OneNet 클라우드 컴퓨팅 기반 실시간 홈 보안 시스템

김강철(Kang-Chul Kim),Yongjiang Zhao 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.1

본 논문은 스마트폰으로 집 내의 상태를 제어하는 OneNet 클라우드 플랫폼 기반 실시간 홈 보안 시스템을 설계한다. 제안된 시스템은 로컬과 클라우드 지역으로 구분된다. 로컬 지역은 I/O 디바이스, 라우터와 센서 데이터를 수집, 모니터링하고 클라우드로 데이터를 전송하는 라즈베리파이로 구성되며, 라즈베리파이에 플래스크 웹 서버가 구현된다. 사용자가 집에 있을 경우 플래스크 웹 서버를 통하여 직접 데이터에 접근할 수 있다. 클라우드 지역에서 사용되는 플랫폼은 중국 통신회사의 OnetNet이며, 원격 접속 서비스를 제공한다. 스마트폰 에서 사용자와 홈보안 시스템 사이의 통신을 위하여 하이브리드 앱이 개발되고, 센서 데이터와 비디오스트림을 전송하기 위하여 EDP와 RTSP 프로토콜을 파이썬 언어로 구현한다. 구현된 시스템에서 사용자는 스마트 폰으로 센서 데이터. 비디오스트림과 위험이 발생시에 경고 문자를 받을 수 있고, OneNet 클라우드를 통하여 원격으로 집 내의 상태를 모니터링하고, 제어할 수 있다. This paper builds a real-time home security system based on the OneNet cloud platform to control the status of the house through a smartphone. The system consists of a local part and a cloud part. The local part has I/O devices, router and Raspberry Pi (RPi) that collects and monitors sensor data and sends the data to the cloud, and the Flask web server is implemented on a Rasberry Pi. When a user is at home, the user can access the Flask web server to obtain the data directly. The cloud part is OneNet in China Mobile, which provides remote access service. The hybrid App is designed to provide the interaction between users and the home security system in the smartphone, and the EDP and RTSP protocol is implemented to transmit data and video stream. Experimental results show that users can receive sensor data and warning text message through the smartphone and monitor, and control home status through OneNet cloud.

IoT 기반 홈 보안 시스템

김강철(Kang Chul Kim),Ding Hua Wang,한석붕(Seok Bung Han) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.1

This paper aims to build a home security system based on IoT to monitor a home on a mobile phone. The system consists of data gathering sensors, camera, gateway and Xively platform. The Raspberry Pi collects data from the three sensors and sends the data to Xively, and sends the video stream of home to a client in a smart phone through a internet. The servers are composed of Xively, socket server in Raspberry Pi and E-mail server in Google. The proposed system transmits e-mail, text message, and video stream when there are motion, fire, and gas leakage, and can control the gas valve through Raspberry Pi. The experimental results show that a user gets ‘emergency E-mail’ and text message and watches the video stream of the home through WIFI or LTE on a smart phone. 본 논문은 휴대폰에서 사용할 수 있는 IoT 기반 홈 보안 시스템을 개발한다. 제안된 시스템은 데이터를 수집하는 센서, 카메라, 게이트웨이와 Xively 플랫폼으로 구성된다. 라즈베리파이는 3 종류의 센서로부터 데이터를 수집하고, Xively로 데이터를 전송하고, 카메라의 영상화면을 인터넷을 통하여 휴대폰의 클라이언트로 전송한다. 서버는 Xively, 라즈베파이에 존재하는 소켓 서버와 Google에 있는 이메일 서버로 구성된다. 제안된 시스템은 움직임, 화재 위험, 가스 누출이 발생하면 이메일, 텍스트 문자와 영상화면을 전송하고, 라즈베리파이를 통하여 가스 밸브를 제어할 수 있다. 실험결과로부터 가스 누출 등으로 위험이 발생하면 사용자는 이메일, 문자 메서지를 전송받고, WIFI 또는 LTE를 통하여 스마트폰으로 집내의 영상화면을 볼 수 있다는 것을 확인하였다.

동기회로 설계를 위한 CMOS DFF의 준비시간과 유지시간 측정

김강철(Kang-Chul Kim) 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.8

반도체 공정 기술의 발전으로 하나의 칩에 많은 코어가 포함되고 있으며, 전력이나 클럭 스큐 문제들을 해결하기 위한 방안으로 다른 주파수나 위상차를 가지고 있는 여러 개의 클럭을 사용하는 GALS 기법이 사용되고 있다. GALS에서는 송수신부 사이에서 동기화 문제를 해결하기 위하여 동기회로가 사용된다. 본 논문에서는 180nm CMOS 공정 파라미터를 사용하여 온도, 전원전압, 트랜지스터의 크기에 따라 동기회로 설계에 필요한 DFF의 준비시간(setup time)과 유지시간(hold time)를 측정하였다. HSPICE의 이분법을 이용한 모의실험 결과에서 준비시간과 유지시간의 크기는 전원 전압의 크기에 반비례하고, 온도에 비례하였다. 그리고 유지시간은 음의 값으로 측정되었다. As the semiconductor processing technology has been developing, multiple cores or NoC(network on chip) can be contained in recent chips. GALS(globally asychronous locally synchronous) clocking scheme that has multi-clock domains with different frequencies or phase differences is widely used to solve power consumption and clock skew in a large chip with a single clock. A synchronizer is needed to avoid a synchronization problem between sender and receiver in GALS. In this paper, the setup and hold time of DFF required to design the synchronizer are measured using 180nm CMOS processing parameters depending on temperature, supply voltage, and the size of inverter in DFF. The simulation results based on the bisection method in HSPICE show that the setup and hold time are proportional to temperature, however they are inversely proportional to supply voltage, and negative values are measured for the hold time.

골프공 인식을 위한 OpenCV 기반 신경망 최적화 구조

김강철(Kang-Chul Kim) 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.2

본 논문은 OpenCV 라이브러리를 기반으로 골프공 인식을 위한 신경망의 최적화 구조와 관심영역의 빛의 명도를 계산한다. 개발된 시스템은 전처리, 영상처리, 기계 학습 과정으로 구성되며, 기계 학습과정은 테스트 영상으로부터 골프공과 다른 오브젝트에 대한 Hu의 7 불변 모멘트, 가로 및 세로 비율 또는 면적으로부터 계산된 π를 입력으로 사용하여 다층 퍼셉트론을 기반으로 학습모델을 구한다. 다층 퍼셉트론에 대한 최적의 은닉층과 노드의 수를 결정하도록 모의 실험한 결과 2개의 은닉층과 각 은닉층에 9개의 노드를 가질 때 최대의 인식율과 최소 실행 시간을 얻었다. 그리고 관심영역의 최적 명도는 200으로 계산되었다. In this paper the optimal structure of a neural network based on OpenCV for a golf ball recognition and the intensity of ROI(Region Of Interest) are calculated. The system is composed of preprocess, image processing and machine learning, and a learning model is obtained by multi-layer perceptron using the inputs of 7 Hu’s invariant moments, box ration extracted by vertical and horizontal length or π calculated by area of ROI. Simulation results show that optimal numbers of hidden layer and the node of neuron are selected to 2 and 9 respectively considering the recognition rate and running time, and optimal intensity of ROI is selected to 200.

위상차 클럭 기반 NoC 용 동기회로 설계

김강철(Kang-Chul Kim),Jiang Chong 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.10

NoC는 SoC의 IP 코어들 사이에서 통신하는 시스템으로 기존의 버스 시스템이나 크로스바 상호연결 시스템보다 월등히 향상된 성능을 제공한다. 그러나 NoC의 송신부와 수신부 사이에서 데이터 이동 시에 송신부와 수신부사이에 발생하는 불안정 상태(metastability)는 극복하기 위하여 동기회로가 필요하다. 본 논문에서는 신호 영역발생기, 선택 신호 발생기와 데이터 버퍼로 구성된 새로운 위상차 동기회로를 설계하였다. 불안정 상태가 없는 선택구간을 구하기 위하여 전송된 클럭을 지연하는 회로가 사용되며, 전송클럭과 지역 클럭을 비교하여 선택신호를 발생한다. 제안된 위상차 동기회로는 선택신호 값에 의하여 지역클럭의 상승 또는 하강 모서리 중의 하나를 선택하여 불안정 상태를 제거한다. 모의실험 결과는 제안된 위상차 동기회로가 전송된 클럭과 지역 클럭의 어떤 위상차에서도 잘 동작하는 것을 보여 주었다. Network on a chip(NoC) is a communication subsystem between intellectual property(IP) cores in a SoC and improves high performance in the scalability and the power efficiency compared with conventional buses and crossbar switches. NoC needs a synchronizer to overcome the metastability problem between data links. This paper presents a new mesochronous synchronizer(MS) which is composed of selection window generator, selection signal generator, and data buffer. A delay line circuit is used to build selection window in selection window generator based on the delayed clock cycle of transmitted clock and the transmitted clock is compared with local clock to generate a selection signal in the SW(selection window). This MS gets rid of the restriction of metastability by choosing a rising edge or a falling edge of local clock according to the value of selection signal. The simulation results show that the proposed MS operates correctly for all phase differences between a transmitted clock and a local clock.

라즈베리파이를 이용한 얼굴검출 및 인식 시스템 개발

김강철(Kang Chul Kim),Hai tong Wei 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.5

사물인터넷이 4차 산업혁명을 주도할 새로운 기술로 각광받고 있으며, 이미 많은 기술과 제품들이 발표되어 인간의 삶의 질을 높이는 데 많은 기여를 하고 있다. 본 논문에서는 건물의 엘리베이터 등에서 얼굴 검출 및 얼굴 인식에 사용할 수 있는 시스템을 개발한다. 얼굴 검출 시스템은 하르 직렬 분류기를 사용하며, 얼굴 인식 시스템에는 수행 시간을 줄이기 위하여 본 논문에서 파이썬 언어로 구현된 주성분 분석(PCA)이 얼굴 인식을 위한 고유 얼굴(eigenface) 계산에 사용된다. 데이터베이스에 저장된 얼굴과 얼굴 검출 시스템의 결과로부터 얼굴을 인식하기 위하여 SVM 또는 유크리디안 측정이 사용된다. 제안된 시스템은 OpenCV를 사용하여 라즈베리파이 3에 구현된다. 본 논문에서 구현된 주성분 프로그램의 성능을 구하기 위하여 기존의 주성분 프로그램과 비교하여 얼굴 인식율과 수행시간을 비교하였다. 성능 평가를 위하여 ORL 얼굴 데이터베이스에서 40명의 얼굴에 대하여 각각 10 개의 이미지를 이용하여 학습에 200, 테스트에 200개의 이미지를 사용하였다. 본 논문에서 제안된 PCA와 유클리디안 측정을 이용한 경우 약 93%, SVM의 경우 약 96% 이상의 얼굴 인식률을 얻었다. 그러나 수행시간은 본 논문에서 구현된 PCA를 사용할 경우 약 0.11초, 기존 PCA의 경우 약 1.1초로 약 1/10로 수행 시간을 줄일 수 있었다. 그러므로 본 논문에서 개발된 시스템은 실시간 결과가 필요한 보안 시스템, 엘리베이터 모니터링 시스템 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다. IoT is a new emerging technology to lead the 4th industry renovation and has been widely used in industry and home to increase the quality of human being. In this paper, IoT based face detection and recognition system for a smart elevator is developed. Haar cascade classifier is used in a face detection system and a proposed PCA algorithm written in Python in the face recognition system is implemented to reduce the execution time and calculates the eigenfaces. SVM or Euclidean metric is used to recognize the faces detected in the face detection system. The proposed system runs on RaspberryPi 3. 200 sample images in ORL face database are used for training and 200 samples for testing. The simulation results show that the recognition rate is over 93% for PP+EU and over 96% for PP+SVM. The execution times of the proposed PCA and the conventional PCA are 0.11sec and 1.1sec respectively, so the proposed PCA is much faster than the conventional one. The proposed system can be suitable for an elevator monitoring system, real time home security system, etc.

이분법을 이용한 CMOS D-FF의 불안정상태 구간 측정

김강철(Kang Chul Kim),Jiang Chong 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.2

트랜지트터의 대용량 집적 기술이 발전함에 따라 다수의 CPU를 하나의 칩에 구현하게 되었으며, 시스템의 요구사항을 맞추기 위하여 클럭 주파수는 점점 더 빨라지고 있다. 그러나 클럭 주파수를 증가시키는 것은 클럭 동기화 같은 시스템의 오동작을 일으키는 문제들을 유발시킬 수 있으므로 디지털 칩 설계 시에 불안정 상태 문제를 피하는 것이 아주 중요하다. 본 논문에서는 80nm CMOS 공정으로 설계된 D-FF을 사용하여 온도, 전원, 전달 게이트의 크기에 따라 Hspice의 이분법을 사용하여 불안정상태 구간을 측정한다. 모의 실험 결과에서 불안정상태 구간은 온도와 전원 전압의 증가에 따라 조금 증가하였지만, 전달 게이트의 면적에 대해서는 에 포물선 모양으로 비례하고 있으며, 전달 게이트의 P 형과 N 형 트랜지스터의 비율이 4:2 일 때 불안정상태 구간이 최소가 되는 것을 확인하였다. As massive integration technology of transistors has been developing, multi-core circuit is fabricated on a silicon chip and a clock frequency is getting faster to meet the system requirement. But increasing the clock frequency can induce some problems to violate the operation of system such as clock synchronization, so it is very import to avoid metastability events to design digital chips. In this paper, metastability windows are measured by bisection method in H-spice depending on temperature, supply voltage, and the size of transmission gate with D-FF designed with 180nm CMOS process. The simulation results show that the metastability window(: MW) is slightly increasing to temperature and supply voltage, but is quadratic to the area of a transmission gate, and the best area ration of P and N transitor in transmission gate is P/N=4/2 to get the least MW.

팀 수행도 요인 및 팀 직무분석을 통한 팀 수행도 평가방법 개발에 관한 연구

강철(Kang, Chul),김사길(Kim, Sa-Kil),변승남(Byun, Seong-Nam) 대한산업공학회 2008 대한산업공학회 추계학술대회논문집 Vol.2008 No.11

현재 원자력발전소 주제어실은 공통의 목표를 달성하기 위해 개인이 아닌 팀 단위로 직무 행위가 이루어지고 있다. 하지만 모든 팀이 동일한 수행도를 낼 수 없을 뿐 아니라 한 팀 내에서도 개인이나 팀의 상황에 따라 구성원의 변경 등 팀 수행도의 영향을 줄 수 있는 요소들이 존재하기 때문에 팀 수행도가 항상 동일할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 항상 동일하지 않는 수행도에 영향을 미치는 요소와 팀 직무분석을 통해 팀 수행도 기준을 도출, 팀 수행도 평가방법을 제안하고자 한다.

RF 집적회로의 시간영역 테스팅을 위한 사양기반 구간고장모델링

김강철,한석붕,Kim, Kang-Chul,Han, Seok-Bung 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.2

본 논문에서는 RF 집적회로의 설계사양을 시간영역에서 테스팅이 가능한 구간고장모델링 기법을 제안한다. 먼저 구간고장모델을 정의하였고, 정상동작구간을 결정하여 구간고장모델이 될 수 있는 조건을 증명하였다. 그리고 구간고장모델 조건을 5.25 GHz 저잡음 증폭기에 적용하여 능동소자와 수동소자의 강고장과 파라메트릭 고장의 검출이 가능한 9개의 구간고장모델을 모의실험에 의하여 구하였다. 본 논문에서 얻어진 구간고장모델을 기반으로 출력에 나타나는 출력파형의 변화를 시간영역에서 관찰하여 설계사양 테스팅을 수행할 수 있으므로 RF 집적회로의 테스팅 시간과 비용을 줄일 수 있다. This paper proposes a new design specification-based band fault modelling technique that can test design specification in a time domain. The band fault model is defined and the conditions of band fault model are gained as normal operation regions are defined. And the conditions of band fault model are used in a 5.25GHz low noise amplifier, then 9 band fault models that can detect hard and parametric faults of active and passive devices are obtained.

기관사 직무 스트레스가 인적오류에 미치는 영향에 관한 연구

강철(Chul Kang),김사길(Sa Kil Kim),변승남(Seong Nam Byun) 한국철도학회 2007 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

Although the up-to-date(high) technique is developing and automating in many fields, the center of the all fields is closely connected with the human resource. Also, the railway driver is required to have both high technique and high level of mental work. Therefore, this research will grasp the types of the railway driver groups through railway driver`s task stress analyze(JCQ and Job Content Questionnaire), and then analyze the human errors which the types can occur. Finally, this research will propose the way to reduce the human errors.