Earticle

식당이나 가정에서 보편적으로 사용되는 음식물 처리기는 분쇄기가 부착된 형태의 장치이다. 분쇄 방식의 음식물 처리기는 배관이나 분해 필터 등이 막히면 교반기가 파손될 수 있는 문제가 발생된다. 아울러 사용자가 음식물 처리기 내의 수위를 확인하려면 직접 뚜껑을 열어 확인해야 하는 불편함이 생긴다. 이런 문제점을 해결하기 위해 이 논문에서는 분쇄 방식의 음식물 처리기에 기본적인 IoT 기술을 접목한 장치를 제안한다. 제안 장치는 기존의 음식물 처리기에 실시간 모니터 처리기와 자동 제어 처리기를 추가로 설계 및 구현한다. 제안한 음식물 처리장치는 사용자가 스마트폰을 활용해서 장치의 내부를 모니터링 할 수 있게 한다. 또한 음식물 처리기 내부의 일정한 위치까지 음식물이 채워지면 자동으로 작동이 멈추고 알람을 준다. 제안 시스템을 활용하면 사용자가 음식물 처리기 내부를 편리하게 확인할 수 있으므로 고장을 미리 방지하여 오작동 확률을 낮출 수 있는 장점을 가진다.

A food waste disposer commonly used in restaurants or homes is a type of machine with an agitator attached. The food waste disposer of the crushing type has a problem that the agitator may be broken if the piping or decomposition filter is blocked. In addition, there is an inconvenience that the user must manually open the cover to check the level in the food waste disposer. To solve these problems, this paper proposes a device that combines basic IoT technology with food waste disposer. The proposed device additionally designs and implement a real-time monitor processor and an automatic control processor inside the existing food waste disposer. The proposed food waste disposer allows the user to monitor the inside of the device using the smartphone. In addition, when the food is filled up to a certain position in the food waste disposer, it automatically stops and alarms. Using the proposed system, the user can conveniently check the inside of the food waste disposer, which has the advantage of preventing malfunctions in advance and reducing the probability of malfunction.

본 연구는 송·수신 초음파 센서를 이용하여 CNG 탱크에서의 정밀한 연료량을 측정하기 위한 기초 연구로써 탱크 내부 압력 및 초음파 센서의 접촉면 변경에 따른 수신감도를 분석하였다. 실험은 탱크와 센서의 접촉면을 점, 선, 면의 3가지 타입으로 변경하고 탱크 내부의 압력을 0 bar 부터 5 bar까지 1 bar 간격으로 충전하면서 측정을 진행하였다. 실험결과 탱크 내부의 압력이 증가함에 따라 초음파 센서의 수신신호 값이 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 또한 탱크와 센서의 접촉 면적이 증가할수록 수신 신호 값은 증가하지만, 노이즈 또한 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 이와 같은 실험 결과 초음파 의 투과 특성을 이용하여 탱크내부의 기체 연료량을 측정할 수 있을 것으로 판단되며, 센서의 접촉면 변경을 통해 정밀성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

This paper is studied, as basic research for measuring the accurate fuel amount of the CNG tank by using the transmit-receive ultrasonic sensor, the receiving sensitivity according to changed the pressure inside the tank and the contact surface of the ultrasonic sensor is analyzed. Measurement was carried out while changing the contact surface of the tank and the sensor to three shapes of Point, Line, and Surface and charging the pressure in the tank at an interval of 1 bar from 0 bar to 5 bar. Experiment results, as the pressure in the tank increased the tendency of the received signal value of the ultrasonic sensor to decrease was confirmed. As the contact area between the tank and the sensor increased, the value of the received signal increased, but the noise also increased. The results of experiment, it is judged that accuracy can be improved by changing the contact surface of the sensor.

최근 인공지능, 클라우드 컴퓨팅 등 차세대컴퓨팅 기술의 발달로 인하여 행동인식 연구가 활발하게 진행되고 있다. 행동인식은 사람의 특정 행동을 인식하는 연구 분야로 주로 가속도계, 자이로스코프 등의 센서 데이터나 카메라의 영상 데이터를 기반으로 한다. 기존 연구에서는 사용자의 행동 패턴인식에서 주로 성인을 대상으로 하는 인식 알고리즘 개발이 주를 이루었다. 본 연구에서는 아동들의 놀이 행동 레벨을 4가지 등급(low level activity, light level activity, locomotion, vigorous sports)으로 나누어 분석하였다. 제안된 모델을 평가하기 62명의 아동으로부터 데이터를 수집하였으며, 신호 처리를 기반으로 신호의 특징을 추출하고 임계치를 적용하여 레벨을 분석하도록 하였다. 추후 실시간으로 분석하는 알고리즘을 적용하여 모바일 폰 기반의 모니터링 앱에 적용할 계획이다.

In this study, we proposed a novel concept of liquid level indicator that can stably measure the liquid level even with changes in liquid density by enormous temperature changes. This uses a distributed optical fiber sensor based on Rayleigh scattering with high spatial resolution. Additionally, taking advantage of the flexibility of an optical fiber sensor, we introduced a bendable supporting structure and made it possible to freely adjust the angle for ease of installation of the liquid level indicator. In the proof-of-concept experiment using a prototype incorporating the proposed concept, we confirmed that the interface location can be effectively detected by utilizing the difference in heat transfer characteristics between liquid and gas phases, demonstrating the feasibility of liquid level measurement. Such a liquid level indicator is expected to enable more accurate level measurements in environments with huge temperature changes and to be conveniently used even in situations where installation and maintenance of the level meter are challenging due to complex internal structures.

무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성을 높이려는 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 현재 이루어지고 있는 대부분의 연구는 클러스터 헤드와 싱크 노드들 사이의 직접적인 통신에 바탕을 두고 있다. 앞에서 이루어진 연구들은 노드들 사이의 거리에 따라 에너지를 계산하는 방식에 기초를 두고 있다. 거리에 따라 에너지를 계산하여 알고리즘을 구현하는 것은 어려운 문제가 된다. 이 논문에서는 싱크 노드에서 다른 모든 노드들까지 고정된 전파 파장의 반경을 갖는다단계 라우팅 알고리즘을 제안한다. 이 논문에서는 시뮬레이션을 이용하여 WSN이 에너지를 효율적으로 줄이는 것과WSNdp 활용 방안을 제시한다.

A lot of researches have been done to improve the energy efficiency of Wireless Sensor Networks. But all thecurrent researches are based on the idea of direct communication between cluster head and sink node. Previousresults assume that node can intelligently regulate signal energy according to the distance between nodes. It isdifficult to implement algorithms based on this assumption. We present a multi-level routing algorithm from thesink node to all other nodes which have fixed radio wave radius. We also show the energy saving efficiency andthe implementation in real WSN using the simulation result.

백스케터 신호는 신호의 세기가 미약하여 신호 간섭과 채널 영향에 큰 영향을 받는다. 본 논문에서는 백스케터 통신을 위한 주파수 대역을 찾는 인지 무선 통신 시스템 기반의 이중 알고리즘을 제안한다. 이중 알고리즘은 유휴 채널과 에너지 효율에 대한 정보와 주파수 채널의 상태를 파악하여 최적의 주파수 채널을 제공한다. 시뮬레이션 결과를 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘을 적용한 백스케터 통신의 성능을 확인하고, 백스케터 통신에서 제안한 알고리즘의 성능향상을 입증한다.

The backscatter signals are very weak so they can be easily interfered by signal interferences and channels. In this paper, we propose a two-level classification algorithm for backscatter communications which chooses the idle frequency channel based on cognitive radio systems. The two-level classification algorithm provides an optimal idle frequency channel by obtaining informations about idle frequencies, fading of the channels, and the channels’ usage state by primary users. Our simulation results show the improvement of BER and received power performance in backscatter communications by using the proposed algorithm, and the improvement of the algorithm’s performance in backscatter communications.

융합환경의 대표적인 도구인 WSN은 환경 구성의 기본 인프라에서부터 기업의 재고-생산-유통 관리에 이르는 비즈니스 모델까지 다양한 방향으로 활용되고 있다. 그러나, 안전하게 보호되어야 할 조직의 고유정보가 WSN과 같은 ICT와 융합되어 정보화 되면서 외부로 손쉽게 유출될 수 있는 위험에 놓여져 있다. 이에 따라, 안정적인 기업의 비즈니스를 위하여 보안성 있는 센서노드의 배치 전략이 필요한 시점이다. 조직의 보안현황을 고려하지 않은 단편적인 보안성 강화전략의 수립은 보안사고 발생 시 조직의 비즈니스 연속성에 큰 영향을 미친다. 그러나 그간의 조직의 보안성 진단을 위한 보안 수준평가 모형들은 대부분 기술적 중심의 측정방법이 진행되고 있으며, 관리적 요인과 환경적 요인에 대한 연구는 매우 부족한 상태이다. 따라서, 본 연구에서는 보안성 있는 센서노드 배치전략을 수립하기 위하여 융합환경을 기반으로 조직의 보안성을 진단하고 이에 따르는 전략수립방안을 연구하고자 한다.

WSN has been utilized in various directions from basic infrastructure of environment composition to business models including corporate inventory, production and distribution management. However, as energy organizations’ private information, which should be protected safely, has been integrated with ICT such as WSN to be informatization, it is placed at potential risk of leaking out with ease. Accordingly, it is time to need secure sensor node deployment strategies for stable enterprise business. Establishment of fragmentary security enhancement strategies without considering energy organizations’ security status has a great effect on energy organizations’ business sustainability in the event of a security accident. However, most of the existing security level evaluation models for diagnosing energy organizations’ security use technology-centered measurement methods, and there are very insufficient studies on managerial and environmental factors. Therefore, this study would like to diagnose energy organizations’ security and to look into how to accordingly establish strategies for planning secure sensor node deployment strategies.

Energy level performance of three packet delivery schemes in a Wireless Sensor Networks (WSNs) over fading channels is evaluated. Effects of two short term fading such as Rayleigh and Rician on packet delivery schemes are evaluated. Three different information delivery mechanisms are considered using regenerative relays with or without error correction capability. In all the three schemes, message packet is sent on hop-by-hop basis. In scheme I, message is corrected for error at every hop while in the other two schemes; message is corrected at the destination. Energy consumption for successful delivery of a data packet for each mechanism is evaluated and compared under several conditions of node density, bit rate and transmit power. Energy efficiencies of different retransmission schemes are evaluated. Further an optimal packet length based on energy efficiency is derived in each transmission scheme. Effects of different level of severity of Rician fading on energy efficiency and energy consumption are also investigated. Impact of optimal packet size on total energy expenditure is analyzed.

Wireless sensor networks have emerged as a promising technology for a wide range of important applications. Energy conservation and prolonging the network lifetime are significant challenges in the design and implementation of wireless sensor networks. Clustering techniques have emerged as a popular choice for prolonging the lifetime of a wireless sensor network. In this paper, we propose a Two-Level Cluster based Protocol (TLCP) for wireless sensor networks to minimize the energy consumption and maximize the lifetime of wireless sensor networks. TLCP organizes sensor nodes into clusters and improves the data transmission mechanism from the cluster heads to the base station via constructing a cluster among the cluster heads. Simulation results show that our proposed protocol has better performance than LEACH and CBRP in terms of network lifetime, stability period, instability period, energy consumption and network throughput.

As the popularity of Wireless sensor network is increasing and they are developed to perform a number of tasks, the issue of constrained energy of the sensor nodes is constantly raised by many researchers in past time. Many algorithms focus on the judicious use of the energy of sensor nodes to extend network lifetime for homogeneous as well as heterogeneous sensor networks. Clustering algorithms have been devised to optimize the energy consumption of a sensor network. In this paper we have extended the concept of heterogeneity in the deterministic energy efficient DEC protocol and proposed an advance deterministic energy proficient clustering technique for Wireless sensor network. We have implemented the DEC clustering algorithm in four level node hierarchies to enhance the sensor network life time, stability, and total remaining energy of the system. The simulated results show improved results in terms of energy consumption and hence in extending the network lifetime.

In this paper, a particular application of digital photos, remote sensing, remote shooting air moving, high-resolution and high compression of medical images required by remote shooting of JPEG2000 standard applied in the field of hardware design, production was implemented. JPEG2000 standard for image compression using the software implementation of the processing speed is very slow compared to conventional JPEG disadvantages, and also the standard of JPEG2000 DWT (Discrete wavelet transform) to improve the level of compression for image data if processing speed is a phenomenon that has degraded. In order to solve these JPEG2000 compression / decompression groups were designed and applied. In this paper, the optimal JPEG2000 compression / reservoir hardware by changing the level for still image compression, faster computation speed and quality has shown improvement.

본 논문에서는 적외선 센서, 레이저 센서, 초음파 센서, 정전용량 센서로 실험을 통해 수위의 변화를 선형적으로 감지할 수 있는 수위센서를 이용한 액적 토출 시스템을 연구하였다. 전원 공급으로 SMPS, 레귤레이터 5V, LDO 3.3V를 설계하였으며 수위 센서 입력부 ADC 회로와 마이크로프로세서를 이용하였다. 또한 솔레노이트 밸브 제어, 양압/음압 발생을 위한 펌프 출력 제어부와 산업용 통신을 위한 CAN 통신, 이터넷 통신, UART 통신, USB를 사용하였다. 수위의 변화를 통해 압력의 변화를 확인하였으며, 압력의 변화를 최소화하여 액적 토출을 위한 시스템을 구현하였다.

In this paper, This paper is a liquid droplet discharge system using a water level sensor that can linearly detect changes in water level through experiments with an infrared sensor, a laser sensor, an ultrasonic sensor, and a capacitance sensor. SMPS, regulator 5V, and LDO 3.3V were designed for power supply. A water level sensor input ADC circuit and microprocessor were used. Solenoid valve control, pump output control unit for positive/negative pressure generation, CAN, Ethernet, UART communication, and USB for industrial communication were used. The change in pressure was confirmed through the change in water level, the change in pressure was minimized, and a system for discharging liquid droplets was implemented.

본 연구는 센서 데이터 기반의 무기체계 CBM+ 기술적용을 위해 한국군의 군별 주요 무기체계를 대상으로 센서 데이터 활용수준이 어디까지 진행 되었는지 조사하였다. 조사 결과를 기초로 데이터 생애주기 관점에서 평가척도를 활용하여 군별 수 준을 분석하였고, 운용 무기체계에 CBM+기술적용시 주요 고려사항을 제시하였다.

This study investigated the extent to which sensor data has been utilized for the application of CBM+ (Condition-Based Maintenance Plus) technology in major weapon systems of the Korean military. Based on the survey results, the level of each military branch was analyzed using evaluation metrics from the perspective of the data lifecycle. Additionally, key considerations for applying CBM+ technology to operational weapon systems were presented.

버섯형 이중 격자 구조의 공진 바이오센서가 TE 편광 하의 근적외선 (NIR) 파장 범위에서 동작하도록 설계되었 다. 정확한 MTLT (modal transmission-line theory)를 적용하여 광학적 특성을 결정하고, 격자 구조의 기하학적 매 개변수를 변경하여 격자 구조의 반사 공진을 분석하였다. 수치 해석적 분석 결과, 단일층 격자 구조에서는 발생하지 않는 여기된 날카로운 Fano 공명 (FR)이 발생하였다. 설계된 구조에서 FR의 발생을 입증하기 위하여 이중 격자의 구조 매개 변수와 반사 스펙트럼 사이의 관계를 자세하게 조사하였다. 제안된 구조를 기반으로 잠재적 감도가 112.9~214.3 deg/RIU, 그리고 447 nm/RIU인 광 바이오센서가 설계되었다. 제안된 버섯형 구조는 광범위한 응용 분야를 가진 광 바이오센서 설계에 대한 좋은 표본으로 이용할 수 있다.

The resonant bio-sensor of bi-level grating structure with mushroom profile has been designed for operating in the near-infrared (NIR) wavelength range under transverse electric (TE) polarization. The rigorous modal transmission-line theory (MTLT) is applied to determine the optical characteristics, and the reflection resonance of the grating structure is analyzed by varying their geometrical parameters. The numerical result shows that an excited sharp Fano resonance (FR), which does not occur in single layer grating, is demonstrated. The relationship between structure parameters of bi-level grating and the reflectance spectrum in order to guarantee the appearance of FR in the designed structure is fully investigated. An optical bio-sensor with a potential sensitivity of 112.9~214.3 deg/RIU and 447 nm/RIU is designed based on the proposed structure. The proposed mushroom profile may serve as a powerful sample for the design of optical bio-sensors with a wide range of applications.

수위는 하수장, 정수장, 하천, 댐, 공장의 저장탱크 등 다양한 분야에서 측정된다. 수위측정을 위한 초음파 기기가 판매중이나 산업용으로 실험에서 사용하기는 가격이 너무 비싸다. 전자 기술의 급속한 진보로 인해 다양한 종류의 측정, 모니터링 및 제어 기능이 저렴하게 구축하는 것이 가능해졌다. 저렴한 가격으로 초음파 수위 측정시스템을 만들기 위하여 본 연구가 시작되었다. 실험용으로 사용하기 위하여 아두이노, 초음파 센서 및 온도 센서로 시스템을 구성하였다. 초음파 센서는 센서에서 수위 표면까지의 시간을 측정한다. 온도 센서는 대기 온도를 측정하며 온도 변화로 인한 소리의 속도를 보정하여 초음파 거리 측정의 정확성을 높인다. 아두이노는 측정 전반을 관리하고 수위를 계산한다. 시스템의 모든 구성 요소는 장치거치대에 조립되었다. 제안된 시스템을 가지고 실험한 결과 수위가 실측치와 매우 가까웠다. 이 시스템은 또한 저렴하며 설치 및 유지하기가 쉬워 실험용으로 적절하다.

Water levels are measured in various fields such as sewage treatment plants, water treatment plants, rivers, dams, factory storages' tanks. Ultrasonic instruments for water level measurement are expensive and are used for industrial field. Rapid advances in electronics have made it possible to build a wide variety of measurement, monitoring and control functions at low cost. This study was started to make ultrasonic level measurement system at low price. The system was constructed with an Arduino, an ultrasonic sensor and a temperature sensor for use in the experiment. The ultrasonic sensor measures the time from the sensor to the liquid surface. The temperature sensor measures the atmospheric temperature and improves the accuracy of the ultrasonic distance measurement by correcting the sound speed. Arduino controls measurements and calculates the water level. All components of the system are assembled into a device holder. Experiments with this system show that the water level measured by the system is very close to the actual value. This system is also inexpensive and easy to install and maintain, making it suitable for laboratory use.

대뇌혈류를 증가 시키는 수술은 뇌경색의 치료방법중 하나이다. 그러나 수술과 같은 침습적인 방법은 환자에게 수술 후유증 또는 부작용을 부담하게 한다. 이러한 침습적인 방법을 보완하기 위해 사람의 혈압을 이용해, 사지에 압박을 가하여 대뇌 혈류를 증가 시키는 비 침습적인 장치도 등장하였다. 그러나 속도와 정확성이 떨어지는 문제점이 제기되었다. 본 논문에서는, 정확한 측정과 측정하는 데에 걸리는 시간을 기존의 장치보다 개선하기 위해, Blood Oxygen Level Sensor를 이용하여, 양팔에 압력을 주면서 각 팔의 Perfusion Index를 측정하여, Perfusion Index가 일정 값 이하로 떨어지는 순간의 75% 압력을 팔에 가하고, 다리에는 팔에서 구해진 압력 값을 이용해 계산하여 얻은 압력을 가한다. 기존의 혈압 측정식 대뇌혈류증가 장치와 같이, 혈류량을 20%이상 증가시킬 수 있고, 또한 측정 시간도 단축한 결과를 얻어 뇌경색 환자에게 선택적으로 사용할 수 있다.

Surgery to increase cerebral blood flow is one of the treatment methods of cerebral infarction. However, invasive methods, such as surgery, may result in postoperative complications or side effects. In order to supplement this invasive method, non-invasive devices have been introduced that use human blood pressure to pressurize the extremities to increase cerebral blood flow. However, the problem of poor speed and accuracy was raised. In this paper, the perfusion index of each arm was measured by applying pressure to both arms using Blood Oxygen Level Sensor to improve the accuracy of measurement and measurement time. The pressure applied to the arm by 75% of the moment when it falls to the leg and the pressure calculated by using the pressure value obtained from the arm. Like the existing blood pressure measuring cerebral blood flow increasing device, the blood flow can be increased by more than 20% and the measurement time can be shortened, so that it can be selectively used for the patient with cerebral infarction.

대뇌혈류를 증가 시키는 수술은 뇌경색의 치료방법중 하나이다. 이러한 침습적인 방법을 보완하기 위해 사람의 혈압을 이용해, 사지에 압박을 가하여 대뇌 혈류를 증가 시키는 비 침습적인 장치도 등장하였다. 그러나 속도와 정확성이 떨어지는 문제점이 제기되었다. 본 논문에서는, 정확한 측정과 측정하는 데에 걸리는 시간을 기존의 장치보다 개선하기 위해, Blood Oxygen Level Sensor를 이용하여, 양팔에 압력을 주면서 각 팔의 Perfusion Index를 측정하여, Perfusion Index가 일정 값 이하로 떨어지는 순간의 75% 압력을 팔에 가하고, 다리에는 팔에서 구해진 압력 값을 이용해 계산하여 얻은 압력을 가한다. 기존의 혈압 측정식 대뇌혈류증가 장치와 같이, 혈류량을 20%이상 증가 시킬 수 있고, 또한 측정 시간도 단축한 결과를 얻어 뇌경색 환자에게 선택적으로 사용할 수 있다.

Surgery to increase cerebral blood flow is one of the treatment methods of cerebral infarction. In order to supplement this invasive method, non-invasive devices have been introduced that use human blood pressure to pressurize the extremities to increase cerebral blood flow. However, the problem of poor speed and accuracy was raised. In this paper, the perfusion index of each arm is measured by applying pressure to both arms using Blood Oxygen Level Sensor to improve the accuracy of measurement and measurement time. The pressure applied to the arm is calculated by using the pressure value obtained from the arm. Like the existing blood pressure measuring cerebral blood flow increasing device, the blood flow can be increased by more than 20% and the measurement time can be shortened, so that it can be selectively used for the patient with cerebral infarction.