무선센서 네트워크를 이용한 가축생육환경정보 실시간 모니터링 시스템 구현

김영웅,백승현,전용준,이대기,박홍배,Kim, Young-Wung,Paik, Seung-Hyun,Jon, Yong-Jun,Lee, Dae-Ki,Park, Hong Bae 대한임베디드공학회 2012 대한임베디드공학회논문지 Vol.7 No.6

In this paper, a real-time monitoring system based on WSN is designed and implemented to monitor livestock growth environment information which includes the temperature, humidity and harmful gases such as $CO_{2},\;CO,\;NH_{3},\;H_{2}S$ and so on. The proposed system consists of the wireless sensor nodes, the monitoring management device, the management server and the user interface program based on PC/Smart phone. To verify the performance of the implemented system, gas measurement experiments are performed in laboratory environment by using the designed wireless sensor nodes. And it is able to estimate the concentration of gases. The implemented system is able to monitor the proposed environmental element information through the developed GUI.

작물생장환경 모니터링을 위한 무선 가스 자동측정 및 인식시스템 구현

김영웅(Young-Wung Kim),이상진(Sang-Jin Lee),김규형(Kyu-Hyung Kim),이인수(In-Soo Lee) 한국정보기술학회 2011 한국정보기술학회논문지 Vol.9 No.1

The green house cultivation of hot and humid sealed environment increases damage of crop by harmful gases which are generated from various route and the harmful gases can be fatal to farmers. In this paper we propose a wireless automatic measurement system which consist of both wireless senor node and gas analysis software. The wireless senor node measures growth environment elements like temperature, humidity, oxygen, and carbon dioxide and harmful gases like ammonia, and volatile organic compounds. Also, concentration estimation for the target gases in mixed environment is possible by gas analysis software. To evaluate performance of suggested model, gases gauge experiment was performed in laboratory environment by using the designed wireless sensor node and the base node. And enabling concentration estimation for target gases through the gas analysis software is proved.

작물생장환경 요소 및 유해 가스 모니터링 시스템

김영웅(Young-Wung Kim),이상진(Sang-Jin Lee),김규형(Kyu-Hyung Kim),이인수(In-Soo Lee) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.20 No.2

본 논문에서는 농작물 생장환경요소인 온도, 습도, 산소, 이산화탄소와 유해가스인 암모니아, 황화수소, 휘발성 유기화합물 가스 등을 측정하기 위한 무선 센서 노드와 이들 가스의 복합적 환경에서 각 대상 가스별 농도추정 기능을 하는 가스분석 소프트웨어로 이루어진 작물생장환경 모니터링 시스템을 제안하다. 제안한 모델의 성능을 평가하기 위해 제작된 무선 센서 노드와 싱크 노드로 실험실 환경기반에서 무선으로 가스측정실험을 수행하였으며, 개발한 가스분석 소프트웨어로 단일가스 및 복합가스에 대한 각 대상별 가스 농도 추정이 가능함을 보였다.

축산생육환경 유해가스 모니터링을 위한 무선가스측정시스템 개발

김영웅(Young Wung Kim),백승현(Seung Hyun Paik),박홍배(Hong Bae Park) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.9

축산생육환경에서 다양한 경로로부터 발생하는 유해가스는 가축 및 농가작업자에게 직/간접 적으로 영향을 미칠 수 있으며, 점차적인 사육조밀화와 동절기 밀폐환경에 장기간 노출 시 치명적일 수 있다. 본 논문에서는 가축분뇨로부터 발생하는 암모니아, 황화수소, 휘발성유기화합물 가스 등을 모니터링하기 위해 무선가스센서노드와 퍼지 최소-최대 신경회로망을 이용한 가스인식 소프트웨어로 이루어진 가스측정시스템을 제안한다. 제안한 시스템의 성능을 평가하기 위해 가스측정실험환경을 구축하여 제작한 무선가스센서노드로 가스측정실험을 수행하고, 개발한 가스인식 소프트웨어로 대상가스 분류시험을 통해 성능을 입증한다. Harmful gases which are generated from various rout at growth environment of livestock ban have a direct and indirect bad influence to the livestock and farmers, and also step-up breeding density and long-term exposure to the sealed environment of winter can be fatal. In this paper, we propose a gas measurement system for monitoring gases of ammonia, hydrogen sulfide, volatile organic compounds, etc. which arise from the muck. The measurement system consist of both wireless gas sensor node and gas recognition software using a Fuzzy Min-Max neural network. To evaluate the performance of suggested system, gas measurement experiments are performed in laboratory environment by using the designed wireless gas sensor node. And we show the performance through classification test for the target gases by the designed gas recognition software.

혼합가스 식별을 위한 DWT기반의 마이크로 가스 센서 어레이 응답곡선 특징점 추출

이상진(Sang Jin Lee),김영웅(Young Wung Kim),전기준(Gi Joon Jeon) 대한전기학회 2009 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2009 No.10

The common problem of electronic noses based on micro gas sensor array is non-selectivity and non-reproducibility. It is hard to extract important features to classify gas mixtures. We extract the features from the output pattern of thermally mod비eta micro gas sensor array by using DWT. This method make it possible to extract important features fast and easily.

가스모니터링 시스템에서 센서 드리프트 현상 분석 및 보상

이인수(In Soo Lee),김영웅(Young-Wung Kim) 한국정보기술학회 2011 Proceedings of KIIT Conference Vol.2011 No.5

본 논문에서는 가스모니터링 시스템에서 사용되는 센서에서 발생하는 드리프트를 분석하고 보상하는 방법을 제시한다. 즉, 드리프트 양을 추정하는 곡선을 얻었으며 드리프트를 보상하였다. 실험결과들로부터 동일한 농도에 대해서 센서의 출력값이 보상전에 비해 동일한 값을 가지는 것을 확인하였다. In this paper we analyzed drift phenomena of sensors and proposed a compensation method in the gas monitoring system. Curve was obtained to estimate the amount of drift and the estimated amount of drift has been compensated by the curve. Results from the experiment we know that the amount of drift occurring on the sensor were compensated.

단일 반도체식 가스 센서와 패턴 인식기법을 이용한 유사 휘발유 식별을 위한 휴대용 전자후각 시스템

조정환(Jung-Hwan Cho),김영웅(Young-Wung Kim),이인수(In-Soo Lee) 한국정보기술학회 2011 한국정보기술학회논문지 Vol.9 No.3

This paper describes a portable electronic nose (e-nose) system for use in the identification of synthesized gasoline, comprised of a single semiconductor type of gas sensor and pattern recognition NNs (neural networks). The designed e-nose system consists of a one-chip microcontroller, a pre-concentrator, and a gas sensor. A 20 dimensional data set was extracted using a temperature modulation method. A total of 50 measurements were taken, 30 of these measurement data were prepared for a training data set for a neural network and the remaining data was used for the testing data set. Two different NNs, a multi-layer perceptron (MLP) NN and a fuzzy ARTMAP NN were applied to discriminate synthesized gasoline from normal gasoline. The results of the classification showed 100% and 85% recognition rates for the training data set and testing data set, respectively. It was expected that the proposed e-nose system could be a prime candidate for testing due to its simple testing methods.

가스모니터링 시스템에서 센서 드리프트 현상 분석 및 보상

이인수(In-Soo Lee),김영웅(Young-Wung Kim) 한국정보기술학회 2011 한국정보기술학회논문지 Vol.9 No.11

In this paper we analyzed drift phenomena of gas sensors and proposed a compensation method for reducing the effects of drift of gas sensors in order to improve the sensors stability and the reliability in the gas monitoring system. To achieve this work, estimation curves were first obtained to estimate the amount of drift which occurs in the form of nonlinear and then we induced the mathematical equations for compensation of the sensor drift. This drift reduction method try to compensate for changes in gas sensor performance using mathematical equations for drift compensation and thus improving the sensors stability and gas classification capability of the gas monitoring system. From the experiment results we know that the amount of drift occurring on the gas sensors of the gas monitoring system was compensated.

실내 공기환경 측정 장치의 센서 배열 최적화에 대한 연구

이경동(Gyeong-Dong Lee),김제현(Je-Hyun Kim),심재술(Jae-Sool Shim),김영웅(Young-Wung Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4

최근 미세먼지로 인한 공기오염 수준이 급격히 악화되어, 공기환경 측정 장비에 대한 수요와 해당 장비의 신뢰성 향상에 대한 요구 역시 증대되고 있다. 이러한 수요에 따라, 공기환경 측정 장치를 개발하였으나, 외부 공기 유동이 희박한 실내와 같은 환경하에서는 검지 감도가 급격히 저하되는 문제가 발생하였다. 이에 따라, 본 연구에서는 상기 문제를 해결하기 위해 팬을 장착하여 강제 대류 환경조성 하였고, 팬의 회전 속도(유입 속도)와 8 개로 구성된 센서의 배치 설계 안 2 가지 모델에 대하여 유동해석을 수행하였다. 상기 해석 결과를 활용하여 유입속도에 따라, 각 센서 표면에 작용하는 압력 분포를 확인하였고, 해당 결과를 바탕으로 8 개의 센서 표면에 균일한 압력이 분포되는 최적 모델을 도출하였다. 설계 최적화를 위한 선행 연구로 총 8 개로 구성된 가스 센서의 배치형태에 따라 2 가지 타입의 기초모델을 수립하였다. 해당 모델은 센서를 사각형으로 배치한 사각 배치 모델과 원형으로 배치한 원형 배치 모델이며, 이를 대상으로 유입속도에 따른 유동해석을 수행하였다. 유입 속도의 경우 강제 대류를 위한 팬의 사양을 분석하여, 회전 속도에 따른 유입 속도를 변환하여 적용하였다. 이외 경계 조건의 경우 실제 개발 아이템이 장착되어 구동되는 환경을 모사하여 설정하였다. 해석 결과의 신뢰성 확보를 위해 유입부와 유출부의 질량유량 값을 비교하여 해석 결과에서 추출한 유출부의 평균 속도와 이론 값을 비교하여 오차율을 분석하였으며, 이론 값 대비 5% 이내의 오차율을 만족하였다. 2 가지 모델의 해석 결과를 바탕으로 각 센서 표면에 작용하는 압력 값을 도출하였으며, 해당 값을 기반으로 각 센서의 배치 위치에 따라 센서 표면에 작용하는 압력과의 상관관계를 도출하였다. 이를 활용하여, 각 센서의 표면에 균일한 압력이 작용될 수 있도록 각 센서 별 배치 최적화를 완료하였다. 해당 최적 배치 모델을 기반으로 전산해석을 동일한 방법으로 수행하여, 각 센서 표면에 균일한 압력이 분포됨을 확인하였다. In recent years, the demand for high-fidelity measuring equipment of air quality has increased since the level of air pollution has deteriorated dramatically due to fine dust. In response to this demand, an atmospheric environment measuring device has been developed, but they have a problem in that the sensing sensitivity was rapidly worsened in an environment with little external airflow, such as indoors. Accordingly, in this study, a fan was installed to create a forced convection environment, and flow analysis was performed on two models. Through the analysis, the pressure distribution acting on each sensor surface was evaluated according to the inflow velocity. Based on the results, an optimal model was derived that allows uniform pressure distribution on the eight sensor surfaces.

Y-Zone 홈 케어 디바이스의 열 전달 특성에 관한 연구

이경동(Gyeong Dong Lee),심재술(Jae Sool Shim),김영웅(Young Wung Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.6