• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제6권11호
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• pp.437-444
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• 2017

전주(Electric Pole)는 전력 송/배전에 사용되는 지지물로 환경적인 요인의 외력 변화에 민감하다. 전력 설비는 외부 환경변화와 재해로 부터 유지/보수적 관점에서 많은 어려움이 있다. 기상변화는 전주 피해에 주요인으로 작용하며, 경제적으로 미치는 영향이 매우 크다. 가공전선(Aerial Wire)은 온도 영향으로 탄성(Elasticity)변화가 나타나며, 탄성의 변화는 풍속, 풍향 등의 요인에 의해 영향력이 가중된다. 전선에 작용하는 외력은 전주의 피로누적으로 작용된다. 전주의 안전도 평가는 설계 단계에서 이루어지며, 운영중인 전주에 대한 영향도는 고려되지 않는다. 보수/안전성 확보 목적으로 외력의 기상요인 영향도를 분석하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 유지/안전성 확보 목적수행을 위해 전주에 설치된 센서노드의 가속도 데이터를 분석하고, 잡음(Noise) 보상 방법으로 칼만필터를 이용했다. 기상 요인별 영향도를 분석하기 위해 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 수행하고, 주파수 성분별 기상요인 영향도를 분석했다. 영향도 분석 결과 온도, 습도, 일사량, 일조시간, 대기압, 풍향, 풍속의 기상요인 영향이 크게 작용했다. 본 논문에서는 주파수 성분별로 기상요인의 영향도가 다름을 보였으며, 유지보수와 안정성 확보의 목적 달성에 중요한 요소로 작용될 수 있으리라 생각한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제6권11호
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• pp.445-452
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• 2017

전주(Electric Pole)는 전력 송/배전에 사용되는 지지물로 외력 측정을 위해 가속도 센서가 이용된다. 기상현상은 전주의 외력에 다양한 영향을 미친다. 가공전선의 탄성변화가 그중 하나이다. 이러한 이유로 전주에 미치는 기상현상 요인을 모델링 하는 것은 매우 중요하다. 가속도 센서로부터 수신된 데이터는 피치(Pitch)와 롤(Roll) 각도로 변환되어 수신된다. 기상 현상은 변수간 상관관계가 높게 나타나며, 모델링을 위해 유의한 설명변수를 선택하는 것은 과대적합(Over Fitting)의 문제에서 매우 중요한 요소이다. 다중공선성(Multicollinearity)을 고려한 설명력이 높은 모델 구축을 위해 기계학습 방법의 하나인 일반화 가법 모형(Generalized Additive Model)을 사용했다. 모델 구축에 사용된 기상 요인 변수는 온도, 습도, 강수량, 풍속, 풍향, 증기압, 대기압, 노점온도, 일조시간, 일사량, 운량이다. 분산 팽창 요인 검증을 수행한 결과 온도, 강수량, 풍속, 풍향, 대기압, 노점온도, 일조시간, 운량의 변수가 선택됐다. 설명변수중 일조시간, 운량, 대기압의 영향도가 높게 나타났으며, 일반화 가법 모형의 평균 결정계수(R-Squared)는 0.69로 유의한 모델을 구축했다. 구축된 모델은 전주 외력의 영향을 예측하는데 도움이 될 수 있을 것이며, 안전성 확보의 목적에 기여할 수 있을 것이라 생각한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.377-385
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• 2017

태양광 발전에 있어서 태양전지는 일사량, 온도와 부하에 의해 크게 변동하기 때문에 태양전지에 대한 특성 해석이 필요하다. 또한 태양광 발전에 있어서 가능한 많은 에너지를 얻기 위해서는 환경변화에 따른 태양의 위치추적이 필요하며 태양전지의 출력을 항상 최대로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 태양광 발전의 효율을 높이기 위하여 센서와 마이크로프로세서를 이용한 태양광 위치추적 장치를 설계하여 고정방식의 태양광 발전과 위치 추적 방식의 태양광 발전에 대하여 비교해 보았으며, 태양전지에 대한 특성 해석과 수학적 모델링을 통한 시뮬레이션을 행하여 태양전지 특성 사양과 비교해 보았다. 또한 전력변환 시스템을 Boost 컨버터와 전압형 인버터로 구성하여 각각에 대하여 실험하였으며, Boost 컨버터 제어에서 최대 전력점 추적을 위해 일정전압 제어법을 사용하였으며 인버터의 제어에서는 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation) 제어법을 사용하여 실험해 보았다. 그 결과 태양전지 수학적 모델링 한 것의 시뮬레이션 결과와 태양전지 특성 사양과 비교하였을 때 5%이하의 오차를 보였으며. Boost 컨버터의 승압율은 167%로 시뮬레이션 한 것과 근사적으로 나타났고, 인버터는 시뮬레이션 한 것과 근사적 파형을 얻었으나 손실이 큰 것으로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제14권1호
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• pp.33-41
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• 2005

For more convenient electrode-electrolyte interface impedance analysis in biosensor, a stand-alone impedance measurement system is required. In our study, we developed a PC-based portable system to analyze impedance of the electrochemical cell using microprocessor. The devised system consists of signal generator, programmable amplifiers, A/D converter, low pass filter, potentiostat, I/V converter, microprocessor, and PC interface. As a microprocessor, PIC16F877 which has the processing speed of 5 MIPS was used. For data acquisition, the sampling rate at 40 k samples/sec, resolution of 12 bit is used. RS-232 with 115.2 kbps speed is used for the PC communication. The square wave was used as stimuli signal for impedance analysis and voltage-controlled current measurement method of three-electrode-method were adopted. Acquired voltage and current data are calculated to multifrequency impedance signal after Fourier transform. To evaluate the implemented system, we set up the dummy cell as equivalent circuit of which was composed of resistor, parallel circuit of capacitor and resistor connected in parallel and measured the impedance of the dummy cell; the result showed that there exist accuracy within 5 % errors and reproduction within 1 % errors compared to output of Hioki LCR tester and HP impedance analyzer as a standard product. These results imply that it is possible to analyze electrode-electrolyte interface impedance quantitatively in biosensor and to implement the more portable high speed impedance analysis system compared to existing systems.

• 한국운동역학회지
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• 제18권2호
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• pp.59-64
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• 2008

본 연구는 3축 가속도 센서를 허리에 부착하여 실시간으로 스포츠 동작분류를 할 수 있는 모니터 링에 관한 연구를 실시하였다. 이 모니터링 시스템은 스포츠 동작의 기본이라고 할 수 있는 걷기, 달리기, 자세변화 동지 정지상태의 동작들과 추가적으로 사이클링 동작을 분류할 수 있도록 하였다. 또한 운동 시에 발생할 수 있는 낙상을 감지하여 위급상황에 대한 정보도 나타나게 하였다. 가속도센서모듈은 인체에 부착된 형태로 스포츠 활동을 모니터링하기 위하여 소형으로 설계되었으며 활동에 방해가 되지 않게 허리에 부착되었다. 측정된 데이터는 RF통신을 통해 PC로 전송되며 알고리즘을 통해 실시간으로 동작분류를 시행하게 된다. 개발된 알고리즘을 검증하기 위한 실험으로 5명의 피험자를 대상으로 서로 다른 속도의 걷기, 달리기, 사이클링 동작을 각각 100초간 실시하였으며 낙상과 자세변화 동작(앉았다 일어서기, 누웠다 일어서기, 서있다 앉기, 누웠다 앉기, 서있다 눕기, 앉았다 눕기)은 각각 20회씩 실행하였다. 그 결과 동작분류 정확도는 95.4%를 나타내었다. 이번 연구에서 스포츠 모니터링을 통하여 정확한 자신의 운동 정보를 알려주고 운동 시에 발생하는 낙상에 대한 위급상황을 알려줌으로써 스포츠 활동에 도움을 주고자 하였으며, 추가적인 연구로 각각의 스포츠 활동에 대한 정확한 에너지 소비 추정 알고리즘을 개발 중에 있다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제47권6호
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• pp.93-102
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• 2010

기존의 웹 기반 정보 서비스 시스템은 실시간 정보제공과 응급상황에 대한 원격 지원 조치가 어렵다는 문제점들을 갖는다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 논문에서는 모바일 통신기기(휴대폰, PDA, Smart Phone, Webpad)를 이용하여 원격시스템을 관리 및 모니터링하고 실시간으로 원격지의 시스템을 제어할 수 있는 실시간 무선 원격제어 시스템을 설계 및 구현하였다. 제안하는 시스템은 원격지 예를 들어 '사무 빌딩'과 보육시설 예를 들면 '유치원'에 적용하였다. 사무 빌딩에 구현한 경우는 유선(웹 환경) 또는 무선(모바일 장비)을 통해서 건물관리 및 시스템 환경에 설치된 각종 센서정보를 실시간으로 관리 와 제어할 수 있다. 유치원 시스템에 적용한 경우는 유치원 아동의 활동을 인증된 사용자의 핸드폰으로 실시간 모니터링 할 수 있는 서비스가 제공된다. 제안한 시스템의 보안기능은 모바일장비 사용자 인증과 대상 시스템 접근제어 기능을 갖는다. 제안하는 시스템은 실시간 사용자 인증 기능과 시스템 접근제어기능을 실행하도록 하여 자원관리자와 모바일 장비 사용자의 안전성을 높이고, 중단 없는 서비스의 제공뿐만 아니라 실시간 모바일 서비스 환경을 제공한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.917-924
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• 2015

본 연구에서는 스마트폰을 이용하여 손가락 끝의 혈류의 흐름을 촬영하여 사용자의 맥파 (PPG : Photoplethysmography) 신호를 측정할 때, 카메라 영상 속성에 따른 신호 품질에 대해 연구하였다. 영상 속성은 비트 레이트(Bitrate), 해상도(Resolution), 플래시(Flash)의 조건을 선정하였다. 각 조건에 따라서 변화하는 영상 이미지의 적색(Red)값의 변화를 측정하고 PPG 신호의 추출을 위해 PPI (Pulse to Pulse Interval)를 계산하였다. 실험은 총 20명의 대학생을 대상으로, 세 가지 영상 속성 조건을 조합하여 18가지 태스크로 분류하여 진행되었다. 오른손의 중지에는 PPG 센서를 착용하고 검지에는 스마트폰을 접촉한 상태로, 동시에 2분간 맥박을 측정하여 두 신호의 상관성 분석을 진행하였다. 실험 결과, 영상의 해상도가 $640{\times}480$, 비트레이트 5000kbps, 플래시가 On일 때 가장 높은 상관성(83%, p=0.01)을 나타내는 것을 확인하였다. 본 연구 결과가 앞으로 스마트폰의 카메라를 이용한 맥파 신호 측정 시스템에서 생체신호 품질을 개선하기 위한 유용한 가이드가 될 것으로 기대된다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제4권3호
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• pp.99-110
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• 2015

사물 인터넷(Internet-of-Things, IoT) 컴퓨팅은 무선 인터넷으로 다양한 디바이스를 연결하고 센서를 통해 획득한 사용자 주변 환경 정보를 이용하여 디바이스를 제어하는 여러 기술의 융합 기술이다. IoT 애플리케이션은 기존 소프트웨어와는 달리 다수 개의 IoT 디바이스와 협업을 통해 사용자에게 기능을 제공하고, 센서 네트워크, 통신 기술, 소프트웨어 공학 등 여러 기술들을 활용하여 설계된다. 그리고 최근에 소개된 신기술이기 때문에, 대부분의 연구는 시작 단계에 있다. 이런 이유로, IoT 애플리케이션 개발 프로젝트는 기존의 소프트웨어 개발 프로젝트에서 관찰되지 않은 기술적 이슈들이 발생할 수 있고, 기존의 프로젝트 수행 가이드라인을 그대로 적용하는 것이 제한되어 성공적으로 프로젝트를 수행하는 데 어려움이 따른다. 따라서 본 논문에서는 IoT 애플리케이션을 효율적으로 개발하기 위해, 프로젝트 준비 및 계획 단계와 설계 및 개발 단계로 구분하여 각 단계별로 기술적 이슈를 나열하고 효과적인 솔루션을 제시하고자 한다. 또한 IoT 디바이스 중 AR.Drone과 Sphero Ball을 활용한 애플리케이션 개발에서 본 논문의 솔루션에 대한 적용 및 활용 사례를 보여줌으로써, 연구의 실효성을 검증한다.

• 센서학회지
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• 제17권2호
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• pp.133-142
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• 2008

Respiration is induced by muscular contraction of the chest and abdomen, resulting in the abdominal volume change. Thus, continuous measurement of the abdominal dimension enables to monitor breathing activity. Conductive rubber cord has been previously introduced and tested to develop wearable application for respiratory measurements. The present study implemented wireless wearable respiratory monitoring system with the conductive rubber cord in the patient's pants. Signal extraction circuitry was developed to obtain the abdominal circumference changes reflecting the lung volume variation caused by respiratory activity. Wireless transmission was followed based on the zigbee communication protocol in a size of 65mm${\times}$105mm easily put in pocket. Successful wireless monitoring of respiration was performed in that breathing frequency was accurately estimated as well as different breathing patterns were easily recognized from the abdominal signal. $CO_2$ inhalation experiment was additionally performed in purpose of quantitative estimation of tidal volume. Air mixed with $0{\sim}5%\;CO_2$was inhaled by 4 normal males and the respiratory air flow rate, abdominal dimension change, and end tidal $CO_2$ concentration were simultaneously measured in steady state. $CO_2$ inhalation increased the tidal volume in normal physiological state with a correlation coefficient of 0.90 between the tidal volume and the end tidal $CO_2$ concentration. The tidal volume estimated from the abdominal signal linearly correlated with the accurate tidal volume measured by pneumotachometer with a correlation coefficient of 0.88 with mean relative error of approximately 8%. Therefore, the tidal volume was accurately estimated by measuring the abdominal dimension change.

• 센서학회지
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• 제27권5호
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• pp.317-327
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• 2018

THz 시간 영역 분광학(TDS)은 이제 성숙한 분야가 되었고, 그 기술은 전 세계적으로 수백 개의 연구실에서 사용되고 있지만, THz 시스템의 개선에 대한 여지는 아직 많이 남아있다. 도전과제의 핵심은 모드-잠김 에지 방사(edge emitting) 반도체방출 반도체 레이저와 광전도 반도체 양자 구조의 개선이다. 또한 대량 생산을 위한 기술과 3D 프리팅과 같은 혁신적인 제조 기술도 매우 효과적이다. 최근에 상용제품으로 출시된 OSCAT 시스템과 ASOPS 시스템을 이용하여 분광/영상기법을 반도체 패키지 칩에 적용하기도 하였다. 한편, THz 분광법이 정적(static)이거나 또한 시간-분해적이든 간에 모두 반도체 소재 및 반도체 나노 구조의 특성을 평가하는 데 있어서 선도적인 기법이 될 것이다. 향후에는 점점 더 좁은 영역을 탐구하는 방법이나 THz 응용 시스템을 평형상태에서 벗어나게 하는 툴(tool)로써 사용될 가능성도 높다. 또한 메타(meta) 물질을 이용하여 THz 시스템에 적용할 경우, 가변 필터와 같은 순시적인 광학 부품이 가능하므로 광여기(photoexcited) 반도체 소자(신호원)으로 이용하는 구상/디자인도 할 수 있다.