| 2차년도 |
개발과제의 현재 수준은 복합 환경 센서 모듈에 대한 시제품의 확보가 완료되어 있는 상태이며 초기에는 시제품의 수준을 휴대가능한 소형사이즈로 재구성하기 위한 주요 부품의 확보하는 것과 센서 네트워크의 구성을 통하여 환경 센서 모듈을 통하여 측정된 데이터를 데이터베이스화하고 이를 이용한 오염지도의 구성 및 예측 프로그램의 프로토타입을 확보하는 것이며 최종적으로는 실제 필드에 적용하여 확보되는 데이터를 이용하여 복합환경센서 모듈의 완성도 확보 및 오염지도와 이를 이용한 예측프로그램을 상용화 수준으로 확보하는 것이 목표임복합환경센서 모듈의 개발은 향후 양산 및 보수의 편이성을 확보하기 위하여 구조 및 기능개선 작업을 예정하고 있으며 기존 시제품을 센서부 전력부 통신부로 구분하여 서브모듈화 하고 IC를 이용한 소형화 작업을 진행예정임센서네트워크의 구성 및 오염지도 구성과 이를 이용한 환경예측 프로그램의 최적화를 위하여 프로토타입의 센서모듈을 이용한 센서 네트워크를 구성하고 이를 통하여 확보된 데이터로 데이터 베이스의 구축을 진행예정임센서네트위크의 구성은 실내외 실외에 대하여 상이하게 구성예정이며 실외 공간에서는 휴대용 환경센서 모듈과 기존 대도시 중심으로 일부 설치되어 있는 공공 센서망의 일부를 활용한 센서 네트워크를 구성하고 실내 공간인 대형 몰 또는 백화점과 같은 영역에서는 휴대용 환경센서 모듈과 비컨 형태의 고정형 센서 네트워크를 구성하여 데이터를 확보
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이동통신망에 적용 가능한 휴대형 저전력 소형 복합환경센서 모듈의 개발을 위해서는 각 단위 소자인 가스센서, 온습도 센서, 미세먼지 센서와 같은 환경 센서가 필요하며 각각의 소형 저전력 소형의 환경 센서 소자확보대기환경을 모니터링하는 경우 급격한 주변 환경의 변화가 발생하는 경우는 많지 않은 것을 고려하여 서브모듈로 구성된 대기 모니터링 센서의 운영 시나리오를 구성하여 전력의 사용을 효율화MEMS 기반 센서와 시중에 유통되고 있는 센서를 발굴하여 복합환경 센서 모듈을 구성하고 제작된 모듈에서 전력소모 및 크기가 큰 환경센서를 본 과제를 통하여 개발되는 초소형 저전력 센서로 교체하는 형태로 과제를 진행하여 최종적으로 모듈의 크기 및 전력 소모를 최소화MEMS 기반 가스센서의 경우 아직 성능의 확보를 위하여 고가의 세라믹 패키지를 이용하고 있으며 이는 시장의 확대에 따라 요구되는 가격인하의 저해하는 가장 큰 요소임 따라서 본 과제에서는 고가의 세라믹 패키지를 대체할 수 있는 방법을 확보하여 적용패키지의 개발 및 가스센서의 서브 모듈화는 사용자가 필요에 의해 플랫폼에서 센서 모듈의 교체를 통하여 다른 가스를 감지할 수 있도록 구성할 수 있으므로 경쟁력 확보가 용이함 특히 공장 지역의 대기 환경 모니터링과 사무지역의 대기환경의 경우 오염 대상 가스가 현격히 다르므로 사용자가 모니터링 하고자 하는 대기 오염의 종류에 대한 감지가 용이금속산화물 구조센서의 단점을 극복하기 위하여 각 가스센서의 목표가스에 대한 특성에 대한 상관관계를 분석하고 이를 이용한 패턴인식을 통한 선택도 향상 알고리즘을 개발하여 적용측정된 대기질 및 기상자료에 인공지능 알고리즘을 적용하여 효과적인 대기질 예측 모델 구축대기질 현황과 농도를 표출하기 위한 대기질 현황도 및 오염원 분포도 제작거리 측정 방법(유클리디안 거리, 마할라노비스 거리 등)을 이용한 데이터 잡음 및 이상치 제거normalization기법(min-max normalization, z-socre normalization 등)을 이용한 데이터 정규화선형 보간법을 활용한 결측치 처리시계열 및 상관관계 분석을 통한 특징추출 PCA를 이용한 특징추출 및 입력변수 선정시계열 예측에 주로 이용되는 기계학습 및 딥러닝 모델들의 후보 선정대기질 데이터 특성에 효과적인 예측모델 선정에어코리아 및 지자체 대기정보시스템에서 측정소 및 측정정보 수집기상자료개방포털에서 지역별, 시간별 기상정보 수집국가공간정보포털에서 구역계(도, 시, 구, 동), 수계, 건물, 도로 정보 수집환경공간정보서비스에서 토지피복도 자료 수집국내 대기질 예보시스템의 현황 및 국내 기후 특성 파악대기질 예？경보시스템의 문제점(사후 대응체계, 시스템 효율성) 분석대기오염 및 미세먼지 예？경보시스템과 관련된 국내 및 해외 선행연구 분석결측치 처리, 원 데이터의 잡음 및 이상치 제거를 위한 데이터 전처리 기법 적용대기오염물질이 대기질에 영향을 미치는 관련 요인(기상 및 대기질 데이터) 분석기상 요인과 대기질의 상관관계 분석을 통한 예보인자 선정센서 네트워크를 통해 수집된 데이터를 기반으로 미세먼지 농도 및 대기오염물질 예측 모델 설계데이터의 특징 추출을 위한 차원축소 방법 검토 및 적용
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