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LNG 저장 작업 중 기계결함, 부주의 등으로 인해 사고가 꾸준히 발생하고 있다. 이전 연구에서는 위험을 미리 감지하는 압력, 온도, 가스 농도, 플로우 측정이 가능한 환경 센서 모듈을 개발하고 누출된 가스량에 따른 응답속도를 측정하였었다. 본 논문에서는 환경 센서 모듈이 측정한 데이터를 SPI, UART, LTE의 유무선 네트워크와 연결된 임베디드 기기들에 안전하게 전송해주는 유무선 통신 모듈의 개발을 제안한다. 먼저 환경 센서와 연동 가능한 데이터 통신 모듈을 설계한다. Local Control Part의 각 장치간 프로토콜과 Local Control Part와 Remote Control Part의 유무선 프로토콜을 설계한다. 이더넷, WiFi, LTE 통신 모듈을 설계하고 임베디드 제어기와 연동 가능한 UART, SPI 채널을 설계하였다. 그 결과, 각 임베디드 기기가 유선, 무선 동시 통신하면서 환경 센서 모듈이 측정한 데이터를 전송함을 UI(User Interface)를 통해 확인할 수 있었다.

Accidents are steadily occurring due to machine defects and carelessness during LNG storage operations. In previous studies, an environmental sensor module capable of measuring pressure, temperature, gas concentration, and flow to detect danger in advance was developed and the response speed according to the amount of leaked gas was measured. This paper proposes the development of a wired and wireless communication module that transmits data measured by the environmental sensor module to embedded devices connected to wired and wireless networks of SPI, UART, and LTE. First, a data communication module capable of interworking with an environmental sensor is designed. Design a protocol between devices in the Local Control Part and wired and wireless protocols in the Local Control Part and Remote Control Part. Ethernet, WiFi, and LTE communication modules were designed, and UART and SPI channels that can be linked with embedded controllers were designed. As a result, it was confirmed through a UI (User Interface) that each embedded device transmits data measured by the environmental sensor module while simultaneously communicating on a wired and wireless basis.

The purpose of the study is to develop an IoT sensor module for environmental measurement that can compare indoor and outdoor contamination. Low-cost and high-performance indoor environmental devices have been developed for easy access by researchers. The results as follows: The products used the Aduino Uno R3 with outstanding scalability and affordability. Performance verification shows the same trend of Fine dust concentration, Temperature and humidity error rate were 4.08% and 4.96% respectively, Air flow error rate is 4.58%. Therefore, the sensor modules developed in this study can be applied indoor the building for environmental measurement and are easily accessible to other researchers.

기존 단일 조도센서를 이용한 조도검출 방식은 좁은 FOV (Field of View) 특성 상 측정 위치에 따라 검출 조도의 균일도가 저하된다. 다수개의 조도센서를 통해 평균 조도값을 검출하는 방법은 복잡도 증가 및 계산과정에서 오류가 증가하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 넓은 FOV를 가지는 하나의 이미지센서를 기반으로 한 조도검출 방법을 제안하였으며, 제안된 방법은 기존 조도센서가 가지는 시스템 복잡도, 오류 증가 등의 문제점이 해결 가능하다. 실내 환경에서의 성능평가 결과는 색차조도계 (CL-200A)를 이용한 기준값 대비 조도센서가 1개인 경우 평균 12%, 조도센서가 5개인 경우 평균 10.7%, 이미지센서의 경우 평균 6.2% 차이가 발생하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 이미지센서를 기반으로 한 제안된 검출방법은 균일성이 향상된 공간조도를 간단하고 정확하게 검출할 수 있음을 확인하였다.

The traditional illuminance intensity detection method using a single sensor has a problem that uniformity of illuminance detection is deteriorated depending on the measurement position due to the narrow FOV characteristic. In order to overcome this problem, a method of detecting an average illuminance value through a plurality of illuminance sensors is used, but the complexity and detection error are increased. In this paper, we propose a illuminance intensity detection method based on a single image sensor with wide FOV. The proposed method can solve the problems such as system complexity and error increase of existing illuminance sensor. The test results show that the difference of average value is 12% using a illuminance sensor, 10.7% using five illuminance sensors, and 6.2% using an image sensor compared with the reference value using the color difference illuminometer. It is confirmed that the proposed method can easily and accurately detect the space illuminance with improved uniformity.

본 연구에서는 산업현장, 지하시설물의 밀폐공간에서 유해가스 및 생체신호를 동시에 검출이 가능한 휴대형 검출시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 가스검출용 센서모듈, 패치형 1채널 소형 ECG 센서, 3축가속도 검출센서용 모듈 및 통계분석용 시스템이다. 시스템모듈의 성능을 검증하기 위해 디지털해상도, 생체신호증폭도, 출력전압 및 초소형모듈의 크기로 평가하였다. 개발된 시스템의 성능결과 디지털해상도는 300(rps), 신호증폭이득은 500dB이상 성능을 가졌고, 심전도 모듈은 $50mm{\times}10mm{\times}10mm$로 제작되어 패치형으로 활용도를 높일 수 있다. 본 연구의 휴대용 가스검출기 및 패치용 심전도, 가속도검출기는 산업현장작업자의 실시간 감시용 IoT 기반 관리시스템으로 활용한다면 가치가 높을 것으로 생각된다.

In this study, a portable detection system was developed that can detect harmful gas and signals simultaneously in an enclosed space of industrial sites and underground facilities. The developed system is a sensor module for gas detection, a patch type 1 channel small ECG sensor, a module for three-axial acceleration detection sensor, and a system for statistics. In order to verify the performance of the system modules, the digital resolution, signal frequency, output voltage, and ultra-small modules were evaluated. As a result of the performance of the developed system, the digital resolution was 300 (rps) and the signal amplification gain was 500 dB or more, and the ECG module was manufactured with $50mm{\times}10mm{\times}10mm$ to increase patch utilization. It is believed that the product of this research will be valuable if it is used as an IoT-based management system for real-time monitoring of industrial workers.

최근 청년 실업률과 이혼, 인구 고령화 등의 이유로 1인가구는 2015년 520만 3천 가구로 전체(1911만 1천 가구) 대비 27.5%를 차지하고 있다. 하지만, 제대로 된 방범 시스템을 갖추지 못해 주거침입 범죄는 1인 가구를 대상으로 이루어지고 있다. 방범업계에서는 1인 가구를 위한 방범용 시스템을 출시하고 있지만, 대부분의 1인 가구들은 여전히 불안감을 느끼며 생활하고 있다. 본 논문에서는 모바일 디바이스와 마이크로프로세서를 활용한 침입감지 시스템을 설계하였다. 제시하고 있는 시스템은 IoT 센서 모듈을 활용하여 특정 구역 내 움직이는 물체를 감지하고, 블루투스 통신 모듈을 이용하여 사용자에게 알려준다.

환경측정을 위한 센서는 여러 분야에 걸쳐 사용되고 있다. 특히 산업현장의 경우 작업시 발생 할 수 있는 산업재해를 예방하기 위한 필수 장비로서 활용되고 있다. 기존 장비들의 형태는 기본적으로 센서가 일체형으로 부착된 것이 대부분을 차지하고 있어, 산업 현장의 특성에 따라 여러 종류의 측정 장비를 중복해서 구비하는 경우가 대부분이다. 이를 개선하기 위한 연구로서 기본적인 컨트롤 제어 부와 센서부분을 분리하여 필요한 센서를 모듈형식의 소켓용 방식으로 제작하여 하나의 제어 유닛에 센서만을 교체하는 방식을 사용함으로서 다양한 장비의 중복 관리와 운용을 피하고자한다.