 하계학술대회논문집 22권2호
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• pp.113-116
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• 2014

요즘 현대사회는 주거생활을 윤택하게 하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 특히 지능형 빌딩 시스템이나 가정 자동화 등이 대표적인 예라 할 수 있다. 본 논문에서는 환경에 따라 자동 조절할 수 있는 창문제어장치를 구현하고 실험을 통해 그 신뢰성을 입증하였다. 실내 온도의 변화를 인지하여 창문의 개폐여부를 판정하고, 원격제어를 통해 조작이 가능하도록 거주자 편의에 중점을 두어 설계를 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.866-872
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• 2010

본 논문에서는 전기인두기(soldering iron)의 히터에 공급되는 전압을 제어하여 안정적인 전원을 공급하는 PID 제어기를 이용한 전기인두기의 온도 제어 시스템을 개발하였다. 제안 시스템은 사용자가 설정한 온도에 빠르게 수렴하고, 외부 요인에 의한 열 손실을 빠르게 회복하도록 PID 제어기를 설계하였다. Ziegler- Nichols의 튜닝방법에 의해 설계된 PID 제어기는 히터에 인가되는 AC 24V 전원의 위상을 제어하기 위해 설정온도와 인두기의 현재 온도를 이용하여 트라이악의 구동 타이밍을 결정한다. 또한 그래픽 LCD를 내장하여 현재 인두의 온도 및 설정온도, 작업 진행 시간 등을 표시하는 기능을 부여하였으며, 작업을 하지 않는 휴지시간에는 적정온도로 낮추어 소비전력 감소와 인두팁의 수명연장을 고려하였다. 제안 방법의 성능을 확인하기 위하여 $25^{\circ}C$의 실내에서 두 가지 실험을 실시하였다. 먼저 $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $480^{\circ}C$에 도달하는 시간 실험에서는 각각 12초, 12초, 16초, 18초씩 소요되어 기존의 방법보다 설정온도에 도달하는 시간이 단축됨을 확인하였다. 다음으로 $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $480^{\circ}C$의 정상상태에서 부하 실험에서는 각각 $3.8^{\circ}C$, $4.1^{\circ}C$, $4.5^{\circ}C$의 온도가 감소되어 기존의 방법보다 온도 편차가 적음을 확인 하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제1권1호
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• pp.72-83
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• 1992

우리 나라 축사는 생산효율 제고를 위하여 대형화, 밀폐화, 고밀도화, 자동화 경향이 뚜렷하다. 대형의 밀폐된 고밀도 축사는 쾌적한 실내환경을 전제로 하기 때문에 기계적으로 실내환경을 적절히 제어하지 않으면 안된다. 제한된 공간에 먼지, 병원성 미생물, 유해기체, 수분이나 열의 과도한 집적은 생산과 재생산효율에 심각한 영향을 미친다. 그러므로 축사내 생산주체인 가축과 작업인이 쾌적한 실내환경에서 생산활동을 할 수 있도록 열적, 화학적/생물학적 환경을 물리적으로 제어하지 않으면 안된다. 본 연구는 실험축사내 가축이 일정한 열을 발생할 때 실내공기의 유동형태를 예측하기 위해서 수행하였다. 이 연구의 결과를 실내환경제어를 위한 환기시스템 책략 개발의 기초자료로 활용할 수 있다. 실험축사내의 공기유동을 예측하기 위해 Body-Fitted Coordinate(BFC)의 격자배열과 k-$\varepsilon$ 난류모형 및 SIMPLE계열 solution scheme을 사용하였으며, 예측의 유효성 검정은 Boon(1978)의 실험결과를 이용하였다. 예측한 공기유동의 형태와 실험한 공기유동의 형태를 비교한 결과 대체로 만족할만한 결과를 얻었다. 그러나 유입공기의 온도가 1$0^{\circ}C$인 경우의 공기유동은 실험유동형태와 약간의 차이가 있었다. 즉, 실험에서는 수평슬롯으로 유입 된 공기가 바로 아래로 굴절되어 유동하였으나, 예측의 결과는 일정 거리로 수평방향으로 유동하다가 아래로 굴절하였다. 이런 유동의 차이는 k-$\varepsilon$ 난류모형 자체가 경험적으로 부력에 민감하게 반응않는 결함이 원인이 될 수도 있으며, 실험의 부적절한 수행이 원인이 될 수도 있다. 이 유동의 경우 Reynolds 수가 3,000정도의 난류이며, 완전발달유동 (fully-developed flow)이므로 관성력 (inertia force)이 부력 (buoyancy force)보다 커, 일정거리 수평으로 유동하다가 아래로 굴절할 수도 있기 때문이다. 앞으로 이를 규명하기 위한 보다 깊이 있는 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.1027-1029
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• 2015

열교환기 환기장치는 실내로부터 배출되는 고온의 배기류를 이용하여 내부 환기를 위하여 투입되는 차가운 외기를 가온시킨다. 이를 통해 환기로 인해 발생되는 에너지 비용의 절약을 도모할 수 있고, 차가운 외기의 유입으로 인한 열적 균일성 감소 및 그에 기인한 호흡기성 질병 발생을 미연에 방지하는 효과가 있다. 본 연구에서는 열교환기 환기장치의 원격제어 및 원격계측을 위한 제어 및 계측 시스템을 개발하고 개발된 열교환기 환기장치의 제어 및 계측 시스템을 육계 사육장에 설치하여 내부의 온도와 습도의 원격제어 및 원격계측을 통해 성능검증을 수행하였다. 성능검증실험에서 육계 사육장 내부에서 2도 이내의 온도 제어가 가능함을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2009

본 논문은 일정한 출입자가 상시 존재하는 사무실 등과 같은 실내 공간의 영상정보와 온도, 습도 등의 환경정보를 통해서 해당 공간의 상태를 자동으로 모니터링할 수 있는 시스템을 설계하고 응용프로그램의 구현 및 실험을 목표로 한다. 실제로 모니터링의 목적으로 실내 공간에 CCTV와 같은 무인장비가 구축되어져 영상정보의 자동적 획득은 많이 이루어지고 있다. 이러한 영상정보는 환경정보와의 상관관계를 통해 실내상태를 인식하는 시스템의 구축을 통해서 보다 효율적으로 활용할 수 있다. 즉 일정 시간이상 동적인 상태가 이루어지지 않을 경우 환경 센서 정보(온도, 습도, 조도)를 분석하여 에어콘, 전등 등을 자동으로 on/off 하도록 하는 제어하도록 함으로서 무인제어를 가능하게 한다. 이를 위해서 온 습도센서를 통해서 입력되는 환경정보를 분석하고 동시에 무선 카메라를 통해서 입력되는 영상의 분석을 통해서 해당 상황을 인식하여 사용자가 설정한 환경변수를 자동 제어하는 시스템을 구현하였다. 실험은 연구실에서 실시하였으며, 움직임이 검출되었거나 일정시간 이상 움직임이 검출되지 않았을 때 자동으로 에어컨, 전등 등을 on/off하는지를 확인한 결과 효율적으로 무인제어가 되는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권3호
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• pp.169-175
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• 2011

본 연구에서는 유비쿼터스 식물공장의 재배환경에 필요한 요소들의 센서 네트워크를 구성하고 자동으로 감지하여 적응형 뉴로-퍼지 추론시스템을 통하여 환경변화를 추론하여 식물공장의 재배환경을 적절하게 제어할 수 있는 새로운 자동제어시스템의 프레임워크를 제안하고, 이를 설계하였다. 유비쿼터스 식물공장 환경을 제어하기 위하여 식물공장의 재배환경에 영향을 미치는 환경요소인 실내온도, 근권온도, 습도, 광도, $CO_2$ 농도를 측정할 수 있는 센서 네트워크를 구성하고 측정된 환경요소의 변화에 따라 램프, 환기, 습도, $CO_2$ 농도, 온도를 제어할 수 있는 장치를 자동으로 제어할 수 있는 식물공장 자동제어시스템을 설계하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 센서를 통하여 받아들이는 입력값을 퍼지소속함수로 변화하고 적응형 뉴로-퍼지시스템에 따라 추론하고 평가하여 보다 정밀하게 식물공장을 자동으로 제어할 수 알고리즘을 개발하였고 이를 구현하였다. 개발된 자동제어시스템을 상추 식물공장에 적용한 결과 만족스러운 시험결과를 얻을 수 있었다. 향후 연구로는 식물공장에서 재배하고 있는 작물별 생장모델의 적합도 검정 및 개선을 위하여, 작물별 재배규칙을 보다 상세히 도출하는 것이 필요하고, 작물의 재배에 필요한 지식을 보다 정량적으로 표현하고 지식상에 내포하고 있는 불확실성을 해결하는 것이 필요하다. 더 나아가 식물공장에서 환경인자간의 상호관련성을 보다 정밀하게 수식화하고 이를 추론할 수 있는 정밀하고 과학적인 자동제어시스템의 개발이 필요하다.