• Journal of Biosystems Engineering
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• 제37권1호
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• pp.11-18
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• 2012

Purpose: Short-circuit current of a solar module that is widely used as a power source for wireless environmental sensors is proportional to solar radiation although there are a lot of factors affecting the short-circuit current. The objective of this study is to develop a model for estimating solar radiation for using the solar module as a power source and an irradiance sensor. Methods: An experiment system collected data on the short-circuit current and environmental factors (ambient temperature, cloud cover and solar radiation) during 65 days. Based on these data, two linear regression models and a non-linear regression model were developed and evaluated. Results: The best model was a linear regression model with short-circuit current, angle of incidence and cloud cover and its overall RMSE(Root Means Square Error) was 66.671 $W/m^2$. The other linear model (RMSE 69.038 $W/m^2$) was also acceptable when the cloud cover data is not available.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제23권6호
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• pp.565-573
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• 2020

Unlike fin-stabilized projectiles, there has been some difficulty measuring the attitudes of spin-stabilized projectiles during the long-range flight due to their high spin rates. In this work, solar and geomagnetic sensors were used to measure the attitude of a spin-stabilized projectile. A method to calculate the attitude of the projectile from the signals of the sensors was introduced as well as the methods to process the signals of the sensors. To validate the methods, the attitude of a projectile was calculated with the sensor signals from the actual flight data.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.55-62
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• 2017

In this paper, we proposes a multi-ring based mobile sink location scheme for solar-powered wireless sensor network (WSN). The proposed scheme maintains the multi-rings in which nodes keep the current location of sink node. With the help of nodes in multi-rings, each node can locate the sink node efficiently with low-overhead. Moreover, because our scheme utilizes only surplus energy of a node, it can maintain multiple rings without degrading any performance of each node. Experimental results show that the proposed scheme shows much better latency and scalability with lower energy-consumption than the existing single-ring based scheme.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.81-88
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• 2017

Solar-powered wireless sensor nodes can use extra energy to obtain additional data to increase the precision. However, if the amount of data sensed is increased indiscriminately, the overhead of relay nodes may increase, and their energy may be exhausted. In this paper, we introduce a sensing and compression rate selection scheme to increase the amount of data obtained while preventing energy exhaustion. In this scheme, the neighbor nodes of the sink node determine the limit of data to be transmitted according to the allocated energy and their descendant nodes, and the other nodes select a compression algorithm appropriate to the allocated energy and the limitation of data to be transmitted. A simulation result verifies that the proposed scheme gathers more data with a lower number of blackout nodes than other schemes. We also found that it adapts better to changes in node density and the amount of energy harvested.

• 스마트미디어저널
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• 제3권1호
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• pp.22-27
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• 2014

전 세계적으로 석유자원의 고갈로 인해 석유가격의 상승 및 중국, 인도 등 거대개도국의 에너지 수요 폭발로 국내외 에너지환경은 새로운 도전과 변화의 국면에 처해 있다. 그러나 태양광 발전은 기존 발전방식에 비하여 발전 단가가 높고 에너지 밀도가 희박하여 일정한 전력을 이용하기 위해서는 넓은 면적의 태양전지모율 설치 장소가 필요하다. 또한 기상조건 및 자연조건에 절대적인 영향을 받기 때문에 태양광 발전의 효율적인 발전을 위해서는 지리적인 위치와 태양의 위치 등을 고려하여 태양전지모듈이 지속적으로 많은 양의 발전을 할 수 있게 하는 기술이 필요하다. 이에 본 연구에서는 기존 추적 시스템의 문제점을 해결하기 위해 새로운 형태의 태양 추적 시스템을 제안하고자 한다. 또한 제안된 기법의 유용성을 확인하기 위해 제작된 시제품에 알고리즘을 구현하여 실제 실험을 수행하고자 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.397-400
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• 2015

본 논문에서는 낮은 듀티 동작의 센서 노드를 위한 저비용 MPPT 제어기능을 갖는 빛에너지 하베스팅 회로를 제안한다. 환경, 구조물 모니터링 센서와 같은 연속적인 동작이 요구되지 않는 센서 노드가 어플리케이션이며, 기존의 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어방법과 다르게 간단한 회로들을 이용하여 저비용 MPPT 제어 방법을 구현하였다. 제안된 MPPT 방법은 솔라셀의 개방회로전압과 MPP 전압간의 비례관계를 이용하여, 솔라셀의 개방회로 전압을 주기적으로 샘플링함으로써 최대 가용전력이 생성되는 지점을 추적하고 이를 부하로 전달한다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m\;CMOS$ 공정으로 설계되었으며, 칩 면적은 패드를 포함하여 $975{\mu}m{\times}1025{\mu}m$이다. 제작된 칩을 측정한 결과 주기적으로 솔라셀의 개방회로를 샘플링하여 솔라셀의 MPP를 실시간 추적하는 것을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.18-23
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• 2023

스마트 센서는 IoT (Internet of Things) 서비스 구현을 위한 단말장치 역할의 핵심 구성요소이다. 본 논문에서는 스마트 센서의 전원 공급부를 에너지 하베스팅 장치를 이용하여 설계하는 방안을 연구하였다. 대표적인 에너지 하베스팅 장치인 태양전지와 압전소자를 적용하여 전원 공급부의 성능을 확인하고, 스마트 센서의 동작에 따른 전원 공급부 최적화 방안을 분석하였다. 또한 보조 전원장치인 배터리의 수명을 증가시킬 수 있는 방안을 제안하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권7호
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• pp.478-488
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• 2009

태양 에너지를 이용한 무선 센서 네트워크에서는 공급되는 에너지의 변화가 크고 저장할 수 있는 배터리 용량이 제한적이기 때문에 이에 적응적으로 대처할 필요가 있다. 또한, 이렇게 변화하는 에너지 공급에 대처하기 위해 노드의 동작을 빈번히 변화시키는 것과는 달리, 일정한 수준 이상으로 안정되게 동작 하는 것을 필요로 하는 응용이 있을 수 있다. 따라서 태양 에너지 기반 센서 시스템에서 사용 가능한 에너지를 최대한 이용함과 동시에 일정 수준의 에너지를 안정적으로 제공하기 위해서는, 각 노드가 자신이 수집 할 수 있는 에너지의 양을 예측하고 이를 효율적으로 할당하는 기법이 필요하다. 본 논문에서는 시간 슬롯 단위의 수집 가능 에너지량에 대한 기댓값 모델을 기반으로, 각 시간 슬롯에 할당되는 에너지의 변화를 최소화함과 동시에, 주기적으로 수집되는 태양 에너지를 최대한 활용하기 위한 효율적인 에너지 할당 기법을 제안한다. 또한 이들의 유효성을 확인하기 위하여 테스트베드 구축하고, 우리의 기법을 평가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.2072-2078
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• 2011

태양광을 이용한 태양광 발전시스템은 태양을 정면으로 바라 볼 때 가장 큰 효율을 얻을 수 있다. 즉, 태양의 위치에 대한 집광판(PV; Photovoltic)의 법선벡터를 일치시켜야 가장 높은 효율을 얻게 된다. 본 논문에서는 시간의 변화에 따라 태양의 이동경로를 추적할 수 있도록 태양의 그림자를 판독할 수 있는 8개의 CdS 센서 모듈을 통하여 태양의 위치를 판독하여 태양의 위치를 추적할 수 있는 시스템을 제시하고자 한다. 태양광 추적시스템의 퍼지제어기(fuzzy controller)는 퍼지 입력공간에 대한 격자형 퍼지분할(grid-type fuzzy partition) 영역으로 분할한 후 퍼지규칙(fuzzy rule)을 수립하여 시스템을 제어하도록 설계하였다. 본 논문에서는 태양광 추적을 위한 간단한 모형의 2축 제어시스템을 구성하였으며, CdS 모듈의 좌표축과 집광판의 좌표축을 일치시키도록 구성하였다. 이러한 시스템은 고정된 장소 및 선박과 같은 이동하는 환경에 효과적으로 태양광을 추적할 수 있는 지능형 퍼지제어기의 적용가능 성을 제시하고자 한다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권11호
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• pp.265-272
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• 2014

본 논문에서는 다중센서를 사용한 솔라셀 장비의 상황인지 시스템을 설계하여 산업현장에서 발생할 수 있는 다양한 산업재해를 예방하고 대처하기 위한 시스템을 제안한다. 솔라셀 장비의 주변 및 주요 위치에 다중 센서를 설치하고, 이러한 장치로부터 주변상황과 솔라셀 장비에 대한 데이터를 획득하여 로컬메모리에 저장 후 서버에 전송한다. 저장된 데이터는 상황인지 알고리즘에 의하여 상황을 인지하고 인지된 결과에 따라 판단한다. 관리자는 상황인지 알고리즘을 통해 판단 된 결과에 따라 실시간으로 생산현장과 장비들에 대한 상태를 모니터링 할 수 있는 환경을 갖게 된다. 오늘날 유비쿼터스 환경에 놓인 산업현장의 상황인지 시스템은 실시간 점검을 통해 산업재해에 대처하기 위한 적절한 정보를 제공하는 서비스가 될 것이다.