• 한국정보기술학회 영문논문지
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• 제10권1호
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• pp.99-109
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• 2020

As environmental pollution has become severe due to the rapid increase in pollutant generation in the air, measurement, collection, and analysis of atmospheric environment information plays an important role. However, it is difficult to measure the high-resolution and real-time atmospheric environment of the cities and tourist spots with high population mobility only by measuring equipment of stationary measuring stations. Therefore, this paper proposes a portable atmospheric environment measurement system for real-time measurement and monitoring of atmospheric environment information. The proposed system is a portable client with a low-power wireless communication method. It is possible to reliably transmit and receive the measured data through a multi-threaded server to monitor the trend of pollutants in the air in real-time.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.422-441
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• 2017

사물 인터넷을 기반으로 지하철역사의 재난 전조를 조기에 발견하고 승객들에게 피난을 유도하는 지하철 재난전조 감지 시스템 개발에 있어서 재난 발생시 상황대피 유도방법과 정확한 재난 위치 알림 및 대피경로 안내는 재난 상황에 빠른 대피와 인명피해를 최소화 할수 있는 매우 적극적인 대안이 될 수 있다. 좁은 출구밖에 없는 지하공간 구조상 소방 시설 및 장비들의 완벽한 작동을 담보하기란 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 대피를 가장 효율적으로 유도할 수 있는 재난대응 EL Display 통합 보드를 개발하였으며 이를 현장 실험을 통해 실제 활용성에 대한 검토를 실험하였다. 특히, EL패널을 재난 대피유도용으로 활용한 사례가 없어 현장적용테스트를 거쳐 그 활용 가능성을 검증하였다.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.57-68
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• 2018

도시철도 중 하나인 트램 건설시 노면의 상태를 지속적으로 모니터링 하여 도로의 노면 침화, 싱크 홀, 교량 붕괴 위험, 트램역 주변 온 습도 등 환경정보를 수집과 분석을 통해 재난을 예방하는 시스템이 구축되어야 한다. 본 논문에서는 무가선 트램의 노면, 교량 및 트램역의 위험요인을 사전에 인지하고 위험을 예방할 수 있는 저전력 장거리 통신망(LPWA) 기반 트램 노면의 무선통신망 안전관리 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 트램 노면의 상태를 감지하는 센서 노드와 센서의 정보를 수집하는 게이트웨이 그리고 트램 노면의 안전 및 환경상황을 모니터링 하는 안전관리 시스템으로 구성되며, 저전력 장거리 통신 기술(LoRa)을 적용하였다. 현장 시험에 제안한 시스템과 LTE를 적용한 시스템을 비교 분석한 결과 모니터링 시스템에서 센서 정보 값과 위험신호 임계값 이상 시 위험 알람 상태에 큰 차이가 없음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.183-189
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• 2021

구조물에 장기적으로 발생하는 노후화를 정량적으로 파악하기 위해 상시진동 데이터를 활용한 일반화된 모니터링 시스템에 관한 연구가 세계적으로 활발히 수행중이다. 본 연구에서는 구조물에서 장기적으로 취득되는 동특성을 앙상블 학습에 활용하여 구조물의 이상을 감지하기 위한 보급형 엣지 컴퓨팅 시스템을 구축하였다. 시스템의 하드웨어는 라즈베리파이와 보급형 가속도계, 기울기센서, GPS RTK 모듈, 로라 모듈로 구성됐다. 실험실 규모의 구조물 모형 진동실험을 통해 동특성을 활용한 앙상블 학습의 구조물 이상감지를 검증하였으며, 실험을 기반으로 한 실시간 동특성 추출 분산처리 알고리즘을 라즈베리파이에 탑재하였다. 구축된 시스템을 하우징하고 포항시 행정복지센터에 설치하여 데이터를 취득함으로써 개발된 시스템의 현장 적용성을 검증하였다.

• Journal of Platform Technology
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• 제9권4호
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• pp.79-89
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• 2021

본 논문은 사물인터넷 국제 표준 oneM2M을 활용하여 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 측정 플랫폼을 이동식과 고정식으로 설계하였다. 미세먼지 측정 플랫폼은 미세먼지 측정 디바이스, 에이전트, oneM2M 플랫폼, oneM2M IPE, 모니터링 시스템으로 구성하고 설계하였다. 이동식과 고정식의 주요 차이는 이동식은 LTE 연결을 기반으로 사각지대 없이 디바이스와 서비스간에 상호연결을 위해 MQTT 프로토콜을 사용하였고, 고정식은 저전력과 넓은 통신범위를 가진 LoRaWAN 프로토콜을 사용하였다. 미세먼지뿐만 아니라 일상생활과 연관된 온도, 습도, 대기압, 휘발성 유기화합물(VOC), 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2), 이산화질소(NO2), 소음 데이터를 수집하였다. 수집된 센서 값들은 에이전트와 oneM2M IPE를 통해 oneM2M이 제공해주는 공통 API를 활용하여 관리하였고, AE, container 등 4가지 리소스 타입으로 설계하였다. 미세먼지 측정 플랫폼 설계를 통해 동작성, 유연성, 편의성, 안전성, 개방성, 확장성의 6가지 기능을 해석하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2158-2165
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• 2023

Marine radioactivity monitoring is critical for taking immediate action in case of unexpected nuclear accidents at nuclear facilities located near coastal areas. Especially when the level of contamination is not predictable, mobile monitoring systems will be useful for wide-area ocean radiation survey and for determination of the level of radioactivity. Here, we used a silicon photomultiplier and a high-efficiency GAGG crystal to fabricate a compact, battery-powered gamma spectroscopy that can be used in an ocean environment. The developed spectroscopy has compact dimensions of 6.5 × 6.5× 8 cm³ and weighs 560 g. We used LoRa, a low-power wireless protocol for communication. Successful data transmission was achieved within 1.4 m water depth. The developed gamma spectroscopy was able to detect radioactivity from a ¹³⁷Cs point source (3.7 kBq) at a distance of 20 cm in water. Moreover, we demonstrated an unmanned radioactivity monitoring system in a real sea by combining unmanned surface vehicle with the developed gamma spectroscopy. A hidden ¹³⁷Cs source (3.07 MBq) was detected by the unmanned system at a distance of 3 m. After successfully testing the developed mobile spectroscopy in an ocean environment, we believe that our proposed system will be an effective solution for mobile real-time marine radioactivity monitoring.

• ETRI Journal
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• 제45권4호
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• pp.570-580
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• 2023

Sensor nodes are the most significant part of a wireless sensor network that offers a powerful combination of sensing, processing, and communication. One major challenge while designing a sensor node is power consumption, as sensor nodes are generally battery-operated. In this study, we proposed the design of a low-power, long range-based wireless sensor node with flexibility, a compact size, and energy efficiency. Furthermore, we improved power performance by adopting an efficient hardware design and proper component selection. The Nano Power Timer Integrated Circuit is used for power management, as it consumes nanoamps of current, resulting in improved battery life. The proposed design achieves an off-time current of 38.17309 nA, which is tiny compared with the design discussed in the existing literature. Battery life is estimated for spreading factors (SFs), ranging from SF7 to SF12. The achieved battery life is 2.54 years for SF12 and 3.94 years for SF7. We present the analysis of current consumption and battery life. Sensor data, received signal strength indicator, and signal-to-noise ratio are visualized using the ThingSpeak network.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.682-685
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• 2021

해양수산부가 추진하고 있는 전자 어구 실명제를 위한 어구 자동식별 모니터링 시스템의 선박에 설치되는 IoT 통신 모듈의 서비스 확장성을 제고하기 위하여 3GPP Release13 표준화 기술인 LTE Cat. M1 모듈의 설계와 제작에 대해 기술한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.899-901
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• 2022

본 연구는 '지능형 스마트 안전모 개발'에 관한 것으로, IoT 기술을 기반으로 공사현장에서 발생하는 각종 사고를 방지하기 위한 스마트 안전모를 개발하고, 기존 안전모에 존재하는 한계를 극복하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 IoT 기술인 비콘, 블루투스를 활용하여 작업자 주변 환경을 실시간으로 판단하고 작업자를 주변 위험요소로부터 보호한다. 각종 생체센서를 활용하여 작업자의 안전모 착용여부와 건강상태에 대해서 실시간으로 송수신한다. 또한 LoRaWAN의 P2P LR Communication을 이용하여 공사현장의 특성인 통신음영지대를 제거하여 서비스를 안정적으로 제공할 수 있다.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권3호
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• pp.301-309
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• 2023

Tilt is a key indicator of structural safety. Real-time monitoring of tilt responses helps to evaluate structural condition, enable cost-effective maintenance, and enhance lifetime resilience. This paper presents a prototype wireless sensing system for structural tilt measurement. Long range (LoRa) technology is adopted by the sensing system to offer long-range wireless communication with low power consumption. The sensor integrates a gyroscope and an accelerometer as the sensing module. Although tilt can be estimated from the gyroscope or the accelerometer measurements, these estimates suffer from either drift issue or high noise. To address this challenging issue and obtain more reliable tilt results, two sensor fusion algorithms, the complementary filter and the Kalman filter, are investigated to fully exploit the advantages of both gyroscope and accelerometer measurements. Numerical simulation is carried out to validate and compare the sensor fusion algorithms. Laboratory experiment is conducted on a simply supported beam under moving vehicle load to further investigate the performance of the proposed wireless tilt sensing system.