스마트폰 카메라와 LED를 이용한 Multi-to-One 가시광통신기반 IoT 시스템

박수빈(Soovin Park),이재진(Jaejin Lee),최일원(Ilwon Choi),조한솔(Hansol Cho),심규성(Kyusung Shim),안병구(Beongku An) 한국통신학회 2018 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.1

IoT 기반 모바일 스마트 태양광 발전 모니터링 시스템

이재진(Jaejin Lee),김기훈(Kihun Kim),박수빈(Soovin Park),변형준(Hyoungjune Byun),심규성(Kyusung Shim),안병구(Beongku An) 대한전자공학회 2017 전자공학회논문지 Vol.54 No.8

본 논문에서는 IoT 기반의 모바일 태양광 발전 모니터링 시스템을 안전진단 관점에서 제안하고 구현한다. 본 논문의 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 제안하는 시스템 모델은 일정 시간마다 스스로 태양광 발전 시스템 및 구조물 상태를 안전진단 관점에서 측정할 수 있다. 둘째, 제안된 시스템은 태양광 발전 구조물 상태를 자동적으로 측정한 데이터를 재가공하여 데이터-베이스에 저장한다. 셋째, 제안하는 시스템은 재 가공되어 저장된 정보를 활용하여, 관리자와 태양광 발전구조물 소유자에게 모니터링 정보를 웹페이지 형태로 제공하여, 직접 태양광 구조물에 가지 않고도 구조물의 상태를 안전진단 관점에서 측정할 수 있다. 넷째, 모니터링 정보를 위해서 제공되는 웹페이지는 장치에 상관없이 접속이 가능하다. 제안된 시스템의 성능평가 결과, 태양광 발전 구조물에 설치된 센서로부터 수신된 데이터를 일정시간마다 수집서버 내 데이터베이스에 효과적으로 저장한다. 그리고 저장된 데이터를 사용자와 관리자가 상시적으로 장소에 구애받지 않고 구축된 웹페이지에 모바일 폰과 데스크탑 컴퓨터에서 접속하여 구조물 상태에 대한 정보를 효과적인 그래프 형태로 제공할 수 있다. In this paper, we propose and implement an IoT based mobile smart monitoring system in the view point of safety inspection for solar power generation. The main features and contributions of proposed system are as follows. First, the proposed system model can evaluate periodically in the view point of safety inspection the conditions of the system and structure of solar power generation. Second, the proposed system automatically re-processes the measurement data of the system and structure for solar power generation and save it into database. Third, using the re-processed and saved information, the proposed system can provide the monitoring information with webpage form to both administrator and owner of solar power generation system, thus they can measure and confirm directly in the view point of safety inspection the conditions of the solar generation structure without visiting those places. Fourth, the provided web pages for the monitoring of solar power generation can be accessed regardless of the system structures. The performance evaluations of the proposed system show that the proposed monitoring system can save efficiently the data received from the sensors installed in the structure of solar power generation into the data base in the collecting server. And the proposed system can support that both administrator and user of solar power generation system access webpage in real time without considering places by using mobile phone and desktop computer and obtain the information for the conditions of the system and structure of solar power generation with graph forms.

머신러닝을 사용한 양방향 LED-to-LED 가시광통신시스템

최일원(Ilwon Choi),김기훈(Kihun Kim),박수빈(Soovin Park),이윤기(Yungi Lee),심규성(Kyusung Shim),안병구(Beongku An) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.3

본 논문에서는 머신러닝을 이용한 양방향 LED-to-LED 가시광통신 시스템을 제안한다. 제안된 시스템의 주요한 특징과 기여도는 다음과 같다. 첫째, 제안된 시스템은 가시광통신 중 환경적 요인으로 인해 발생될 수 있는 불규칙하게 변화하는 무선채널 상태의 데이터 오류를 머신러닝을 통해 개선하고 보완한다. 둘째, 머신러닝 기법을 사용한 채널 개선과 보완을 통하여 LED-to-LED 양방향 시스템에서 데이터 송신 및 수신율을 높일 수 있다. 셋째, 제안된 시스템은 머신러닝 기법을 통해 외부환경 요인에 민감한 가시광통신의 데이터 전송 시 발생되는 현상을 데이터베이스에 저장하여 데이터 상태를 보완하고 데이터를 안정화하며, 채널링 변화를 확인할 수 있으며, 가시광통신의 데이터 통신상태를 효과적으로 향상 시킨다. 성능평가를 통하여 제안된 시스템은 가시광통신에서 사용되는 환경적 요인에 민감한 빛이라는 단점을 보완할 수 있으며, 거리가 증가할 시 송신 및 수신 효율이 떨어지는 문제점을 보완할 수 있다는 것을 확인하였다. In this paper, we propose a two-way LED-to-LED Visible Light Communication(VLC) system using machine learning. The main features and contributions of the proposed system are as follows. First, using machine learning, the proposed system can reduce and improve the data error rate of the randomly varying wireless VLC channel conditions. Second, the proposed system can increase the data reception rate in LED-to-LED bidirectional system by channel correction and improvement using the machine learning. Third, the proposed system can store the phenomenon that occurs during data transmission through channel learning in the database, and the changes of the channeling data can be confirmed through the stored data in the database. It compensates and stabilizes the data channeling state of VLC, which is sensitive to external environment factors. This can effectively improves the data communication state of the VLC. From the performance of the proposed system, we can see the proposed system can compensate and improve the disadvantages of the VLC using light that is so sensitive to the external environment effects. Also, we can confirm the proposed system can improve the rate of transmission and reception when the transmission distance is increased.

사용자 요구기반 태양광발전 구조물 안전진단 알고리즘

김기훈(Kihun Kim),최일원(Ilwon Choi),박수빈(Soovin Park),이재진(Jaejin Lee),심규성(Kyusung Shim),안병구(Beongku An) 대한전자공학회 2018 대한전자공학회 학술대회 Vol.2018 No.6

사용자 요구기반 태양광발전 구조물 안전진단 시스템

김기훈(Kihun Kim),오혁천(Hyukchun Oh),이재진(Jaejin Lee),박수빈(Soovin Park),변형준(Hyoungjune Byun),심규성(Kyusung Shim),안병구(Beongku An) 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.6

본 논문에서는 사용자 요구사항 기반의 태양광발전 구조물 안전진단 시스템을 제안 개발하였다. 본 논문의 주요 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 제안된 안전진단 시스템은 사용자의 요구사항을 기반으로 하여 개발되었으며, 송신부, 수신부 및 진단부 세 개의 부분으로 구성되어 있다. 둘째, 제안된 시스템의 기본 개념을 사용하여 사용자 요구에 맞는 세 가지 태양광발전 구조물 안전진단 시스템들(즉, 기본형, 영농형, 수상형)을 개발 하였다. 셋째, 개발된 시스템은 스스로 태양광발전 구조물 주변상태환경을 측정할 수 있으며, 일정시간마다 측정된 데이터를 수집서버로 전송하고, 데이터를 받은 수집서버는 자동적으로 데이터베이스에 측정 데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 이용하여 태양광발전 구조물의 안전진단을 실시한다. 성능평가를 통하여 개발된 세 가지 태양광발전 구조물 안전진단 시스템들이 효율적으로 주변 상태환경을 스스로 측정하고, 다양한 태양광발전 구조물의 안전진단을 성공적으로 실시함을 확인하였다. In this paper, we propose and develop the user requirement based solar power generation safety evaluation system. The main features and contributions of the paper are as follow. First, we develop the proposed system which consists of three parts such as transmitter, receiver, diagnostic unit based on the user requirement. Second, we develop three safety evaluation systems for solar power generation construction(i.e, basic type, agricultural type, on-water type) based on the user requirement using the basic concepts of the proposed system. Third, the developed systems can sense by itself the surrounding environments of the solar power generation construction, and transmit the sensed data to the collecting server at receiver periodically while the collecting server saves the received data into the database and evaluates the various solar power generation construction safety. From the performance evaluation, we can see that the developed systems efficiently senses the surrounding environments of the solar power generation construction and successfully support the safety evaluations for the various solar power generation constructions.

롤링셔터기법을 이용한 Multi-to-One 가시광통신 기반 IoT 시스템

이재진(Jaejin Lee),조한솔(Hansol Cho),최일원(Ilwon Choi),박수빈(Soovin Park),심규성(Kyusung Shim),안병구(Beongku An) 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.6

본 논문에서 롤링셔터기법을 이용한 Multi-to-One 가시광통신 기반 IoT 시스템을 제안한다. 제안된 시스템의 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 송신부는 Multi-to-One 가시광통신을 통하여 다수의 센서노드들이 주변 환경을 측정하여 LED를 이용하여 하나의 수신부로 데이터를 전송한다. 둘째, 수신부는 다수의 송신 LED 통신을 이용하여 전송된 디지털 데이터 신호를 스마트폰카메라를 이용하여 수신 받고 이미지 프로세싱 과정을 통하여 수신효율을 높인 후 각각의 데이터베이스에 저장한다. 셋째, 제안하는 시스템은 저장된 데이터베이스를 사용자들이 쉽게 확인할 수 있도록 웹 서버에서 시각화 하여 그래프의 형태로 데이터를 제공한다. 성능 평가를 통하여 본 논문에서 제안하는 시스템은 다수의 송신부 LED 통신을 이용하여 전송된 디지털 신호를 수신부에서 동시에 저장하고 시각화 가능하여 제공하며, 측정된 데이터를 효과적인 속도로 전송이 가능함을 보여준다. In this paper, we propose the Multi-to-One visible lighting communication based IoT system using the rolling shutter technique. The main contributions and features of the proposed system are as follows. First, the transmitter through Multi-to-One VLC can measure the environment from the sensors and send the sensing data to one receiver using LED light. Second, the receiver receives the digital data signal, which is transmitted from multiple transmitters, by using smart-phone camera, and then the receiver saves the data at database after improving the efficiency through image processing progress. Third, the proposed system can provide the visualized data of a web server type for users. The performance evaluation shows that the proposed system can simultaneously store and visually display the digital signal transmitted from multiple transmitters as well as transmit the measured data with efficient transmission data rate.