• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.173-178
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• 2019

최근 스마트 홈, 스마트 보안, 스마트 팩토리 등 IoT 환경에서 생성, 수집, 계측되는 데이터의 종류 및 양이 증가하고 있다. IoT 서비스를 위한 요소기술에는 원하는 정보를 측정하기 위한 센서 장치, 해당 장치를 컨트롤할 수 있는 임베디드 소프트웨어, 측정된 데이터를 송수신할 수 있는 네트워크 프로토콜, 수집된 데이터를 분석/저장할 수 있는 빅데이터 및 인공지능 기술이 필수적이다. 본 논문에서는 다양한 IoT 장치에서 활용되고 있는 다양한 네트워크 프로토콜을 하나의 통합된 장치에서 처리할 수 있는 장치 개발에 초점을 맞추고 있으며, 이를 실현하기 위한 이기종 네트워크 인터페이스 IoT 게이트웨이를 제안한다. OpenWrt 기반의 유무선 공유기를 활용하였으며, 무선 센서 네트워크 프로토콜의 IP기반 통신을 위해 6LoWPAN 스택을 이용하여 BLE와 IEEE 802.15.4 통신 모듈을 연동하였고, 자체 개발한 파이썬 기반 미들웨어를 이용하여 Z-Wave, LoRa 통신 모듈에서 송수신 되는 패킷을 IP 패킷을 변환하여 전송하는 기능을 개발하였다. 개발된 IoT 게이트웨이가 IoT 빅데이터를 효과적으로 수집할 수 있는 장치로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 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.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.485-489
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• 2018

4차 산업혁명의 일부인 스마트공장의 구축을 위해서는 작업 환경 및 생산 기기에 대한 데이터를 수집하여 이를 분석하고 피드백 함으로써 일어날 수 있는 고장이나 부품의 교체 시점 등을 예측하여야 하며, 이를 위해서는 작업 환경 및 생산 기기의 상태를 모니터링하는 시스템이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 장거리 저전력 무선 통신 기술인 LoRa를 이용하여 작업 환경 및 생산 기기의 센서 데이터를 수집하여 Mobile과 PC용 모니터링 시스템을 구현하였다. Mobile 기기에서는 실시간으로 생산 환경 및 진동 데이터를 볼 수 있으며, PC 모니터링 프로그램에서는 센서 데이터를 그래프로 표현하여 표준 편차 및 데이터의 변동사항을 확인할 수 있게 프로그램 하였다. 구축된 시스템을 이용하여 생산 환경의 온습도 및 대기압 등의 데이터를 기록하고 생산 기기의 진동 데이터를 수집할 수 있음을 확인하였다

• Journal of Platform Technology
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• 제9권1호
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• pp.32-39
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• 2021

기존 환경측정기기는 전자파 및 친환경 제품 인증, 내구성 시험 위주이며, 센서 신뢰성 검증 및 측정 데이터에 대한 검증은 형식 승인 및 등록, 인수시험, 초기교정, 주기시험 등을 통해 센서 성능평가 위주로 수행된다. 본 플랫폼은 각 타겟 센서별 성능평가 뿐만 아니라 센서의 데이터 신뢰성에 대한 검증체계 지원 ICT 기반 환경 모니터링 센서 신뢰성 검증 체계를 구축하였다. 환경 정보에 대한 센서 데이터를 수집할 센서보드를 제작하였고 센서 및 데이터 신뢰성 평가 및 검증 서비스 체계를 규격화 하였다. 또한, ICT 기반 센서 데이터 신뢰성 평가 및 검증을 위해 LoRa 통신을 이용한 센서 데이터 플랫폼 모니터링 프로토타입을 제작하였고 이를 스마트 시티 등에 실증 테스트하였다. 해당 시스템을 통해 받은 데이터 분석을 위해 머신러닝을 이용하여 최적화 알고리즘 개발하였다. 이를 통해 신뢰성 검증을 위한 센서 빅데이터 분석시스템을 구축하였고 통합 평가 및 검증 시스템의 기반을 마련하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.591-593
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• 2019

LPWA는 한번에 전송할 수 있는 데이터양은 적지만 매우 넓은 범위의 정보를 수집할 수 있어 아파트 계량기의 정보를 수집하거나, 산업현장에서 간헐적으로 보내는 데이터 등을 수집하는데 적합하다. 하지만 LPWA에 대한 대부분의 응용 연구는 실외, 특히 LOS(line of sight) 환경에 대해 한정되어 있어 아파트 및 산업현장에 적용하기 위한 정보를 수집할 경우 힘든 문제가 발생한다. 본 논문에서는 LPWA 통신이 아파트 및 산업현장에 적용될 수 있도록 NLOS(non line of sight) 환경인 건물 내부에서 통신 커버리지를 측정하였다. 실험을 위해 sx1276 디바이스를 이용해 LoRa 모듈을 제작하고 Class A를 적용한 후 확산인자 7과 12에 대해서 각 층마다 데이터를 수집하였다. 실험결과, 확산인자가 낮은 7의 경우 7층에서부터 수신되는 데이터의 에러와 Loss가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며 확산인자가 높은 12는 9층까지도 Loss 없이 데이터가 수신되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.374-380
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• 2022

본 논문은 기계학습 기반의 LSTM(Long Short Term Memory) 알고리즘을 이용해 바다 양식장의 해수 상태 변화를 예측하는 연구 결과를 보여주고 있다. 바다 양식장의 해수 상태 정보를 수집하기 위해 용존산소량, 염도, 질소이온 농도 및 수온 측정 센서들을 사용해 하드웨어를 구현했으며, LoRa 통신을 이용해 클라우드 기반의 Firebase 데이터베이스로 전달해 저장하도록 구현하였다. 개발한 하드웨어를 이용해 통영과 거제 지역 양식장들 주변 해수 상태 정보들을 수집하였으며, 이들 실제 데이터셋을 사용한 학습 결과에다 LSTM 알고리즘을 적용하여 87%의 정확도를 보여주는 예측 결과를 얻어낼 수 있었다. 용존산소량을 비롯한 4가지 파라미터별 예측 결과를 사용자에게 제공하기 위해 Flask와 REST API를 사용했으며, 이러한 예측 결과는 어민들에게 바다 양식장의 해수 상태 변화를 미리 제공할 수 있어 어류 집단 폐사로 인한 큰 피해를 줄이는 데 도움이 될 것이라 기대한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.225-233
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• 2023

본 논문은 해양사고 시 인체 인양정보를 모니터링하는 시스템을 구현한다. 모니터링 시스템은 수중환경 정보를 송신하는 인양기구제어기를 통하여 초음파 통신을 수행하며, 수상에서는 관제센터 또는 모선까지 10 km내 GPS 정보를 제공하기 위해 LoRa 통신을 수행한다. 수중 인양제어기는 공압 센서, 자이로 센서 및 온도센서 정보를 전송한다. 수중조건은 수심 10m 마다 수압 1기압씩 높아지고, 기구의 공기양은 육상에 비해서 1/2씩 줄어드는 환경에서 60 kg 수중 마네킹을 모델을 사용한다. 인양기구 SMB(Surface Marker Buoy)에 38g의 CO2 카트리지 1개를 사용하여 10 sec 이내에 수면 상승 조건을 기반으로 인양기구 출수 시험을 한다. 수중 통신은 수심 40m에서 100m까지 2,400bps 초음파 센서를 이용하여 데이터 전송환경을 구성한다. 모니터링 신호는 수심, 수온, 방향각 등을 수면 위의 구조요원에게 제공함으로써 인양작업자의 안전과 안전한 인체 구조를 목표로 한다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권2호
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• pp.525-530
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• 2024

환경정보를 실시간으로 획득하여 정보를 제공하는 환경 모니터링 시스템 필요성이 확대되고 있다. 특히 공공수역 수질관리의 경우 법적으로 수동측정과 자동측정을 통해 상시 관리를 진행해야 하며, 대기오염도 탄소중립 실현과 연관하여 미세먼지, 배기가스 저감을 위한 상시 측정 및 관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 수질오염 및 대기오염 정보를 실시간으로 측정하여 모니터링을 할 수 있는 시스템을 구현하였다. 측정을 위한 도구로 육상과 수상을 동시에 이동 가능한 호버크래프트를 활용하였다. 호버크래프트 본체에 수질측정 및 대기오염측정 센서를 장착하고 그 정보를 실시간으로 모니터링 시스템으로 전송할 수 있는 통신 모듈을 장착하였다. 환경측정용 호버크래프트의 구조를 설계하였으며, 실시간 정보전달 통신 모듈로는 저전력 장거리 통신이 가능한 LoRa 모듈을 적용하였다. 실제 하드웨어 구현을 통해 제안한 시스템의 동작 성능을 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제33권3호
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• pp.27-32
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• 2018

Nowadays, to prevent electrical accidents in Korea, inspectors directly performed checking general electrical facilities as a cycle from every one to three years. It is difficult to presuppose an omen because intact conditions of electrical equipments are not kept at the time of inspection. In this paper, in order to ensure effectiveness of an online basis electric inspection, we developed an electrical safety IoT system using LoRa communication technology to enable monitoring mainly electrical safety components such as overcurrent, overvoltage, resistive leakage current, and power. Then we proposed a method for verifying performances of the prosed electrical safety IoT system. Resistive leakage currents are calculated by using difference of phase between voltages and currents. We verified that average errors are 0.97%, which reference goal is ${\pm}5%$ for a device, through reliability test according to conditions. Results of this research can be used as basic study materials to develop technologies for measuring three phase leakage current and for implementing public electrical safety. platform.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.178-180
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• 2021

본 논문에서는 바다 환경의 변화로 인한 양식장의 피해를 막을 수 있도록 양식장의 환경 데이터를 실시간 모니터링하고 기계 학습 기반의 예측 서비스를 제공하는 시스템 설계를 다룬다. 제안 시스템은 양식장의 주요 위치에 수소 농도, 염도, 용존 산소량 그리고 수온을 측정할 수 있는 센서들로 구성되는 사물인터넷 기반의 디바이스 모듈을 설치하며, 이들로 부터 수집한 데이터는 LTE 또는 LoRa 통신 기술을 이용해 클라우드 DB로 전송한 후 웹사이트나 모바일 애플리케이션을 통해 실시간으로 양식장의 환경 데이터 모니터링을 가능하게 한다. 아울러 수집된 데이터를 활용한 기계학습 기반의 예측 기술을 적용해 양식장의 환경 변화에 미리 대비할 수 있도록 하는 기능을 가진다.