• 스마트미디어저널
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• 제13권2호
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• pp.16-22
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• 2024

Greenhouse provides opportunities to have big yield effectively and efficiently. However, many resources are required, such as fertigation, a kind of solution of nutrient. Resources supply is essential to cultivate crops. Inadequate supply will hinder plant growth whereas the surplus results in waste. In this paper, we are especially interested in the fertigation supply. Further, excess fertigation leads to drainage which is difficult to purify and threatens the environment. To address this challenge, we aim to predict the desired amount of fertigation. To achieve this objective, we first establish a prototype to record the climate conditions inside a rose greenhouse using Internet of Things sensors. Simultaneously, the desired fertigation amount is obtained with the help of weight scale and historical data of fertigation supply and drainage. Second, a method is proposed to predict the desired fertigation by taking the sensors' data as input, with a time-series model. Extensive experimental results suggest the potential of our objective and method. To be specific, our method achieves an average MAE 0.032 in the validation datasets.

• 전자공학회논문지
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• 제52권10호
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• pp.161-167
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• 2015

본 논문에서는 첨단 주택에서 가전기기 에너지 절약을 위한 재실 기반 에너지 절약 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 센싱 시스템과 홈 게이트웨이 시스템으로 구성된다. 센싱 시스템은 사람의 움직임을 감지하는 PIR 센서를 장착한 무선 센싱 노드와 CT센서를 이용하여 전류 사용량을 측정하고 무선으로 전달하는 스마트 플러그로 구성된다. 스마트 플러그를 이용하여 가전기기의 전류 소모량을 측정하고, 방과 문에 설치한 재실 감지 센서를 이용하여 거주자의 재실 유무를 확인하였다. 제안한 시스템은 부재 공간의 불필요한 전기 에너지 사용량을 스위치를 끔으로서 절약한다. 실험 결과 재실 기반으로 전기 에너지를 절약한다면 약 34%를 절약할 수 있음을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제19권5호
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• pp.477-501
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• 2005

In this study, a new smart beam finite element is proposed for the finite element modeling of beam-type smart structures that are equipped with bonded plate-type piezoelectric sensors and actuators. Constitutive equations for the direct piezoelectric effect and converse piezoelectric effect of piezoelectric materials are considered in the formulation. By using a variational principle, the equations of motion for the smart beam finite element are derived. The proposed 2-node beam finite element is an isoparametric element based on Timoshenko beam theory. The proposed smart beam finite element is applied to the free vibration control adopting a constant gain feedback scheme. The electrical force vector, which is obtained in deriving an equation of motion, is the control force equivalent to that in existing literature. Validity of the proposed element is shown through comparing the analytical results of the verification examples with those of other previous researchers. With the use of smart beam finite elements, simulation of free vibration control is demonstrated by sensing the voltage of the piezoelectric sensors and by applying the voltages to the piezoelectric actuators.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권8호
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• pp.2259-2277
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• 2023

We propose a probabilistic fish growth model for smart aquaculture systems equipped with IoT sensors that monitor the ecological environment. As IoT sensors permeate into smart aquaculture systems, environmental data such as oxygen level and temperature are collected frequently and automatically. However, there still exists data on fish weight, tank allocation, and other factors that are collected less frequently and manually by human workers due to technological limitations. Unlike sensor data, human-collected data are hard to obtain and are prone to poor quality due to missing data and reading errors. In a situation where different types of data are mixed, it becomes challenging to develop an effective fish growth model. This study explores the unique characteristics of such a combined environmental and weight dataset. To address these characteristics, we develop a preprocessing method and a probabilistic fish growth model using mixed data sampling (MIDAS) and overlapping mixtures of Gaussian processes (OMGP). We modify the OMGP to be applicable to prediction by setting a proper prior distribution that utilizes the characteristic that the ratio of fish groups does not significantly change as they grow. We conduct a numerical study using the eel dataset collected from a real smart aquaculture system, which reveals the promising performance of our model.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권3호
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• pp.179-193
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• 2023

This study explores an alternative to the existing centralized process for data anomaly detection in modern Internet of Things (IoT)-based structural health monitoring (SHM) systems. An edge intelligence framework is proposed for the early detection and classification of various data anomalies facilitating quality enhancement of acquired data before transmitting to a central system. State-of-the-art deep neural network pruning techniques are investigated and compared aiming to significantly reduce the network size so that it can run efficiently on resource-constrained edge devices such as wireless smart sensors. Further, depthwise separable convolution (DSC) is invoked, the integration of which with advanced structural pruning methods exhibited superior compression capability. Last but not least, quantization-aware training (QAT) is adopted for faster processing and lower memory and power consumption. The proposed edge intelligence framework will eventually lead to reduced network overload and latency. This will enable intelligent self-adaptation strategies to be employed to timely deal with a faulty sensor, minimizing the wasteful use of power, memory, and other resources in wireless smart sensors, increasing efficiency, and reducing maintenance costs for modern smart SHM systems. This study presents a theoretical foundation for the proposed framework, the validation of which through actual field trials is a scope for future work.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.105-111
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• 2013

본 논문에서는 스마트 센서 응용 소프트웨어를 테스팅하기 위한 효율적인 방법인 가상 센서 시스템을 제안한다. 센서 응용 소프트웨어를 테스트하는 보편적인 방법은 테스트 보드에 센서를 직접 연결시켜 테스팅 환경의 센서 측정값으로 응용소프트웨어를 테스팅 하는 것이다. 센서 측정값을 입력으로 센서 응용 소프트웨어를 테스팅함으로 발생하는 문제는 테스트 데이터가 제한적이라는 것이다. 즉, 테스트 데이터가 센서로부터 생성되기 때문에 소프트웨어 테스터가 테스트 데이터를 조절하지 못하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 가상센서 시스템을 제안한다. 가상 센서 시스템은 소프트웨어 테스터가 센서의 측정값을 조절할 수 있게 한다. 가상 센서 시스템에서 센서 선택, 센서 특성화, 출력 패턴 정의의 세 단계를 통해 가상 센서를 정의한다. 가상 센서 시스템을 통해 조절 가능한 센서 측정값을 사용함으로써 센서 응용 소프트웨어에 대한 효율적인 테스트가 가능하다. 본 연구의 유용성을 보이기 위해 가상 센서 시스템을 안드로이드 앱의 센서 프로그램에 적용해 보고 실험 결과를 보인다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.1071-1080
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• 2017

최근 4차 산업혁명과 스마트 팩토리라는 용어를 뉴스나 매체를 통해 자주 들을 수 있다. 하지만 스마트 팩토리에 대한 정보와 어떻게 스마트 팩토리를 구축해야 하는지에 대한 구체적인 가이드라인이 없기 때문에 기업들로부터 외면 받고 있다. 스마트 팩토리의 구축은 도입 목적을 고려하여 회사의 규모에 적합하게 수행되어야한다. 기존 논문 연구에서 국내 대 중 소기업들을 대상으로 스마트 팩토리 성공구축 사례들을 분석 하였다. 사례분석 결과, 대기업의 경우 일부공장을 대상으로 시범적으로 스마트 팩토리를 구축한 후 성공적으로 평가될 시 전체공장으로 확대시키는 전략이 효과적이다. 중소기업의 경우, 낮은 수준의 스마트 팩토리 구축레벨에서 높은 수준의 구축레벨로 업그레이드하는 것이 효과적이다. 본 논문에서는 전통제조업체를 1개 선정하고, 3D가상공정설계를 통해 병목 구간과 개선이 필요한 공정을 파악한 후 센서를 설치한다. 최종적으로 센서를 통해 수집 된 데이터를 분석한 후 공정을 개선하고, 생산성이 향상된 스마트 팩토리를 구축하여 그 효과를 검증해 보고자 한다.

• 스마트미디어저널
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• 제4권1호
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• pp.33-38
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• 2015

분 논문에서는 전위계 센서를 이용한 비접촉식 동작인식거리를 확장하기 위해 1K Hz 이하의 극저주파 EMI를 제거하는 기법과 제스처 동작 시작점 추출을 위한 PLN(Power Line Noice)을 이용하는 기법을 제시한다. 스마트기기 상에 장착된 전위계차 센서 주변에서 발생하는 극저주파대역의 전기장의 세기를 측정하여 효율적인 센서의 배치를 통해 EMI를 제거하는 동시에 60Hz 대역의 PLN 잡음은 오히려 동작 시작점 검출을 위하여 이용하는 기법을 제안한다. 이 후, 접지를 통해 스마트 기기 및 센서의 회로에서 발생하는 전원선 잡음을 제거하고, 스마트 TV와 센서의 사이를 차폐시킴으로써 스마트 기기에서 발생하는 전기적 잡음을 제거한다. 마지막으로 필터기법을 이용하여 남아있는 미세 잡음을 제거한다. 전위계차 센서를 스마트기기의 비접촉식 원격제어에 활용하기 위한 극저주파대역 EMI의 효과적인 제거 기법 및 성능을 분석하였으며, 또한 전위계차 센서의 비접촉식 응용에 난제중 하나인 동작시작점 검출을 위한 효과적인 방법을 제시하여 제스처 인식거리를 실제 응용가능한 3m 이상으로 확장할 수 있음을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권1호
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• pp.1-10
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• 2017

The operation of subway trains induces secondary structure-borne vibrations in the nearby underground spaces. The vibration, along with the associated noise, can cause annoyance and adverse physical, physiological, and psychological effects on humans in dense urban environments. Traditional tethered instruments restrict the rapid measurement and assessment on such vibration effect. This paper presents a novel approach for Wireless Smart Sensor (WSS)-based autonomous evaluation system for the subway train-induced vibrations. The system was implemented on a MEMSIC's Imote2 platform, using a SHM-H high-sensitivity accelerometer board stacked on top. A new embedded application VibrationLevelCalculation, which determines the International Organization for Standardization defined weighted acceleration level, was added into the Illinois Structural Health Monitoring Project Service Toolsuite. The system was verified in a large underground space, where a nearby subway station is a good source of ground excitation caused by the running subway trains. Using an on-board processor, each sensor calculated the distribution of vibration levels within the testing zone, and sent the distribution of vibration level by radio to display it on the central server. Also, the raw time-histories and frequency spectrum were retrieved from the WSS leaf nodes. Subsequently, spectral vibration levels in the one-third octave band, characterizing the vibrating influence of different frequency components on human bodies, was also calculated from each sensor node. Experimental validation demonstrates that the proposed system is efficient for autonomously evaluating the subway train-induced ambient vibration of underground spaces, and the system holds the potential of greatly reducing the laboring of dynamic field testing.

• 소음진동
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• 제8권6호
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• pp.1121-1129
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• 1998

This research is concerned with the multiple PPF and the modified LQG controller design for active vibration control of intelligent structures. The intelligent structure is defined as the structure equipped with smart actuators and sensors. Various control techniques aimed for the piezoceramic sensors and actuators have been proposed for the active vibration control of smart structures and some of them prove their effectiveness experimentally. In this paper, the multiple PPF controller and the modified LQG controller are developed and applied to the smart grid structure. The multiple PPF control and the modified LQG control can be classified as the classical and the modern control techniques. respectively. The experimental results show that both control techniques are effective in suppressing vibrations. Two control techniques are compared with respect to the design process. the ease of implementation and the effectiveness