| 1차년도 |
스마트 디퓨저 개발○ RF/Radar 기술 기반 호흡 측정 및 위치 추적○ 객체탐지 위치 측정 알고리즘 개발AIoT 플랫폼 개발○ AIoT 연동 게이트웨이 개발○ Living Lab운영 및 댁내 생활 활동에 따른 유형별 데이터 축적○ 스마트 가구가전 생체신호처리 알고리즘 고도화스마트 가구 개발○ RF통신 기반 RTLS 실내측위 모듈 HW 설계 및 제작○ RF Radar 기반 RTLS 실내측위 모듈 SW 설계 및 제작○ 인체미세진동(FHV) 기반 비접촉 무구속 생체신호 측정센서 공통 모듈○ 비접촉 센서 <-> AIoT 플랫폼 통신부 개발서비스 개발○ 공기질 관리, 건강 관리, 안전 관리 서비스 시나리오 개발○ 서비스별 상황 반복하여 데이터 패턴 수집○ 건기연 리빙랩을 통한 재현실험 및 상황 라벨링(수집)
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스마트 디퓨저 개발○ RF/Radar 기술 기반 호흡 측정 및 위치 추적 - High order Gaussian Impulse 기반 임펄스 레이더 보드 개발 - Swept threshold sampler 수신 보드 설계 - 저가격, 고효율의 MCU 분석 및 선정 - 하드웨어 구현을 위한 회로설계 및 Artwork - 제품에 맞게 최적화 및 경량화 커널 modify 개발 - 회로 설계 단계부터 국내 및 국외 인증을 고려한 회로 설계 - 임펄스 레이더 안테나 설계 및 제작○ 객체탐지 위치 측정 알고리즘 개발 - 전자파의 속도(3.0 ×10？m/c)와 PRF(Pulse Repetition Frequency) 및 지연 시간( △R= 0.4cm)을 고려하여 거리 계산 알고리즘 개발 - 두 개의 레이더를 사용하여 교차점을 판단정보 기반 Target 거리 및 좌표 추출 알고리즘 개발 - 정확한 대상 판단을 위한 보정 알고리즘 개발 - 다양한 환경 변화에 맞는 최적 알고리즘 개발AIoT 플랫폼 개발○ AIoT 연동 게이트웨이 개발 - 디퓨져 정보 수집을 위한 시리얼 및 PLC 통신 연동 모듈 개발 - 외부 통신 연동을 위한 RJ-45 인터페이스 개발 - 공기질 센서 및 공기청정기 추가 연동을 위한 WIFI 인터페이스 개발○ Living Lab운영 및 댁내 생활 활동에 따른 유형별 데이터 축적 - 광주광역시 화정동 더브이테라스 및 부산 에코시티 기반 Living Lab에 각각의 서비스 상황을 인지 가능한 센서 위치 선정 - 서비스별 센서 데이터 취득, 모니터링, 데이터 분류 - 불특정 다수 생활패턴 시험 데이터 확보 - 데이터 표출 UI/UX 개발○ 스마트 가구가전 생체신호처리 알고리즘 고도화 - 경험적 모드 분해(Empirical mode decomposition, EMD)는 적응형(데이터 중심) 방법이며, 비선형 시스템에서 비롯된 비정적 생체신호를 분석할 수 있다. 빠른 진동과 느린 진동에서 완전히 데이터 중심적인 신호 분리를 생성한다. 결국, 원래의 신호는 "IMFs"(Intrinic Mode functions) 또는 단순히 모드라고 불리는 진폭 및 주파수 변조(AM-FM) 함수의 합과 최종 단조 추세로 표현될 수 있다. - 생체신호로부터 호흡/심박 추정 알고리즘: 디지털 필터링 후 Fast Fourier Transform (FFT) 적용 - 주파수 영역의 PSD(Power Spectrum Density)와 상관분석을 이용한 신호 선택 알고리즘 개발스마트 가구 개발○ RF통신 기반 RTLS 실내측위 모듈 HW 설계 및 제작 - 비접촉 생체신호 측정 소형 레이더 모듈 개발 - 디퓨저 제어 인터페이스를 포함한 Radar 프론트앤드/베이스 밴드 모듈 최적화 - 저잡음 초단 아날로그 필터 및 프리앰프 모듈 최적화 - 위상잡음 보정회로 최적화 검증○ RF Radar 기반 RTLS 실내측위 모듈 SW 설계 및 제작 - RF Radar(UWB & BLE 등)기반 실내측위 알고리즘 개발 ·ToA(Time of Arrival)/AoD(Angle of Departure)/AoA(Angle of Arrival)을 이용한 Target과 Source간 거리정보 계산 ·정확한 위치 판별은 위한 Multiple Source로 ToA/AoD/AoA를 계산하여 상대위치를 계산하고 Anchor를 사용하여 상대위치를 보정하여 x,y,z좌표 계산 ·소비전력 최적화, 제작비용 감소, 실내환경 대응을 위해 어레이 형태의 다중 안테나를 사용한 Direction Finding 기능기반 위치측위 알고리즘 개발○ 인체미세진동(FHV) 기반 비접촉 무구속 생체신호 측정센서 공통 모듈 - 인체미세진동 기반 호흡/심박 신호 추출 모듈 - 추출 주파수에서 이득이 일정하도록 Group delay 선형성을 고려하여 Butterworth 필터 설계 - 생체신호 처리 필터/AMP 구성○ 비접촉 센서 <-> AIoT 플랫폼 통신부 개발 - BLE 4.0 통신 모듈, 디지털 필터(0.5 ~ 30Hz Butterworth) 회로 구성 - 다중포인트 신호 취득 저전력, ADC 분해능/속도, 사이즈 고려 서비스 개발○ 공기질 관리, 건강 관리, 안전 관리 서비스 시나리오 개발 - 서비스 요구사항 분석 - AI홈 플랫폼 환경 및 생활정보 수집방안 분석 - 서비스 시나리오 설계○ 서비스별 상황 반복하여 데이터 패턴 수집 - 데이터 수동 저장 : 시간, 인원수, 상황 기록 - 각 상황에서 공기질 변화 상태를 패턴 분류 ○ 건기연 리빙랩을 통한 재현실험 및 상황 라벨링(수집) - 과제 참여자의 주거공간에서 데이터 축척 및 라벨링(수집) - 각 상황별센서 위치 다르게 데이터 수집 하여, 특징 확인 후 센서위치 보정 작업 실시 (수집) - 라벨링없는 데이터, 데이터 분석 시 미활용(운영) 1차 학습을 통한 오토라벨링 기능을 추가하여, 주거형 리빙랩(브이산업)에서 정상 인지 하는지 검토 (운영)
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
○ 기술적 측면 - 건설-ICT 융합실증 기술 확보■ 스마트하우스 플랫폼 연계, 스마트 홈 디바이스, 서비스, 산업 AI-건설 분석기술결합 등 - 융합형 신제품 및 응용 기술 활성화를 통한 다양한 응용 산업 창출 및 활성화■ 기존 제품 대비 정밀도가 높고, 수요자의 요구에 부응하는 제품으로 타기반 산업에 활용이 가능할 것으로 기대 ■ 제품의 적용범위 확대를 통화여 주거시설 이외의 산업시설 및 수송기기 등 다른 산업에도 응용하여 적응이 가능 - 기술 경쟁력 및 원천기술 확보■ 원천 기술 확보를 통한 관련 응용기술 및 제품의 경쟁력 확보■ 기술에 대한 수요측면과 활용측면을 고려한 기술개발로서 수익성 및 지적재산권 확보 기대 - 혁신적 개념으로 시도되는 기술로서 새로운 연구 분야의 모태를 제공이 가능■ 새로운 기술에 대한 새로운 연구 모태 제공이 가능하여 이를 활용한 타 응용 기술 개발 활성화 기대 - 고령화로 인한 의료비 급증이라는 사회적 문제 해결에 기여하고 4P(예방:preventive, 맞춤:personalized, 참여:participatory, 예측:predictive) 중심의 패러다임 변화를 촉진
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| 사회 경제적 파급효과 |
- 주택상물 글로벌 경쟁력 확보■ 건설, 통신, 가전, 서비스 융합, 스마트시티/홈 생태계 확대, 5G상용화 연계 서비스 확대 등 - 스마트홈은 첨단 IoT를 접목한 발전된 주거 모델로 건설 산업뿐만 아니라 전자, 통신, 건강, 보건, 의료, 교육, 쇼핑 등 여러 산업 주체들의 새로운 사업 모델로 발전 기대■ 스마트 홈은 정보통신산업과 가전산업 부문이 각 서비스를 활성화하기 위해 필요한 정보를 추출하고 스마트 기술을 제공함으로써 다업종 연계 사업으로 관련 산업의 확대를 통해 경제적, 산업적, 잠재적 가치가 증대될 것으로 사료됨 - 개발 기술의 이전을 통해 동종 업종의 다수 기업이 공동으로 활용함으로서 산업체의 제품화 개발 및 사회적에 에너지 소비 경감 효과 기대 - 기술에 대한 수요측면과 활용측면을 고려한 핵심 기술을 개발함으로서 수익성 및 지적재산권 확보 기대 - 연구소 및 대학의 선도적인 기술개발 및 기술이전을 통해 기업의 성장 활성화 기대 - Killer Application 개발을 통한 관련 중소 선도업체를 육성함으로써 지역 경제의 다양성 및 기반 강화
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| 활용방안 |
[연구개발 성과 활용계획]■ 사용자 맞춤형 서비스가 가능한 스마트 Home-HAS management 하우스 실증사이트 확대 및 신규건축물 적용 사업화■ 수면장애 등 특정질환 관리가 가능한 AIoT 플랫폼으로 통한 실내 사용자 건강 모니터링 및 원격 치료/상담을 지원한 Remote Digital Healthcare 플랫폼 ■ 주거환경 뿐만 아니라 다양한 실내환경(사무실, 병원 등)으로 확장하여 국민의 건강/안전 등 주거복지 향상■ 스마트 디퓨저 및 스마트 가구가전으로부터 얻은 생활패턴 데이터의 확대 관련 요구사항 수집하여, HW/SW 측면에 보완 계획 및 스마트시티 구축 연계
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