스마트 시트 파손 위치 탐색용 임베디드 시스템의 설계

Abstract

최근 사물 인터넷이 발전함에 따라 스마트 시티 인프라 구축이 적극적으로 진행되고 있다. 스마트 시티는 도시의 모든 장소에 사람의 신경망과 같은 네트워크 인프라 시설이 연결되어 새로운 투자와 일자리 창출을 유도하고, 또한 사람과 사물이 항시 연결된 고수준의 사회 제공과 도시의 경제력을 향상시키는 해결책으로 한국을 포함한 전 세계에서의 도입이 급속히 증가하고 있다. 그에 따라 인프라 관리에 효율적이며, 유지/보수에 유리한 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 스마트 시트는 스마트 시티 구축 시, 지하 시설물을 보호하고 모니터링하기 위해 사용되고 있다. 통신선과 감지 테이프가 결합된 형태로 제작되고 있으며, 시트 간의 통신을 통해 이상 유무를 판단하는 원리로 (공사 중 파손, 노후 파손 지반 침하, 싱크홀 등) 각종 파손 감지를 목적으로 활용되고 있다. 지하에서의 시트 파손 시, 현재는 그 위치를 정확히 알아내기는 힘든 실정인데 기존의 TDR 장비 등을 이용하여 파손 위치를 측정 할 수는 있으나, 전기적인 특성으로 근거리 측정은 불가한 블라인드 스팟이 존재하며, 또한 매우 고가이다. 본 논문에서는 시상수와 전압 간 임피던스 특성을 분석한 것을 토대로 저가의 임베디드 보드를 사용하여 1km 이내의 파손 위치를 찾아내는 하드웨어 및 전용 감지 프로그램을 설계한다. 데이터의 분석에는 10-bit ADC를 사용하여 측정값을 입력받았으며 테이블 드리븐 보정 알고리즘을 사용하였다. 제안하는 시스템은 배관 등의 지하시설물, 도로-교량파손, 플랜트파손, 건물 내 배관파손 등의 위치 감식에 적용되어질 수 있다.