• 실천공학교육논문지
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• 제13권2호
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• pp.321-326
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• 2021

무선통신은 사물인터넷(IoT)을 구성하는 핵심기술이나 사물인터넷에 활용되고 있는 다양한 무선통신 기술들을 실습을 통해 학습할 수 있는 적합한 교육장비가 존재하지 않는다. 본 논문에서는 다양한 IoT 무선통신 실습을 수행해 볼 수 있는 첨단교육훈련장비 개발을 다룬다. 다양한 센서들을 제어하기 위한 디바이스로 아두이노 메가 보드를 사용하며 센싱한 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 IoT 무선네트워크 기술로 WPAN 기술 중 RFID/NFC, Bluetooth 무선네트워크 기술, WLAN 기술 중 WiFi 기술을 사용하며 WWAN 기술 중 LoRa와 2.4GHz 무선 트랜시버를 사용한다. 그 밖에 GPS, 적외선통신, I2C 통신, SPI 통신에 대하여 실습을 통해 다양한 IoT 무선통신 기술들을 학습할 수 있도록 구성하였다. 또한 본 논문에서 개발한 교육장비는 2개의 디바이스를 장착하고 있어 장비내에서 무선네트워크 기술에 대한 송수신 실험을 수행해 볼 수 있도록 설계하였다.

• 한국의류산업학회지
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• 제24권3호
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• pp.333-345
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• 2022

This study developed and evaluated the motion control of 3D printed fingers applied to smart gloves. Four motions were programmed by assembling the module using the Arduino program: cylindrical grasping, spherical grasping, tip-to-tip pinch gripping, and three-jaw pinch gripping. Cap and re-entrant (RE) strip types were designed to model the finger. Two types of modeling were printed using filaments of thermoplastic elastomer (TPE) and thermoplastic polyurethane (TPU). The prepared samples were evaluated using three types of pens for cylidrical grasping, three types of balls for spherical grasping, and two types of cards for tip-to-tip pinch gripping and three-jaw pinch gripping. The motion control of fingers was connected using five servo motors to the number of each control board. Cylindrical and spherical grasping were moved by controlling the fingers at 180° and 150°, respectively. Pinch gripping was controlled using a tip-to-tip pinch motion controlled by the thumb at 30° and index-middle at 0° besides a three-jaw pinch motion controlled by the thumb-index finger-middle at 30°, 0°, and 0°, respectively. As a result of the functional evaluation, the TPE of 3D-printed fingers was more flexible than those of TPU. RE strip type of 3D-printed fingers was more suitable for the motion control of fingers than the 3D-printed finger.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.63-68
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• 2023

본 논문에서는 태그를 기반으로 사물의 위치를 추적하고 공유하는 시스템을 소개하고자 한다. 태그 위치 추적 앱을 통해 사물의 위치 정보를 받은 후, 태그의 위치를 다수의 사용자와 공유하여 공유사용자들도 사물의 위치를 실시간으로 확인한다. 기존의 태그 기반 위치 추적 시스템에서 제공하지 않았던 공유 기능을 추가하여 사물의 위치를 다수의 사용자가 관리 감독할 수 있는 시스템을 제안한다. GPS 모듈과 블루투스를 아두이노 시스템에 연결하여 태그를 장착한 사물의 위치 정보를 획득하고 안드로이드 앱을 통하여 이를 실시간으로 추적 공유한다. 태그는 사물의 위치를 GPS와 블루투스를 통해 교신 한다. 태그의 위치는 phpMyadmin DB에 저장하고 위도 경도 좌표를 개발되어진 안드로이드 앱 상의 지도에 표시한다. 제안 시스템은 다수의 사용자에게 공유된 사물 태그의 위치를 추적하고 공유함으로써 분실 방지 및 공용 물품 관리에 유용하게 이용될 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1089-1094
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• 2022

본 논문에서는 일상생활에서 사람과 교감하며 돌봄 인력의 공백을 완화할 수 있는 인간 공존형 반려 로봇을 연구하였다. 음성인식 모듈과 서보모터, 아두이노 보드를 기반으로 음성인식을 이용한 로봇팔 제어기능, RC카를 활용한 위치 이동 기능, 음성인식 기능을 활용하여 도트 매트릭스를 이용한 반려 로봇의 감정표현 기능을 탑재한 반려 로봇을 실험, 제작하였다. 실험 결과로 거리에 따른 음성인식 실험 결과 5~30cm의 거리에서 최적의 인식률을 보였고 성별에 따른 음성인식 실험 결과에서는 남성의 인식률이 더 높은 것을 확인할 수 있었으며 성조에 따른 음성인식 실험 결과 첫 번째 성조인 단조로운 톤에서 높은 인식률을 보였다. 이러한 동작 실험에 대한 평가 결과를 통해 반려 로봇을 만들 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.144-149
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• 2018

인공부화기 내에 종란이 입란하여 18일간 발생기를 거쳐 발육기로 이란을 한다. 발생기 동안 계태아 무게 손실은 곧 기실형성과 상관되며 적당한 기실 형성은 곧 건강한 초생추와 입란 대비 부화율과도 연결된다. 그러나 국내 부화장의 부화기에는 현재 무게를 측정하는 장치 없이 부화실장과 관계자의 경험과 발육기로 이란시 표준 무게 측정으로 결과적 측면을 습득하는 것이 현실이다. 그로 인하여 부화 중 조기 폐사, 약추, 병약한 초생추 발생이 빈번한 실정이다. 종란 중량 감소를 모니터링하는 것은 발육장치기 안에서의 무게 변화에 따른 병아리 품질과 부화율 성과를 얻는 데에 절대적으로 중요하다. 종란의 크기와 난각질, 노계 군에 따라 수분 손실은 각기 다르다. 발육기 안에서 무게 변화를 실시간 측정하고 그에 따른 환기 변화를 최적화하여 부화율의 증가를 기대할 수 있으며 부화 시 전체 무게의 10~13% 감소를 컨트롤할 수 있는 실시간 측정 시스템의 개발 필요성이 대두된다. 본 연구를 통한 시스템은 기존의 입란과 이란시 직접적으로 일회성을 체크하는 방식으로 발육 기간 내에는 계태아 수분 증발 측정 제어가 불가능하여 부화율에 영향을 못 미치는 시스템과 달리 아두이노 스케치 보드에 로드셀 4개를 병렬로 연결하고 실시간으로 휴대폰, 컴퓨터를 연결하기 위해 Hyper-terminal 프로그램을 이용하여 AT-command 명령어를 활용하여 정상적으로 연동하였다. 블루투스의 통신속도는 15200으로 설정하여 아두이노와 Hyper-terminal 프로그램의 통신 속도를 맞춰주었다. 실시간 모니터링을 하여 인공부화기 내의 계태아 무게의 변화를 육안으로 확인할 수 있도록 시스템을 설계하였다. 이와 같은 방법으로 종란의 부화율 상승 및 건강상태의 향상을 목표로 하였으며 실시간 모니터링으로 인하여 사용자의 편의성을 확대하고자 하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.537-542
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• 2022

실내 공기질에 관한 관심과 중요성이 커지고 있으나 현재의 고정된 장비를 이용한 실내 공기질 측정 방법에는 한계가 있다. 본 논문에서는 이동 중 요철에 의한 진동을 최소화하여 탑재된 센서를 보호하기 위해 소형 다족형 로봇에 공기질 측정 장비를 탑재하여 이동형 공기질 측정 로봇을 개발하였다. 개발한 이동형 공기질 측정 로봇은 간단한 보행 메커니즘을 활용하여 DC 모터 두 개의 정회전과 역회전 조합만으로 로봇의 전진, 후진, 좌우 선회가 가능하다. 로봇의 보행이나 보행 궤적을 제어하기 위해 복잡한 연산이 필요치 않고 하나의 아두이노를 사용해 로봇의 보행 제어 및 다양한 공기질 측정 장비의 데이터 획득과 전송을 할 수 있었다. 로봇 전장부의 소모 전력이 낮아 비교적 저용량의 배터리를 탑재하여 배터리로 인한 무게를 줄일 수 있었다. 개발한 로봇은 몸통에 배터리와 모터를 포함하여 다양한 공기질 측정 장비를 탑재하고 1.4kg의 무게를 가지며, 보행 및 선회 속도는 3.75cm/sec와 14.13rad/sec로 측정되었다. 다리의 최대 수직 도달 높이는 33mm였으나, 요철은 최대 24mm 높이까지 극복할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권spc호
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• pp.23-29
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• 2022

해수 중 존재하는 유해화학물질 검출을 목적으로 센서 시작품 제작하고 성능을 확인하였다. 센서 시작품은 검지부, 기구부, 구동부로 구성하였다. 센서의 검지부는 ITO (Indium-Tin-Oxide) 금속산화물 나노입자 (metal oxide nanoparticle) 필름을 기판위에 인쇄하여 제작하였고, 온도와 HNS 농도를 동시에 검출할 수 있도록 2개의 검출 부분을 갖도록 설계하였다. 센서의 기구부는 검지부와 구동부를 연결하며, 검출에 영향을 줄 수 있는 화학적 반응을 막기 위해 테프론 재질을 이용하여 제작하였고, 특히 검지부의 착탈이 용이하도록 설계 하였다. 구동부는 브릿지 회로와 아두이노 보드를 이용하여 전원 공급과 데이터 측정 및 디스플레이가 가능하도록 제작하였다. 시작품의 성능에 대해서는 기존의 수질 센서를 참고한 성능 사양을 제시하고, 유기용제를 사용한 검지부와 시작품의 동작을 확인하여 응답 (ΔR), 검출하한 (Limit of Detection), 응답시간 (response time), 오차 (error) 등을 평가하였다. 또한 해수 중 동작 특성을 파악하여 설계 사양이 구현되었는지 확인하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권6호
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• pp.719-729
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• 2017

최근 농업 분야는 농업 분야에 ICT 기술이 접목 되면서 새로운 도약의 계기가 마련되고 있다. 특히 농업에 사물 인터넷(IoT: Internet of Things) 기술을 접목한 스마트 팜 [smart farm] 영역이 각광받고 있다. 스마트 팜 [smart farm] 기술은 농작물이 재배 되는 환경의 온도, 습도 등의 정보를 센서를 이용해 실시간으로 수집, 분석하여 제어장치에서 농작물 수확에 필요한 장치들을 자동으로 구동하여 농작물이 자랄 수 있는 최적의 환경을 제공하는 것이다. 스마트 팜 [smart farm] 기술이 마치 모든 것을 해결할 수 있을 것처럼 주목을 받고 있지만, 대부분의 연구가 농작물의 생산량 증대에만 치중되어 있다. 본 논문 에서는 농작물의 생산량 증대 보다는 우수한 품질의 농작물을 최적기에 수확할 수 있는 시스템의 아키텍처 개발에 중점을 두어 이루어졌다. 본 논문에서는 사과나무를 표본으로 아키텍처를 개발 하였으며 사과나무의 수확시기를 예측하는 데이터로는 색상정보와 중량정보를 사용하였다. 색상정보와 중량정보를 수집하여 서버 단으로 전송하는 간이형 보드는 아두이노를 사용하였으며. 개발 방법론으로는 모델 주도 개발(model-driven development :MDD)를 적용하였다. PC 사용자들에게는 웹 형태로 서비스를 제공하며 Smart Phone 사용자들에게는 하이브리드앱 형태로 서비스를 제공할 수 있도록 아키텍처를 개발했다. 또한 비콘 기술을 사용해서 과수원 정보를 실시간으로 사용자들에게 제공하도록 아키텍처를 개발했다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권6호
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• pp.93-98
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• 2023

벼농사에서 물 관리는 매우 중요한 작업이다. 벼의 생육 초기에는 잡초 발생을 억제하기 위하여 물을 깊이 대고, 모내기 후 뿌리가 활착하면 줄기 생성을 촉진하기 위해 물을 얕게 대며, 쌀알이 맺힐 수 없는 줄기가 생성되는 시기에는 물을 뗀다. 물 공급 상황은 논 위치, 농수로, 토양, 기상 등 다양한 요소에 영향을 받기 때문에 농민은 수시로 논을 방문하여 수위를 확인하고 물의 유출입을 통제한다. 경작하는 논이 원격지에 분산되어 있다면 이러한 노력은 더욱 증가한다. 자동 물 관리 시스템은 노동력을 절감하여 생산성 향상에 기여할 수 있는 방안으로 고려되고 있다. 그러나 2022년 국내 벼 생산으로 인한 순수익은 평균 32만원/10a 정도이다. 따라서 높은 단가의 고사양 장치를 적용하거나 공사를 추진하여 관련 인프라를 구축하는 것은 현실적으로 어렵다. 본 연구는 추가적인 기반공사 없이 국내 농업 인프라에 통합될 수 있는 물꼬 개발에 중점을 두었으며 세 가지 주요 분야에서 연구를 수행하여 사물인터넷 기반 물꼬를 구현하였다. 첫째, 기존의 농업용 관수 파이프에 빠르고 쉽게 설치할 수 있는 물꼬를 설계하였다. 둘째, 저전력 통신 기능을 갖춘 Cat M1 통신 모뎀과 아두이노 나노 보드를 연결하고 전원을 공급하는 전자회로를 제작하였다. 셋째, 클라우드 기반 플랫폼을 이용하여 서버와 데이터베이스 환경을 구축하고 사용자가 접근할 수 있는 웹 페이지를 제작하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권2호
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• pp.141-152
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• 2020

본 연구는 양액 내 존재하는 다량 영양소의 농도를 실시간으로 측정하기 위해 이온 선택 전극 (ISE) 으로 구성된 임베디드 시스템의 개발을 보여준다. NO₃, K 및 Ca 이온을 감지하기위한 PVC ISE, H₂PO₄를 감지하기위한 코발트 전극, 기준 전극, 샘플 용액이 담기는 챔버, 펌프 및 밸브를 사용하여 측정하는 시스템으로 구성된다. 양액 샘플양 조절과 데이터 수집을 위해서 데이터 Due 보드가 사용되었고, 각각의 샘플 측정 전에, 측정 중 발생하는 드리프트를 최소화시키기 위해 2 점 정규화 방법을 사용하였다. PVC 멤브레인을 기반으로 한 NO₃ 및 K 전극의 농도 예측 성능은 표준 분석기의 결과와 근접한 일치 (R² = 0.99) 나타내며 만족스러운 결과를 나타냈다. 하지만, Ca II 이온 투과체 제조된 Ca 전극은 고농도 양액 농도에서 Ca 농도를 55 %로 낮게 측정하였다. 코발트 전극 기반 인산 측정은 반복측정 중에 발생한 코발트 전극의 불안정한 신호로 인해 표준 방법과 비교하여 45 ~ 155 mg / L의 인산 농도 범위에서 24.7 ± 9.26 %의 비교적 높은 오차를 나타냈다. 수경 P 감지의 예측 능력을 향상시키기 위해 코발트 전극의 신호 컨디셔닝에 대한 추가 연구가 필요함으로 판단된다.