• 제목/요약/키워드: embedded sensor design

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저가의 MCU를 사용하여 HSMS 통신 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of an HSMS Communication System using Low-Cost MCUs)

  • 김수희
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.2820-2827
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    • 2015
  • 저가의 MCU를 사용한 HSMS 구동 시스템은 반도체 설비 온라인 시스템 구축에는 없어서는 안 될 필수적인 기술이다. HSMS는 더 빠른 속도의 통신이 필요하고 장비 하드웨어 구성이 용이한 어플리케이션을 위해 SECS-I 대신에 많이 사용된다. 기존의 SECS와 HSMS 디바이스는 SECS의 전반적인 프로토콜 구현되어 있어서 매우 고가이다. 이 연구에서는 기업에서 필요로 하는 SECS 프로토콜만을 지원하는 HSMS 통신 시스템을 설계하고 구현하고자 한다. 저가이지만 고성능 MCU를 메인 보드로 하여 HSMS 통신을 처리하는 모듈을 설계하고, BCR을 독립적으로 처리 할 수 있는 회로를 초소형 MCU를 이용하여 설계한다. 그리고 BCR로부터 인식된 태그 데이터를 HSMS 통신 프로토콜에 부합하는 데이터로 변환하기 위해 SECS-II 메시지를 설계한다. 이 설계들을 반영한 HSMS 통신 시스템을 개발한다. 개발한 저가의 HSMS 통신 모듈은 반도체 공정에 대한 실시간 감시 및 제어 시스템에 적용될 수 있다.

착유로봇 매니퓰레이터와 구동제어장치 설계 (Design of Driving Control Unit and Milking Robot Manipulator)

  • 신규재
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권9호
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    • pp.238-247
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    • 2014
  • 착유로봇 시스템은 움직이는 젖소의 유두 위치를 정확하게 검출해야 하고, 로봇 매니퓰레이터는 검출된 유두 위치값을 추적하여 착유컵이 유두에 장착하도록 제어되어야 한다. 제안된 착유로봇 매니퓰레이터는 위치검출 레이저 센서를 이용하여 유두를 스캐닝하고 임베디드 구동제어장치를 통하여 독립된 3축 브러쉬리스 서보 구동제어 메커니즘에 의하여 구현된다. 이 로봇 매니퓰레이터는 유두 위치검출용 레이저센서, 4개의 착유컵, 3축 x, y, z축의 매니퓰레이터, g축 방향 이송기능을 가진 유두인 식장치와 착유컵 구동장치, 임베디드 구동제어장치와 자동 밀크 제어라인으로 구성된다. 제안된 로봇시스템은 구동시스템 전체가 전기구동방식으로 설계되어 있기 때문에 구조가 간단하고, 저가로 제작이 가능하며, 구동시에 소음이 적기 때문에 젖소의 심적 안정성을 줄 수 있는 장점을 가지고 있다. 설계된 로봇은 축산과학원 농장에서 젖소를 대상으로 실험을 실시하였으며, 실험결과에 의하여 설계사양의 성능조건이 만족됨을 확인하였다.

Estimation of Friction Coefficient Using Smart Strand

  • Jeon, Se-Jin;Park, Sung Yong;Kim, Sang-Hyun;Kim, Sung Tae;Park, YoungHwan
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제9권3호
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    • pp.369-379
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    • 2015
  • Friction in a post-tensioning system has a significant effect on the distribution of the prestressing force of tendons in prestressed concrete structures. However, attempts to derive friction coefficients using conventional electrical resistance strain gauges do not usually lead to reliable results, mainly due to the damage of sensors and lead wires during the insertion of strands into the sheath and during tensioning. In order to overcome these drawbacks of the existing measurement system, the Smart Strand was developed in this study to accurately measure the strain and prestressing force along the strand. In the Smart Strand, the core wire of a 7-wire strand is replaced with carbon fiber reinforced polymer in which the fiber Bragg grating sensors are embedded. As one of the applications of the Smart Strand, friction coefficients were evaluated using a full-scale test of a 20 m long beam. The test variables were the curvature, diameter, and filling ratio of the sheath. The analysis results showed the average wobble and curvature friction coefficients of 0.0038/m and 0.21/radian, respectively, which correspond to the middle of the range specified in ACI 318-08 in the U.S. and Structural Concrete Design Code in Korea. Also, the accuracy of the coefficients was improved by reducing the effective range specified in these codes by 27-34 %. This study shows the wide range of applicability of the developed Smart Strand system.

사물인터넷 기반의 배뇨관리 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of IoT based Urination Management System)

  • 이학재;이경훈;김영민
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.209-218
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    • 2017
  • 헬스케어 서비스는 생체신호 측정, 질병의 진단 및 예방을 위한 독자적인 다수의 서비스 플랫폼을 통해 제공할 수 있으며 인터넷, 모바일 등의 정보통신(ICT) 기술이 융합해 언제, 어디서나 이용자에게 건강 정보를 제공할 수 있어 사물 인터넷의 중심에 있다. 이에 따라 본 논문에서는 사물인터넷 기반의 배뇨관리 시스템을 설계하고 그 성능을 평가하였다. 배뇨관리 시스템 구성을 위해 저 전력의 지그비 네트워크를 구축하였으며 구현된 정전 용량형 기저귀 센서는 약 2,000시간의 동작을 확인할 수 있었다. 또한 초소형 임베디드 디바이스인 라즈베리파이를 활용하여 데이터베이스 서버를 구축하고 수집된 데이터를 저장하여 안드로이드 기반의 모바일 어플리케이션을 통해 데이터를 확인하였다. 제안된 배뇨관리 시스템은 요양병원 등 고령의 환자들을 대상으로 활용이 가능하며, 영유아를 대상으로도 편리하게 이용이 가능할 것이다.

안드로이드 플랫폼에서 JBox2D 물리 엔진을 이용한 모바일 게임구현 (An Implementation of Mobile Game using JBox2D Physics Engine in Android Platform)

  • 황기태
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.119-126
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    • 2011
  • 물리엔진은 게임에 등장하는 객체들이 실세계의 물리적 법칙을 따라 움직이는 것처럼 시뮬레이션하는 게임엔진의 한 요소이다. 본 논문은 오픈 소스로 제공되는 JBox2D 물리 엔진 라이브러리와 안드로이드 그래픽 API를 이용하여 작성한 모바일 게임의 구현 사례를 소개한다. 본 게임은 Crayon Physics로 알려진 PC 게임의 아이디어를 도입하였다. 이 게임은 사용자 캐릭터와 목표 캐릭터 사이에는 길이 끊어진 상태로 시작되며, 사용자는 끊어진 길을 잇는 다각형 물체를 만들어 사용자 캐릭터가 목표 캐릭터에 도달하도록 해야 한다. 사용자 캐릭터가 목표 캐릭터를 만나게 되면 승리하게 된다. 그러나 캐릭터 및 물체는 중력 등의 물리적 법칙에 지배를 받기 때문에 게임 사용자가 물체의 모양과 만드는 시점 등을 잘 설정해야 한다. 본 논문에서는 PC에는 없지만 모바일 단말기에 있는 LCD 터치와 가속도 센서 등의 다양한 입력 방식을 도입하였다. LCD 터치를 이용하여 사용자가 물체를 임의로 만들 수 있게 하였으며, 단말기를 기울여서 가속도 센서를 작동시켜 물체나 사용자 캐릭터를 이동시키는 방법을 도입하였다.

원격 감시제어를 위한 웹 서비스 S/W 플랫폼 설계 및 구현 (Design and Implementation of Web Service S/W Platform for Remote Monitoring and Control)

  • 이태희;김주만
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제7권12호
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    • pp.245-253
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    • 2007
  • 본 논문은 원격 감시 제어를 위한 효율적인 웹 서비스 S/W 플랫폼을 제안한다. 웹 서비스의 성능 향상을 위해 서블릿 컨테이너를 제거함으로써 웹 서비스 구현의 필수 구성요소인 gSOAP 처리를 향상시켰으며, 로봇 또는 유비쿼터스 센서 응용에 적용이 가능한 경량화 된 웹 서비스 서버/클라이언트 소프트웨어 플랫폼을 설계하였다. 본 연구 결과를 검증하기 위하여 PXA270 프로세서를 탑재한 LDS4000 엔진 보드에 탱크와 센서 등을 결합한 감시 제어용 로봇 하드웨어를 제작하였으며, 웹 서비스 클라이언트 응용과 기존의 웹 서버를 통한 원격 감시 제어 기법 간의 gSOAP 메시지 교환 부하를 비교함으로써 본 연구 결과에 대한 실용적 우수성과 그 효율성을 검증하였다.

신경회로망을 이용한 휴대용 전자 혀 시스템의 설계 (Design of E-Tongue System using Neural Network)

  • 정영창;김동진;김정도;정우석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.149-158
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    • 2005
  • 본 논문은 이온 선택성 전극을 모듈화한 MACS를 사용하여 시스템의 크기를 축소할 수 있었고, PDA를 사용함으로써 측정된 데이터를 장소에 구애받지 않고 분석할 수 있는 휴대용 전자혀 시스템을 개발하였다. MACS는 ${NH_4}^+$, $Na^+$, $Cl^-$, ${NO_3}^-$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Na^+$, pH의 7종의 이온 선택성 전극을 이용하여 구성하였으며, 초기화 및 교정과정과 완충용액에 의한 안정화 과정을 거친 후 MACS로 시료에 대한 각각의 이온선택성 전극의 변화를 측정한다. 이렇게 각 전극으로부터 측정된 데이터를 이용하여 신경회로망 알고리즘으로 측정된 시료의 종류를 구분할 수 있다. 실험은 분류가 어렵다고 알려진 고급양주와 저급양주를 분류하는 것으로 진행되었으며, 성공적이며 우수한 실험 결과를 얻었다 이로부터 사용된 알고리즘이 휴대용 전자혀 시스템에 적절히 사용될 수 있음을 밝혔으며, 실제 휴대용 전자혀 시스템에 간단한 학습에 의해 적용될 수 있을 것으로 생각된다.

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로타리 경운작업 시 트랙터 PTO 가혹도 평가 (Evaluation of Tractor PTO Severeness during Rotary Tillage Operation)

  • 김용주;정선옥;최창현;이대현
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제36권3호
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    • pp.163-170
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    • 2011
  • Analysis of load on major parts of the tractor power drive line is critical for efficient and optimum design of a tractor. The purpose of this study was to evaluate severeness of the tractor PTO driving axle during rotary tillage operation. First, S-N (stress vs. number of cycle) curve of a PTO driving gear was obtained through the fatigue life test using a PTO dynamometer. Second, PTO severeness was evaluated during rotary tillage operation. Torque measurement system was constructed with strain-gauge sensors to measure torque of a PTO axle, an I/O interface to acquire the sensor signals, and an embedded system to calculate severeness. The severeness of PTO was analyzed using measured torque data during rotary tillage. In the PTO gear life fatigue test, breakage time and bending stress of the gear were measured by tooth widths and torque change during the fatigue life test. The S-N curve showed a good linear relationship between bending stress and number of cycle (life) with a coefficient of determination of 0.97. For PTO severenss evaluation, rotary tillage operations were conducted at two PTO rotational speeds (level-1, level-2) under different paddy and upland field sites with different soil conditions. Results of averaged relative severeness for PTO level-1 and PTO level-2 were 1.96 and 3.34, respectively, at paddy field sites, and they were 1.36 and 2.51, respectively, at upland field sites. The results showed that the PTO driving axle experienced more severe load during rotary tillage at paddy fields than at upland sites, and relative severeness was greater at the higher PTO rotational speed under all of the soil conditions.

실시간 위치기반 예약시스템 구축을 위한 이동통신망과 스마트폰 최적 활용에 관한 연구 (A Study on the Mobile Communication Network and Practical use of Smart Phone for Building of Realtime Location Based Reservation System)

  • 강신관;이정배
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.283-294
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    • 2012
  • 최근 스마트폰의 활성화로 이동통신망과 스마트폰을 활용한 IT 기술과 타 산 업간의 융합 산업의 응용 범위가 더욱 확장되고 있다. 더욱이 R&D 기술들을 다른 분야의 기술개발과 효과적으로 스마트폰과 접목시켜 생활편의를 제공하는 시도가 이루어지고 있다. 그렇지만, 비엔날레, 영화제 및 엑스포와 같은 대형 행사를 위해 많은 인원이 특정지역에 밀집되는 경우, 이를 통제하기란 매우 어렵고 이에 대한 효율적인 대책 또한 미흡한 실정이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 스마트폰에서의 증강현실, 이동통신망을 이용한 네트워크 기반의 티켓예약 시스템과 이의 구성에 대하여 기술하고자한다. 특히, 앱 설계기술을 이용하여 실제 스마트폰-앱 응용기술에 앞서, 사전에 프로토타이핑 시스템을 설계 및 개발하는 방법을 제안하고자 한다.

성능이 향상된 Stack Monitoring System의 설계 (Design of Stack Monitoring System with Improved Performance)

  • 장경욱;이주현;이승원;이승호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.299-302
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    • 2016
  • 본 논문에서는 성능이 향상된 Stack Monitoring System을 설계한다. Stack Monitoring System의 증폭기(AMP)에 들어오는 펄스성 잡음을 차단하기 위하여, 차폐 및 전원부 임피던스를 낮추고 전원회로를 분리하여 노이즈를 차단한다. 신틸레이션 검출기 특성을 최대한 장치에 매칭하기 위한 가변 고전압, 이득(Gain), 상쇄(Offset), 한계(Threshold) 등을 설정 할 수 있는 제어부를 설계한다. 또한 300 ~ 1,500V의 가변 고전압 전원회로를 구성하여 다양한 신틸레이션 검출기에 적용가능 한 가변 전압 공급 장치를 설계한다. 성능이 향상된 Stack Monitoring System은 다종의 신틸레이션 검출기가 각각의 특성을 고려하여 동작하게 함으로서 효율적이고 높은 신뢰성을 보장한다. 개발된 Stack Monitoring System의 측정 불확도에 대하여 공인 시험기관의 장비를 사용하여 실험한 결과 우수한 성능을 나타내었다.