본 논문에서는 전력기기의 온라인 진단을 위하여 개발된 모니터링 시스템에 대하여 소개하고자 한다. 개발된 진단 플랫폼은 전력기기의 온라인 진단을 위해 측정된 부분방전 신호를 이용하여 진단을 위한 파라미터를 추정하고 추정된 결과를 인터넷을 통해 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 제작되었다. 개발된 진단 플랫폼은 연산처리를 위한 DSP 신호처리 부분과 웹서비스를 위한 VM부분으로 구성되어 있다. VM부분은 스트롱암 기반의 플랫폼을 적용하였으며 리눅스 환경에서 자바 가상머신을 이용하여 웹 서비스를 구현하였다. 본 논문에서 제시된 기술은 향후 산업용 장치들의 웹 기반 진단 및 모니터링 기술에 이용될 예정이며 또한 스마트 센서 모듈 및 분산 제어 시스템 모듈 개발에 응용될 수 있다.
본 논문에서는 비상전원 기능을 가지는 가정용 3kW 스마트그리드 홈 에너지 시스템을 관리하는 에너지 모니터링 시스템 설계 및 구현을 제안한다. 제안하는 시스템은 3kW 스마트그리드 홈 에너지 시스템으로 인터넷을 통해 전력 정보를 수집하고, 수집된 전력 정보를 효율적으로 사용하기 위해서 모니터링과 스케줄러를 통한 관리하는 방법에 대한 설계 및 구현하고, 시험 및 평가를 통해서 에너지 절감을 확인할 수 있었다.
본 논문은 센서네트워크 환경에 설치된 전력선통신 기반 영상 송수신 장치의 영상정보를 수신하는 기능과, CSS기반 SDS-TWR Ranging을 지원하는 센서모듈로부터 거리정보를 수신하여 제안하는 위치인식 알고리즘을 적용시키고 이동노드의 위치정보를 보여주는 모니터링 기능을 개발하였다. 전력선통신 기반 영상 송수신 장치는 장소의 제약 없이 전기 플러그가 있는 곳이면 사용이 가능한 장점이 있고, 주변의 상황을 확인하기 어려운 센서모듈의 단점을 보완하였다. 그리고 제안한 위치인식 보정 알고리즘은 SDS-TWR의 위치인식 오차 116.8cm를 80.5cm로 위치인식의 성능을 향상시켰으며, 대부분의 위치인식 오차가 1m 내외로 보정함을 확인하였다. 본 논문에서 제시하는 모니터링 기능은 센서 네트워크 및 다양한 환경에서 적용이 가능하여 위치인식 시스템의 서비스 품질의 향상에 도움을 줄 것으로 판단된다.
스마트폰을 비롯하여 스마트 TV, 클라우드 서비스 등과 같은 네트워크 기반 서비스의 증가로 인해 IDC의 서비스 부하 증가 속도가 더욱 증가하고 있다. 이로 인해 IDC의 운영 및 관리 비용이 급격히 증가하고 있다. 특히 IDC의 전력 소비량은 IDC 관리 비용 중 상당한 부분을 차지하고 있다. 이에 따라 본 설계서에서는 IDC의 에너지 효율적인 관리를 위한 기본 시스템으로 적용 가능한 서버 모니터링 시스템을 소개한다. 본 설계서를 통해 제안하는 서버 모니터링 시스템은 현재 산업 표준으로 받아들여 지고 있는 IPMI (Intelligent Platform Management Interface)와 PSMI (Power Supply Monitoring Interface)의 연동을 통해 서버의 하드웨어 상태 및 전력 소비량을 측정할 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 무선 센서 네트워크 기반의 전력 소모 측정 데이터를 모바일 기기로 제공하는 전력 검침 시스템을 제안한다. 디지털 전력량계의 전력 소모 측정데이터를 전송하는 아두이노 보드와 전송된 정보를 수신하는 게이트웨이 및 수집된 전력량을 환산하는 서버와 소비전력을 스마트폰에 모니터링하는 앱으로 구성된다. 전력미터기는 Zigbee를 이용한 Sensor Network를 구성하여 전력데이터를 전송하며 아두이노 보드를 통해 서버에서 소모전력량과 요금을 계산하고, 무선 LAN을 통해 서버에 접속한 모바일 단말기에 전력사용량을 실시간으로 알 수 있도록 한다. 이러한 전력 검침 시스템을 구현하여 실시간으로 집안의 소모전력을 모니터링할 수 있으며 전력절감을 유도하는 것을 목적으로 한다.
화학공장과 같이 위험지역에 설치된 밸브장치는 폭발의 위험을 방지하기 위해 방화 방폭장치로 밀폐되어 있다. 본 논문에서는 방폭장치로 인해 외부전원장치를 사용할 수 없는 밸브장치에 적외선센서와 Zigbee 센서를 이용하여 위험지역의 밸브의 열림도를 측정하여 개폐여부를 확인하고, 밸브 개폐 작동시간을 로그화하여 운전 관리자가 공장을 관리 통제할 수 있는 저전력 모니터링 시스템을 제안한다. 전력관리기능을 적용하기 위해 개선된 비동기LPL 알고리즘을 적용한 전력제어 릴레이보드를 개발하고, 이를 적용한 방폭형 지능형 밸브시스템과 공장 밸브 개폐모니터링 시스템을 설계하고 이를 구현 및 테스트 하였다.
본 연구에서는 실시간 무선 철도시스템 모니터링을 위하여 열차 주행에 따라 발생하는 열 및 진동 에너지를 전기자원화 하는 신재생 에너지 개념의 전력원인 자가발전 구동 기술에 대한 철도시스템 적용 가능성을 확인하였다. 이를 위해 실제 주행 중인 고속열차를 이용하여 철도차량의 운행환경 하에서 발생하는 열에너지와 진동에너지를 실측하여, 주행 중 이들 에너지 발생량 및 변화를 분석하고 이를 통해 진동 및 열 에너지를 이용하는 자가발전 모듈의 예측 전력량을 계산하고, 이 전력량에 대한 이 모니터링 시스템 적용 가능성에 대한 연구를 수행하였다.
오늘날, 선박은 스마트 선박 또는 디지털 선박으로 발전되고 있다. 전력선 통신은 기존의 전력선을 이용하는 통신 시스템으로, 전력선 통신을 장비와 모니터링 전송 수단으로 사용하는 것은 선박에서의 시스템 설계에 있어서 효율적인 방법이다. 본 논문에서는 선박에서의 PLC기반 RFID모니터링 시스템을 구현하였다. 제안된 시스템은 선박에서의 RFID Tag Data를 통하여 승객, 선원 그리고 중요한 화물의 움직임을 모니터링 할 수 있다.
도시차원의 분산전원 공급전력량과 수요측의 소비전력을 모니터링하고 제어 및 보호하기 위해서는 기존의 계통 운용 설비들로는 충족시키기 어려운 여러 가지 요구들이 발생하고 있다. 본 논문에서는 해양도시차원의 분산전원의 전력공급량 및 수요 측의 소비전력량을 모니터링하고 제어하는 전력 모니터링 센서 시스템을 설계하였다.
도시지역 비점오염원관리, 물순환 회복, 침투 및 증발산량 증가, 열섬현상 저감을 위한 주요한 방안으로 저영향개발(low impact development, LID)과 그린인프라 기법의 적용되고 있다. LID 시설은 소규모 분산형 시설로써 넓은 지역에 많고 다양한 시설들이 적용되어 시설의 개수가 많으며, 수질 및 토양 내 기성제품에 대한 센서들의 가격은 고가로 형성되어 있어 기기의 경제성 및 유지관리 등 적용하는데 제한적이다. 따라서 과거 모니터링 자료를 기반으로 오염물질들과의 상관성 분석을 통하여 계측이 어려운 항목들을 계측가능한 항목들로부터 예측 가능하며, 선정된 항목들에 대한 비용효율적인 센서를 개발하여 실시간 LID 모니터링이 가능한 비용효율적 모니터링을 개발하였다. 공주대학교 천안캠퍼스의 LID 시설들은 2013년에 조성되어 현재까지 시설이 운영되고 있으며, 5년이상의 과거 강우시 모니터링 자료들을 이용하여 오염물질 상관성 분석을 수행가능 하기에 대상지로 선정하였다. 오염물질 상관성 분석은 2013년부터 2017년도에 침투도랑에서 수행된 강우시 모니터링 자료를 활용하여 각 오염물질들의 상관성을 분석을 수행하였다. 침투도랑 내 유입되는 평균 유입수는 TSS 286.1±318.3 mg/L, BOD 22.6±39.5 mg/L, TN 8.96±5.85 mg/L, TP 1.01±1.11 mg/L로 나타났다. 겨울철에 비해 여름철에서의 오염물질의 유입농도가 높은 것으로 분석되었다. 이는 여름철 고온건조로 인한 노면 내 차량의 주행으로 인한 중금속, 폐타이어 등과 장마철 강우 시 유출된 토사로 인하여 유입수의 농도가 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 부하량은 TSS와 COD 0.66으로 유의성이 높은 것으로 나왔으며, COD와 TSS, TP, TN 등 유의성이 높은 것으로 분석되었다. Arduino와 Raspberry PI를 활용하여 저비용 센서와 LTE 모뎀통신과 데이터 베이스 연결하여 개발된 프로그램을 통해서 무선으로 LID 시설에 대한 모니터링을 침투화분2와 식생체류지에 조성하였다. 전력공급이 어려운 식생체류지의 경우 태양열(Solar system) 시스템과 보조 전력 배터리를 조성하여 장마철이나 장기적인 악천후로 인한 전력을 생산하지 못할 경우 보조전력배터리에서 전력을 제공하여 지속적인 모니터링이 이루어지도록 설계하였다. 토양함수량, 토양온도와 Conductivity 등 3종류의 센서를 적용하였으며, 프로그램은 현재 2단계를 통한 2차수정을 통하여 프로그램을 구축하였다. 오차, 오작동, 계측값에 대한 검·보정 작업이 필요하다. 또한 대기자료의 구축을 통해 보다 토양과 LID 시설에 대한 영향분석이 필요한 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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