비분산적외선 CO₂센서를 이용한 무선 센서 네트워크 기반의 지하 공기질 모니터링 시스템 (Air Quality Monitoring System using NDIR-CO₂Sensor for Underground Space based on Wireless Sensor Network)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 - SC / 46권 / 4호 / 28 ~ 38페이지
· 저자명 : 권종원, 김규식, 김희식, 김조천

초록

본 연구에서는 비분산적외선(NDIR) 방식의 CO₂센서를 이용하여 무선 센서 네트워크 기반의 지하 공기질 모니터링 시스템을 구현하고 실제 지하철 승강장에 설치한 후 성능평가를 수행하였다. 서울 지하철은 하루 650만 명이 이용하는 대표적인 대중교통 수단이다. 따라서 승객뿐만 아니라 지하철 역사의 지하 공간에서 근무하는 많은 근로자들의 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 지하철 역사의 공기질 모니터링에 대한 요구가 매우 높아졌다. 현재 이런 요구를 충족하기 위해 환경부와 지하철 운영기관 측에서는 지하철역 공기질 모니터링 시스템을 일부 설치 운영 중이다. 그러나 고가의 수입 센서 이용으로 장비의 규모가 크고 설치 및 상시 운영에 따른 유지보수 비용이 큰 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 저비용으로 CO₂ 농도를 상대적으로 정밀하게 측정할 수 있는 상용화된 CO₂ 센서에 대해 이론적으로 분석하고 신뢰성 검증 테스트를 수행하였다. 또한 무선 공기질 측정 센서 노드 및 게이트웨이 시스템을 개발하여 지하철 승강장의 실시간 공기질 데이터를 주기적으로 수집할 수 있고, 효율적으로 모니터링 할 수 있는 웹서버를 구축하였다. 본 연구 결과는 향후 지하 공간 공기질 관리 시스템의 확산 설치를 위하여 기초 연구 자료로 활용될 것이다.

영어초록

In this study, a remote air quality monitoring system for underground spaces was developed by using NDIR-based CO₂ sensor. And the remote monitoring system based on wireless sensor networks was installed practically on the subway station platform. More than 6.5 million citizens commutate everyday by the Seoul subway transportation that is the most typical public transportation. They concern about air quality with increasing interest on public health or many workers in subway stations or underground shopping centers. Recently, the Korean Ministry of Environment has operated the air quality monitoring system in some subway stations for testing phase. However, it showed many defects which are large-scale, high-cost and maintenance of precision sensors imported from abroad. Therefore this research includes the reliability test and a theoretical study about the inexpensive commercialized CO₂ sensor for reliable measurement of air quality which changes rapidly by the surrounding environments. And then we develop the wireless sensor nodes and the gateway applied for remote air quality monitoring. In addition, web server program was realized to manage air quality in the subway platform. This result will be valuable for a basic research for air quality management in underground spaces for future study.

참고자료

· 없음