Bluetooth 기반의 U-헬스 케어 스마트 시스템

김관형,Kim, Gwan-Hyung 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.6

안드로이드 기반의 스마트폰 기술의 발달에 따라 우리 생활에 다양한 변화를 가져오고 있다. 본 논문에서는 스마트폰을 기반으로 인간의 생체 정보인 맥파 및 산소포화도를 계측할 수 있는 단말기를 이용하여 환자의 상태를 모니터링 할 수 있도록 불루투스 기반의 u-헬스 케어시스템을 구현하였다. 본 논문의 구현을 통하여 불루투스를 지원하지 않고 PC에서만 모니터링 하는 의료 장비를 불루투스 모듈을 추가하여 스마트폰으로 데이터를 모니터링 할 수 있음을 확인하였다. Depending on the development of technology, android-based smartphones has brought about various changes in our lives. In this paper, based on smartphones, it was implemented that the biometric information of human pulse wave and oxygen saturation by measuring device can be monitor the status of the patient on bluetooth-based u-health care system. Through the implementation of this paper, it has confirmed that it's can be monitoring smartphone adding a bluetooth module on the medical equipment of PC based monitor system.

다채널 NMEA0183 인디케이트 시스템 개발

김관형,오암석,Kim, Gwan-Hyung,Oh, Am-Suk 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.11

최근 선박 및 물류 자동화는 물류 증대와 함께 선박의 운용을 더욱 복잡하게 만들고 있으며, 선박내부의 통신 장비 및 통신 시스템의 구성 또한 매우 복잡하게 구성되어 있다. 때문에 지금 현재의 통신장비의 내부 통신 프로토콜은 일반적인 RS-422,485 기반의 NMEA-0183과 CAN 통신 기반의 NMEA-2000 기반으로 해상전자장비의 인터페이스 표준으로 법제화 되어있다. 본 논문에서는 가장 일반적인 NMEA-0183 프로토콜을 7-체널의 NMEA-0183 시리얼 통신 데이터를 지원하도록 설계하였으며, 그 외에 SPI(Serial Peripheral Interface) 방식의 3-체널 16비트 ADC(Analog Digital Converter)와 SPI 방식의 2-체널 펄스(pulse) 입력을 받을 수 있도록 설계하였다. 특히, 선박용 통신장비의 중요한 7가지로 한정하여 설계하였다. 본 연구의 소형화를 통하여 이동이 가능하도록 하여 그 편리성을 제공하고, 소형 PC 기반의 중앙 모니터링 시스템을 구현하여 다체널 인디케이트(indicator) 시스템의 효율성을 제시하고자 한다. Recently, the increase of loading amount on cargo ships due to the automation of loading process results in much complex ship operation. For this reason, NMEA-0183 based on RS-422,485 and NMEA-2000 based on CAN communication methods have been usually used as a standardized method in the marin electric interfacing equipments. In this paper, a general NMEA-0183 protocol was designed to support 7-channel NMEA-0183 serial communication data, which can receive 3-channel 16 bits ADC and 2-channel pulse using SPI(Serial Peripheral Interface). In particular, this method was designed for ship communication requires 7 important factors. Also in this study, using the minimization of the proposed method and realizing the monitoring system based on PC, the effectiveness of multichannel indicator system was proposed.

전력선통신 기반의 선박용 M모A 프로토콜 브릿지 구현

김관형,강성인,전재환,권오현,오암석,조현철,Kim, Gwan-Hyung,Kang, Sung-In,Jeon, Jae-Hwan,Kwon, Oh-Hyun,Oh, Am-Suk,Cho, Hyun-Cheol 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.11

현재 선박용 통신 네트워크의 구성은 RS-422, RS-485, CAN, EtherNet 기반의 물리계층으로 NMEA0183, NMEA2000, MiTS(Maritime information Technology Standards) 프로토콜을 지원하도록 설계하고 있다. 특히, 기존의 선박통신은 별도의 전용선을 설치해야하는 단점이 있다. 그러나, 기존의 통신방식과 달리 전력선 통신은 선박내부에서 사용하고 있는 AC220V /DC24V을 그대로 사용하는 장점이 있다. 그러므로, 본 논문에서는 이러한 물리계층을 지원하도록 선박내부의 전력선 통신망을 설계하여 NMEA0183 프로토콜을 지원하는 DC-전력선 통신(DC-PLC : DC-Power Line Communication) 기반의 브릿지를 설계하고자 한다. The current marine internal communication systems are usually composed of NMEA0183, NMEA2000, and MiTS protocols which are located on the physical layer based on RS-422, RS-485, CAN, and EtherNet. However, general vessel communication method have a weak point that must establish the extra private line. But, the power line communication has advantage over general vessel communication method as it uses AC220V/DC24V without changing line. Therefore, we will propose a new bridge based on the DC-PLC(power Line communication) technique which support the NMEA0183 protocol inside vessel network systems.

도심형 에너지 자립 스마트팜 서비스 모델 설계 및 구축

김관형,Kim, Gwan-Hyung 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.10

현대의 농업은 자원위주의 농업에서 과학기술 위주의 농업으로 변하고 있다. 과학기술이 융합된 농업은 새로운 신성장 동력으로 인식하고 있으며, 지능적인 스마트팜을 구축하기 위하여 정부 및 지방자치단체, 연구소, 산업계가 협력하여 스마트팜에 필요한 각종 장치를 개발하여 보급하고 있다. 최근에는 클라우드 플랫폼을 구축하여 보다 지능적인 농업환경을 구축하는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 도시의 건물 옥상을 활용하여 여가시간의 활용과 농업활동을 체험할 수 있는 도심형 에너지 자립 스마트팜 구축방안을 제시한다. 또한, IT 기술을 활용하여 스마트팜의 다양한 데이터를 원격지 서버에서 데이터를 관리하고 스마트팜 내부 환경을 제어할 수 있는 HMI 모듈을 개발하여 자동 또는 반자동으로 스마트팜을 관리하도록 한다. 서비스 모델은 모바일 기반으로 스마트팜의 내부 환경을 관리할 수 있는 모델을 제시한다. Modern agriculture is changing from resource-oriented agriculture to technology-oriented agriculture. Agriculture, which combines science and technology, is recognized as a new growth engine, and governments, local governments, research institutes, and industry are working together to develop and disseminate various devices necessary for smart farms to build intelligent smart farms. Recently, research is being conducted to build a more intelligent agricultural environment by building a cloud platform. In this paper, we propose a plan to build an urban energy - independent smart farm that can utilize leisure time and agricultural activities by utilizing the rooftop of a city. Also, by using IT technology, various data of smart farm can be managed on remote server, and HMI module for controlling internal environment of smart farm can be developed to manage smart farm automatically or semi-automatically. The service model suggests a model that can manage the internal environment of the smart farm based on mobile.

Adaptive Front-lighting System용 ECU 개발에 관한 연구

김관형,강성인,Kim, Gwan-Hyung,Kang, Sung-In 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.11

현재 교통사고의 통계를 보면 야간에 발생하는 교통사고는 주간과 비슷하게 일어나지만, 치사율은 주간에 비해 1.5배 높은 실정이다. 이러한 문제점은 야간에 운전자의 시야확보가 불리하여 적절한 사고 대응을 하지 못하는데 기인한다. 그러므로 본 논문에서는 밝기, 연색성, 광효율이 우수한 자동차 전조등을 마이크로컨트롤러에 의한 디지털 제어방식을 적용하여 주어진 요구조건 및 주변 환경에 최적으로 적용할 수 있도록 전자식 지능형 적응제어시스템을 설계하였다. 특히, 자동차용 조명장치의 경우 기본적인 역할은 물론 주행조건, 도로조건 및 기후조건에 가장 적합한 조명 패턴으로 자동적으로 전환 및 이동시켜 줄 수 있는 지능적인 조명장치를 구현하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 지능형 자동차의 구현에 초점을 맞추어 운전자의 편의성과 안전성을 더욱 향상시킨 조명장치 시스템의 개발에 목표를 두었다. Recently, according to traffic accident statistics, traffic accidents occurring at night are as frequent as those during daytime, but their death rate is 1.5 times higher than that of daytime traffic accidents. This problem originates that the insufficient range of vision security of a driver causes the inappropriate accident confrontation. Therefore, in this paper, a microcontroller-based digital control method for the superior performance in headlight system is presented for optimal control that can adapt complex transient state, steady state and various environments. Specially in vehicles# headlight, its fundamental purpose is to implement the artificial headlight system which automatically controls the lighting patterns most adaptive to driving, road and weather conditions. Therefore we aimed at the development of headlight system, focused on the implementation of an artificial vehicle, of more advanced convenience and safety for drivers.

신경회로망과 영상처리 및 CAN 통신기반의 동적 자세제어에 관한 연구

김관형,권오현,신동석,변기식,Kim, Gwan-Hyung,Kwon, Oh-Hyun,Sin, Dong-Suk,Byun, Gi-Sik 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.11

동적인 자세제어에 대한 응용은 다양한 외란이 존재하는 비선형 플랜트에 발생한 외란을 제거하기 위한 모든 분야에 적용할 수 있다. 또한, 발생한 외란을 어떻게 계측하는가에 따라 제어 성능이 달라질 수 있다. 본 논문의 시스템의 구성은 CAN 통신을 기반으로 3개의 리니어 액추에이터(Linear Actuator)를 동적으로 제어하도록 하였으며, 플랜트의 외란은 수평 플랜트 위에 볼(ball)을 놓아 비선형적인 외란을 가하도록 하였다. 외란에 대한 계측은 영상처리(Image Processing)를 통하여 외란을 계측하여 플랜트를 제어하도록 하였다. 이러한 비선형적인 외란을 제거하기 위하여 본 논문에서는 비선형 시스템에 대하여 제어성능이 뛰어난 신경회로망(Neural Networks)을 활용하여 기존의 PI 제어를 보완하여 하여 더욱 강인한 제어성능을 제시하고자 한다. Applications of dynamic position control are especially focused on cancellation of unknown disturbance against nonlinear dynamic plants. Control performance is technically dependent upon observation methodology of such disturbance signals. This paper presents a novel control strategy by using linear actuators based on CAN communication networks. Disturbance is measured from placing a ball on a flat plant and image processing technique is applied to observe dynamic position of a ball system. We devise a neural network based PI control system to realize robust control of the dynamic system.

ICT 기반의 휘발성 유기 화합물(VoC) 액화기 통합관리시스템 개발

김관형,Kim, Gwan-Hyung 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.6

본 논문은 실생활에서 낭비되는 다양한 에너지 손실 중 주유소, 세탁소 등에서 손실되는 휘발성 유기화합물 (VoCs : Volatile organic Compounds)을 재활용하는 장치를 지능화하고 자동화 하는데 있다. 또한, 지그비(zigbee) 모듈 및 TCP/IP 통신기술을 활용한 ICT(Information Communication Technology) 기술을 도입하여 액화기를 원격지에서 모니터링하고 관리할 수 있는 통합관리시스템을 제시한다. 뿐만아니라, 안드로이드(android) 기반의 스마트 앱(App.)를 개발하여 원격지에서 관리할 수 있는 서비스 모델을 제시하고자 한다. 본 논문의 구성은 MCU 기반의 지능형 액화기 제어시스템의 구성과 지그비(zigbee) 기반의 브릿지(bridge) 모듈내부에 구현되는 통신 프로토콜을 제시한다. 통합관리시스템의 모바일 서비스를 위하여 안드로이드(android) 기반의 스마트 앱의 개발과 액화기 원격지 관리용 DB 서버(MS SQL 2012)와 웹서버(OS:Windows 2008)를 제시한다. This paper is to automate the intelligent and equipment to recycle the volatile organic compounds in various a gas stations and a laundry, in real life. In addition, based the ZigBee module and TCP/IP communications on ICT technologies, it's propose an integrated management system to monitor and manage an liquid at a remote location.Furthermore, it's propose a service model that can be freely managed from a remote location based on the app on android. In this paper, we present a communication protocol of the bridge modules and a liquefier of intelligent control system based ZigBee and MCU(Micro Controller Unit). Through the development of smart app based android mobile services in an integrated management system, it's represent for liquefier to a DB server for remote management(MS SQL 2012) and a web server (OS: Windows 2008).

스마트폰 기반의 지능형 태양광 전력적산 모니터링 시스템에 관한 연구

김관형,Kim, Gwan-Hyung 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.10

스마트 그리드(smart grid) 기술은 전력 공급자와 소비자 사이를 실시간으로 전력정보를 교환함으로써 전력의 효율성을 높이는 전력망 관리 기술이다. 최근에는 유지보수 및 설치가 용이한 태양광 발전시스템에 대한 적용이 늘고 있다. 그러나 태양광 발전 시스템은 고장진단이 어려우며, PV(PhotoVoltaics) 어레이 및 인버터(inverter) 등의 결함과 기타 잠재적인 출력저하 요소로 인하여 발전량이 감소하기도 한다. 이처럼 태양광 발전 시스템을 통하여 안정적인 에너지 포집과 관리 및 조속한 고장 검출이 필수 요구사항이라 할 수 있다. 본 논문에서는 태양광 발전 시스템을 대상으로 전력 생산량 및 이상 동작 현상을 모니터링하고 외부 환경을 계측하는 계측모듈을 개발하고, 계측된 정보 데이터를 전송할 수 있는 통신모듈을 통하여 원격지에서 태양광 발전 시스템의 동작 상태를 모니터링 하도록 설계하였다. 또한 스마트폰을 기반으로 구축된 태양광 발전 시스템을 실시간으로 관리하고 모니터링 할 수 있는 모바일 관리 시스템을 제시하고자 한다. Smart grid technology can be called grid techniques to improve the efficiency of the electric power by exchanging bidirectional information of electric power with real-time between electric power suppliers and consumers. Recently, the solar power generation system is being applied actively. However the solar power system has several problems leading to reduce overall electricity generation, because the difficult of the diagnosis and the solar power system failure such as PV(PhotoVoltaics) and inverter. In order to build an efficient smart grid, a stable electric power energy requirements capture and management and early fault detection is essentially required in solar power generation system. In this paper, it is designed to monitor the operating status of the solar power monitoring system from a remote location through a RS-485 or TCP/IP communication module to monitoring the output of solar power energy and abnormal phenomenon, to developing the measurement module and to transfer measured data.

안드로이드 스마트폰 기반의 원격 IPMC 제어시스템 구현

김관형,Kim, Gwan-Hyung 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.3

최근 의료 및 생체공학 분야의 액추에이터(actuator)와 센서 및 연료전지로 활용할 수 있는 새로운 재료인 IPMC(Ionic Polymer Metal Composite)에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 IPMC의 특징은 센서(sensor)와 액추에이터(actuator)의 성질을 동시에 가지는 있는 특이한 성질을 가진 복합재료로서 IPMC에 전압을 가하면 움직임이 생기며, IPMC에 움직임이 발생하면 IPMC 내부에 전압이 충전되는 성질이 있어 모션 센서나 힘 센서로도 활용할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 IPMC에 대한 몇 가지 특성을 파악하고 IT 기술인 스마트폰의 연계하여 원격지에서 IPMC의 동작을 제어할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 또한, 스마트폰을 기반으로 하여 영상정보를 전송하여 모니터링 하도록 하였다. IPMC의 동작제어는 스마트폰의 블루투스를 이용하여 동작명령을 전송하도록 시스템을 구현하였다. 본 논문의 실험 및 구현으로부터 IPMC 물성에 대한 정확한 분석은 부족하지만 향후 IPMC의 활용에 있어서 IT 기술과의 융합을 통하여 센서, 액추에이터, 연료전지 등과 같은 분야에 적극 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다. Recently, Ionic Polymer Metal Composite (IPMC) systems receive great attention in the fields of the medical and biomedical Engineering because of several merits in terms of new actuators and sensors and fuel cell materials. When the voltage is excited to IPMC system, it moves. Conversely, if there are any movement on the IPMC, the IPMC has charge voltage by the internal properties. Therefore the IPMC can be used as a motion sensor or force sensor. In this paper, we identify characteristics of the IPMC and control its movements from remote locations by the smart-phone system based on visual information for monitoring. Additionally, control of movements of the IPMC is realized by transmit motion commands using the smart-phone system with the blue-tooth communication. Unfortunately, there are some deficiencies to perfectly attain physical properties of the IPMC systems from our experiments in this paper. However, in its utilization point of view, we demonstrate that the IPMC has some potentials as new sensors, actuators, and fuel cells.

퍼지 상태 공간 분할 기법을 이용한 지능형 태양광 추적시스템 설계

김관형,Kim, Gwan-Hyung 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.10

태양광을 이용한 태양광 발전시스템은 태양을 정면으로 바라 볼 때 가장 큰 효율을 얻을 수 있다. 즉, 태양의 위치에 대한 집광판(PV; Photovoltic)의 법선벡터를 일치시켜야 가장 높은 효율을 얻게 된다. 본 논문에서는 시간의 변화에 따라 태양의 이동경로를 추적할 수 있도록 태양의 그림자를 판독할 수 있는 8개의 CdS 센서 모듈을 통하여 태양의 위치를 판독하여 태양의 위치를 추적할 수 있는 시스템을 제시하고자 한다. 태양광 추적시스템의 퍼지제어기(fuzzy controller)는 퍼지 입력공간에 대한 격자형 퍼지분할(grid-type fuzzy partition) 영역으로 분할한 후 퍼지규칙(fuzzy rule)을 수립하여 시스템을 제어하도록 설계하였다. 본 논문에서는 태양광 추적을 위한 간단한 모형의 2축 제어시스템을 구성하였으며, CdS 모듈의 좌표축과 집광판의 좌표축을 일치시키도록 구성하였다. 이러한 시스템은 고정된 장소 및 선박과 같은 이동하는 환경에 효과적으로 태양광을 추적할 수 있는 지능형 퍼지제어기의 적용가능 성을 제시하고자 한다. In photovoltaic(PV) system, for obtaining maximum efficiency of solar power systems, the solar tracking system must be controlled to match position of the sun. In this paper, we design the solar tracking system to track movement of the sun using CdS sensor modules and to determine direction of the sun under shadow of directions. In addition, for an intelligent computation in tracking of the sun, a fuzzy controller is allocated to space avaliable for splitting area of fuzzy part for the fuzzy input space(grid-type fuzzy partition) in which a fuzzy grid partition divides fuzzy rules bases. As well, a simple model of solar tracking system is designed by two-axis motor control systems and the 8-direction sensor module that can measure shadow from CdS sensor modules by matching of axis of CdS modules and PV panels. We demonstrate this systems is effective for fixed location and moving vessels and our fuzzy controller can track the satisfactorily.