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TinyML 기술은 소형화된 디바이스에서도 머신러닝 모델을 실행할 수 있도록 설계된 기술로, 소형 마이크로컨트롤 러에서 효율적인 데이터 처리를 가능하게 한다. 본 논문에서는 TinyML의 이론적 배경과 주요 기술을 살펴보고, 애플리케이션에서 활용 가능한 다양한 서비스 사례를 제시한다. 특히 스마트 서비스, 예측을 기반으로 한 유지보수, 데이터 분석 등 실질적인 응용 사례들을 통해 TinyML의 활용 가능성과 잠재력에 대하여 논의하며, 현재 제공 중인 서비스와 개발 중인 기술들의 활용도를 분석한다. 또한, TinyML 기술이 앞으로 우리의 삶에 미칠 긍정적인 영향을 고찰하고, 기술 발전을 통해 가능한 연구의 방향성을 제시한다. 결론적으로 TinyML 기술은 다양한 디바이스 에서 머신러닝의 가능성을 크게 확장시키며, IoT와 스마트 시스템의 핵심 기술로 자리 잡을 것으로 기대된다.

TinyML technology is designed to enable the execution of machine learning models even on miniaturized devices, facilitating efficient data processing on small microcontrollers. This paper explores the theoretical background and key technologies of TinyML, presenting a variety of services that can be utilized in applications. In particular, practical use cases such as smart services, maintenance based on prediction, and data analysis are discussed to highlight the potential and applicability of TinyML. The paper also examines the utilization of currently available services and technologies under development. Furthermore, it reflects on the positive impact that TinyML technology may have on our lives and suggests directions for future research enabled by advancements in the technology. In conclusion, TinyML technology significantly expands the potential of machine learning across diverse devices and is expected to become a cornerstone of IoT and smart systems.

본 논문에서는 수중 펌프에 대한 동작 상태 모니터링, 고장 진단 및 예측 알고리즘에 대하여 연구하였다. 모니터링 유닛은 수중펌프의 센서 값을 모니터링 제어유닛으로 485통신을 통해서 전송되며, 모니터링 제어 유닛은 센서 값을 변환하여 서버 컴퓨터와 임베디드시스템에 송신한다. 서버 및 임베디드시스템은 데이터베이스에 센서 값을 저장하고 화면에 디스플레이 하여 수중 펌프의 동작 상태를 확인 할 수 있다. 임베디드시스템에서는 데이터 베이스에 저장된 센서 값을 읽어 들여, 개별 및 복합진단을 수행하고, 서버 및 모니터링 제어 유닛에게 송신하여 결과를 표시할 수 있게 하였다. 수중펌프의 예측진단은 23개의 개별 센서의 분류별로 나눠서 다층페셉트론을 구현 하였고, 학습 및 테스트를 통해서 가중치를 설정하였으며, 실시간 입력되는 센서 값을 통하여 알고리즘의 성능을 확인 할 수 있었다. 제안된 알고리즘은 수중 펌프 제품 경쟁력에 도움이 될 것으로 판단된다.

In this paper, operation status monitoring, fault diagnosis, and prediction algorithms for submersible pumps were studied. The monitoring unit transmits the sensor value of the submersible pump to the monitoring control unit through 485 communication, and the monitoring control unit converts the sensor value and transmits it to the server computer and embedded system. The server and embedded system store the sensor value in the database and display it on the screen to check the operation status of the submersible pump. In the embedded system, it is possible to read the sensor values stored in the database, perform individual and complex diagnosis, and display the results by sending them to the server and monitoring control unit. . For predictive diagnosis, the multi-layered peceptron was implemented by dividing by classification of 23 individual sensors, and the performance of the algorithm was confirmed through learning and testing. The proposed algorithm is judged to be helpful in the competitiveness of submersible pump products.

최근 모니터링 및 예측 시스템을 이용하여 사전에 결함을 발견하고 이를 경고하는 시스템이 활발히 연구되고 있다. 차량 안전 관리에 있어서도 예측 결함 분석 기술을 적용하여 자동차 휠 베어링의 고장 유무 및 고장 유형을 조기 에 경고하는 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 휠 베어링과 결합 된 센서 모듈과 각 센서 모듈에서 차량 가속 정보 및 진동 정보를 수집, 저장 및 분석하는 진단 시스템을 제시하였다. 제안된 센서 모듈은 저비용으로 차량의 휠 베어링 상태를 모니터링하며, 이렇게 수집된 데이터를 활용하여 진단 및 고장 예측 기능을 수행하는 방안을 연구하였다. 개발된 센서 모듈과 예측 분석 시스템은 가진 테스트 장비 및 실제 차량을 이용하여 테스트하고 그 유효성을 평가하였다.

There is a need for a system that provides early warning of presence and type of failure of automobile wheel bearings through the application of predictive fault analysis technologies. In this paper, we presented a sensor module mounted on a wheel bearing and a diagnostic system that collects, stores and analyzes vehicle acceleration information and vibration information from the sensor module. The developed sensor module and predictive analysis system was tested and evaluated thorough excitation test equipment and real automotive vehicle to prove the effectiveness.

스마트키는 다양한 임베디드 환경에서 활용하고 있지만 사용자의 위치에서 신호의 증폭을 통한 원격지 공격이 발생하고 있음을 알 수 있다. 방어 기법에 대한 기존 연구는 다수의 센서를 사용하거나 인증 속도의 개선을 위한 해시 함수를 사용한 경우가 있는데 이는 전력 소모를 증가시키거나 1종 오류가 발생할 가능성을 가지고 있다. 이에 본 논문에 서는 컨트롤러와 호스트 장치간의 인증 방식을 개선하여 사용자의 이동 정보와 클라이언트 인증 기반의 임베디드 보안 컨트롤러 모델을 제안하고자 한다. 제안하는 모델에 대하여 아두이노 보드와 GPS 및 블루투스를 이용한 통신을 위하여 암호화 알고리즘을 적용하였으며 인증을 위하여 사용자의 이동 정보를 사용하여 경로 분석을 통해 인증을 수행하였다. 그리고 제안하는 모델을 사용하여 동작 수행을 하더라도 작동 편이성에 큰 영향을 미치지 않았음을 암호화 및 복호화 시간 측정을 통하여 확인하였다. 제안하는 모델의 임베디드 보안 컨트롤러는 이륜차와 같은 리모트 컨트롤러와 이동 또는 고정형 호스트 장치를 가지고 있는 시스템 구조에서 적용할 수 있으며 연구 과정에 암호화 및 복호화 시간이 각각 100ms 이내에 처리를 수행할 수 있음을 확인하였으며 향후 경로 데이터 관리 방법에 대한 추가연구 및 암호화 및 복호 화 소요 시간과 데이터 통신 시간을 줄일수 있는 프로토콜에 대한 연구가 더 필요할 것으로 판단된다.

A smart key has been used in a variety of embedded environments and there also have been attacks from a remote place by amplifying signals at a location of a user. Existing studies on defence techniques suggest multiple sensors and hash functions to improve authentication speed; these, however, increase the electricity usage and the probability of type 1 error. For these reasons, I suggest an embedded security controller based on client authentication and user movement information improving the authentication method between a controller and a host device. I applied encryption algorithm to the suggested model for communication using an Arduino board, GPS, and Bluetooth and performed authentication through path analysis utilizing user movement information for the authentication. I found that the change in usability was nonsignificant when performing actions using the suggested model by evaluating the time to encode and decode. The embedded security controller in the model can be applied to the system of a remote controller for a two-wheeled vehicle or a mobile and stationary host device; in the process of studying, I found that encryption and decryption could take less then 100ms. The later study may deal with protocols to speed up the data communication including encryption and decryption and the path data management.

Most systems used in industrial sites, actually have non-linearity and uncertainty. Therefore there are a lot of difficulties in evaluating conditions of these systems. Generally, the quantitative analysis and expression are found hard because the general public cannot easily make an accurate interpretation on the systems. Thus development of a system that utilizes an expertise from skilled analysts is required. In this research, a real-time sensor signal conditioning system and Fuzzy-expert system have been separately set up into an inference algorithm. So that it ensures a fast, accurate, objective and quantitative operational condition value provided to the manager. Therefore, FE_AFCDM is suggested in this literature, as an effective system for diagnosing the problems related to the air compressor. It can quantify the uncertain and absurd condition to operate the air compressor facilities safely and financially.

본 논문에서는 실제 값과 같은 데이터의 불확실성과 유사성을 측정 할 수 있는 퍼지 엔트로피와 유사성 측정이 소개되고 있다. 퍼지 엔트로피와 유사성 측정의 디자인이 설명하고 입증했다. 획득 수단은 연산 프로세스에 적용되고 논의되었다. 이러한 의사 결정과 퍼지 게임 이론과 같은 데이터 정량화 결과의 연장도 논의되었다.

In this paper, fuzzy entropy and similarity measure to measure the uncertainty and similarity of data as real value were introduced. Design of fuzzy entropy and similarity measure were illustrated and proved. Obtained measures were applied to the calculating process and discussed. Extension of data quantification results such as decision making and fuzzy game theory were also discussed.

We present a device model for organic light emitting diodes(OLEDs) which includes charge injection, transport, recombination, and space charge effects in the organic materials. The model can describe both injection limited and space charge limited current flow and the transition between them. Calculated device current, light output, and quantum and power efficiency are presented for different cases of material and device parameters and demonstrate the improvements in device performance in bilayer devices. These results are interpreted using the calculated spatial variation of the electric field, charge density and recombination rate density in the device. We find that efficient OLEDs are possible for a proper choice of organic materials and contact parameters.

We propose a novel programmable miniature vision module based on a custom designed analog VLSI (aVLSI) chip. The vision module consists of the optical flow vision sensor embedded with commercial off-the-shelves digital hardware; in our case is the Intel XScale PXA270 processor enforced with a programmable gate array device. The aVLSI sensor provides gray-scale imager data as well as smooth optical flow estimates, thus each pixel gives a triplet of information that can be continuously read out as three independent images. The particular computational architecture of the custom designed sensor, which is fully parallel and also analog, allows for efficient real-time estimations of the smooth optical flow. The Intel XScale PXA270 controls the sensor read-out and furthermore allows, together with the programmable gate array, for additional higher level processing of the intensity image and optical flow data. It also provides the necessary standard interface such that the module can be easily programmed and integrated into different vision systems, or even form a complete stand-alone vision system itself. The low power consumption, small size and flexible interface of the proposed vision module suggests that it could be particularly well suited as a vision system in an autonomous robotics platform and especially well suited for educational projects in the robotic sciences.

In this study, which is the basis for industrial presses to target small and medium enterprises with production information system is designed. Production information in real time on-site digitizing and transmitting data to a standard PC is to base operations. Personnel management, safety management, production management is to increase the efficiency. Therefore, at low cost is to encourage computerization within the company. These embedded systems and wireless communication module has a database management program installed in order to raise productivity and competitiveness will improve.

본 논문에서는 아두이노를 기반으로 한 스마트 복약계에 대해서 연구하였다. 본 연구에서 제작된 복약계의 기본적 인 동작은 전원을 인가하게 되면 장착된 LCD에 시간과 날짜가 나타나게 된다. 또한 LCD에 나타난 날짜와 시간의 변경을 위 해서 안드로이드 앱을 제작하였다. 본 복약계의 동작 순서는 다음과 같다. 첫 번째는 하루에 3회의 복용시간을 설정한다. 여기 서 설정이 정상적으로 이뤄지면 스마트폰으로 설정된 날짜와 시간을 확인할 수 있다. 두 번째는 설정 복용시간과 현재의 시간 이 일치하게 되면 제작된 복약계의 순서에 따라 LED가 켜지고 10초 동안 부저가 울리게 된다. 이것은 사용자에게 복용시간 이 된 것을 알리기 위해 사용하였다. 이렇게 제작된 복약계는 하루 21일 동안 동작하도록 제작 하였다. 이와 같은 기능을 활 용함으로써, 사용자에게 복용 시간을 알려주는 복약계에 대해서 연구하였다.

In this paper, we have studied smart medicine based on Arduino. The basic operation of the medication system manufactured in this study is that when the power is applied, the time and date appear on the mounted LCD. I also made an Android app to change the date and time displayed on the LCD. The operation sequence of this drug system is as follows. The first sets three dosing times per day. If the setting is done normally, you can check the date and time set on the smartphone. Second, when the set time and the current time match, the LED turns on and the buzzer sounds for 10 seconds according to the order of the manufactured medicine. This was used to inform the user that it was time to take the dose. The medication was designed to operate for 21 days a day. By using these functions, we have studied about the medication that informs the user of the time of taking.

본 연구에서는 검색의 정확도가 떨어지는 문제들을 해결하기 위해, meaning-based 검색과 content-based 검색을 결합하여 검색 시스템을 설계하였다. 설계된 검색 시스템은 임베디드 시스템에 적용할 수 있도록 했으며, 휴대용 PDA 및 스마트 폰과 같은 휴대용 장치로 이미지 데이터를 검색하고 관리가 가능하다. 아울러 검색 시스템은 멀티미디어 데이터를 효율적으로 활용할 수 있다.

This study to solve these problems a search system has been designed by combining the two methods. Also th search and manage image data by handheld devices such as portable PDA or smart phone, a system has been designed application to an embedded system. Once this is used, multimedia data can be efficiently searched and utilized by handheld devices.

본 논문에서는 소형 임베디드 시스템을 기반으로 교차로 상의 차량을 실시간으로 검출함으로써 차량의 정체 상황에 따라 적응적으로 교통 신호등을 제어하는 스마트 교통 관리 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템의 개발을 위해 크 게 3단계로 연구를 진행하였다. 먼저 차량 검출을 위한 딥러닝 기반의 학습 모델을 구축하였다. 학습 모델 구축 단 계에서는 교차로에서 차량 검출 성능을 제고하기 위해 15,083 개의 실험 영상을 수집하고 이들 영상에 포함된 104,719 대의 차량에 대해 학습 데이터를 구축하였다. 두 번째 단계에서는 소형 임베디드 시스템에서 YOLO 기반 의 실시간 차량 검출 모델을 구축하였다. 차량 검출 성능을 유지하면서 소형 임베디드 시스템에서의 실시간 처리를 지원하기 위해 USB 형태의 독립형 GPU 모듈을 사용하고 YOLO V3 Tiny 딥러닝 기술을 적용하였다. 마지막으 로는 교차로에서 신호 대기 중인 차량의 대수를 바탕으로 신호등을 효과적으로 제어함으로써 스마트 교통 관리 시스 템을 개발하였다. 본 논문에서 제안하는 시스템을 구현하여 실험한 결과 교차로에서 차량이 일부 겹쳐진 경우에도 약 95% 이상의 차량 검출 성능을 보였으며 동일한 환경에서 효과적으로 차량의 흐름이 제어되는 것을 확인할 수 있었다.

This paper proposes a smart traffic management system based on a small size embedded system. The proposed system can detect vehicles on a cross road in realtime, and adaptively control traffic light according to the traffic situation. The implementation of the proposed system consists of 3 stages. First, we construct a training mode based on deep learning for detecting vehicles. In training model construction stage, we collect 15,083 images for vehicle detection experiment. and construct a training dataset for 104,719 vehicle images in the collected images. Next, we implement a realtime vehicle detection model based on YOLO on a small embedded system. We employed YOLO V3 Tiny deep learning technology using a USB type independent GPU module. This GPU module supports realtime processing on a small size embedded system maintaining superior vehicle detection performance. In the last stage, we developed a noble smart traffic management system by adaptively control traffic light based on the number of vehicles waiting for the traffic light on a cross road. Experimental results show the proposed system has about 95% vehicle detection performance even some parts of vehicles on a cross road are occluded. Further we can find the proposed system controls traffic flow effectively.

본 논문은 Arduino mega 마이크로프로세서와 LABVIEW 프로그램을 기반으로 하는 스마트 제어 시스템을 구현 하였다. 지금까지의 건물 내부의 비상구를 안내하는 장치는 화재 발생시 화재장소와 상관없이 항상 일정한 방향만을 나타내어 화재로부터 건물 밖까지 최적의 비상구를 나타내어 주지 않고 있다. 또한 복잡한 건물에서의 내부 지도는 이 동 경로 표시 없이, 위치만 표시하고 있는 경우가 대부분이다. 논문에서 구현된 스마트 제어 시스템은 Arduino mega 마이크로프로세서와 불꽃 감지센서, 일산화탄소 센서 및 온도 센서를 이용하여 화재 발생 장소를 파악하였고, Zigbee 통신을 통하여 최적의 이동경로를 안내하는 기능으로 구성되어 있다. 그리고 스마트 제어 시스템은 QR코드 활용하여 스마트폰과 연동되게 하였다. 코디네이터 제어는 LABVIEW 소프트웨어를 통하여 설치된 스마트제어 시스템의 센서 값을 확인할 수 있도록 하드웨어 회로를 시뮬레이션으로 검증하였다. 스마트제어시스템은 Arduino mega 보드와 LABVIEW 소프트웨어로 구현되었고, 디스플레이 장치와 코디네이션 제어부를 제작하여 구현하였다.

In this paper, we implemented a smart control system based on Arduino mega microprocessor and LABVIEW program. The equipment which guides the emergency exit inside the building up to now has always shown only a certain direction regardless of the location of the fire at the time of the fire and does not show the optimum emergency exit from the fire to the outside of the building. Also, most of the internal maps in complex buildings do not display the movement route, and only the position is displayed. The smart control system implemented in the paper uses the Arduino mega microprocessor and flame detection sensor, the carbon monoxide sensor and the temperature sensor to grasp the place where the fire occurred and send the optimal travel route via Zigbee communication It consists of functions to guide. And smart control system made use of QR code to be linked with smartphone. In the control of the coordinator, the hardware circuit was verified by simulation so that the value of the sensor of the smart control system installed through the LABVIEW software can be confirmed. The smart control system was implemented with the Arduino mega board and LABVIEW software, and the display device and the coordination control unit were manufactured and mounted.

최근 임베디드 시스템은 하드웨어가 고성능화되고, 센서 등 다양한 디바이스 개발이 빠른 속도로 진행되고 있어 즉각 적이고 다양한 요구사항을 충족할 수 있어야 하는 방향으로 개발되고 있다. 또한 시스템 성격상 특정 지역에 다수의 임베디드 시스템이 설치되는 경우가 많다. 그래서 이를 위한 관리기술과 기술사양 변경 등 시스템 유지보수 및 업그레 이드적인 요구가 늘어나고 있다. 따라서 임베디드 미들웨어는 기존 시스템의 기능을 분석하고 새로운 기능을 효과적으 로 처리하면서 지속적인 관리를 할 수 있게 함으로써 복잡한 임베디드 시스템의 생산성과 디바이스 재결합 및 관리 편 의성 제공해야만 한다. 이를 위해 본 논문에서는 소형 임베디드 시스템에 적합한 미들웨어 프레임워크와 동적 모듈 재 사용 방법을 설계하고, 자원 재사용을 위한 소프트웨어 설계와 임베디드 시스템 관리를 위한 방안을 제안한다.

Because hardwares became high performance, and many devices such as sensors are developing quickly, embedded systems are developing to satisfy many diversified requirements. Also, Because of management of system, many kinds of embedded systems are installing in specific areas. So it is requiring management techniques, system maintenance, and automatical upgrading systems. Therefore, embedded systems middleware has to analyze existing system’s function and handle new system effectively to have continuous management to get solved complicated system’s productivity and have convenience management and make a device to recombine. In this paper, it has designed suitable middleware framework for small embedded systems and suggest software design and system management to reduce resources.

최근, 멀티미디어는 인터넷의 확산과 하드웨어의 발전에 이르기까지 과거와 비교할 수 없을 만 큼 형성, 제공, 그리고 공유되고 있다. 따라서 국제적으로 멀티미디어의 메타 데이터에 대한 적 절한 표현을 제공하기 위해 MPEG-7의 표준이 설립되었다. 그리고 이미지 검색 중 MPEG-7 을 사용한 멀티미디어의 다양한 데이터에 대한 연구가 진행되고 있다. 이미지 검색 시스템에는 meaning-based 검색과 content-based 검색이 있다. meaning-based 검색은 검색 속도가 빠른 것이 장점이지만, 이미지에 대한 기술적인 지식에 의해 기술과 정밀도가 영향을 받는다. content- based 검색은 이미지에 대한 의미와 사용자의 의도를 제대로 이해하지 못해 검색의 정확도 가 감소하고 있다. 이 연구에서는 이러한 문제들을 해결하기 위해 두 가지 방법을 결합하여 검 색 시스템을 설계하였다. 또한 시스템을 휴대용 장치 즉, 휴대용 PDA 또는 스마트 폰으로 이미 지 데이터를 검색하고 관리하기 위해 임베디드 시스템에 적용할 수 있도록 설계하였다. 이 시스 템을 사용한다면, 휴대용 장치로 멀티미디어 데이터를 효율적으로 검색하고 활용할 수 있다.

Recently multimedia has been formed, provided, and shared enough not to compare with the past, due to the proliferation of Internet and the development of hardware relating to multimedia. Accordingly to internationally give a proper expression to metadata of multimedia, the standard of MPEG-7 has been established, and researches for image search among various data of multimedia using MPEG-7 are going on. Thus there are meaning-based search. In the former there is a merit that search speed is fast, but technology and accuracy by technical knowledge on the image. In the latter the accuracy of search is decreasing because of not understanding the meaning about image and the internet of users. In this study to solve these problems a search system has been designed by combining the two methods. Also the search and manage image data by handheld devices such as portable PDA or smart phone, a system. Once this is used, multimedia data can be efficiently searched and utilized by handheld devices.

본 연구에서는 센서 네트워크 기반의 임베디드 시스템을 제안한다. 지그비 RF 기술과 임베디드 하드웨어 기술의 조합을 통하여, 주택 및 아파트 등에서 각 방별로 온도 및 습도를 취합하여 난방을 관리할 수 있다. 이를 위하여 리눅스 기반의 임베디드 시스템 디바이스를 제어하기 위한 JAVA API를 설계하였다. 임베디스 시스템 디바이스의 JAVA API를 통한 제어에 중점을 두어 구현하였다.

The object of this paper is to design a embedded system based on sensor networks. The proposed system can manage the heating by sensing and analyzing the temperature and humidity in apartment house and others. For implementing this system, we devide JAVA API into the platform-independent JAVA part and platform-dependent native part for the implementation of JAVA API to manage the linux based embedded system devices, and focus on the control of the embedded system devices using JAVA API.