초소형 에어로졸 컨디셔너를 내장한 광산란 초미세먼지 센서 시스템의 구현 및 성능평가 (Implementation and Evaluation of a Light Scattering Fine Particulate Matter Sensor System with a Tiny Aerosol Conditioner)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 46권 / 10호 / 1729 ~ 1737페이지
· 저자명 : 백승훈, 손명희

초록

초미세먼지는 호흡기 및 심혈관 질환에 대한 위험성의 증가와 관련이 있다. 초미세먼지(PM2.5)의 농도는 시간에 따라 크게 변하기 때문에 연속적인 실시간 측정이 중요하다. 또한, 초미세먼지인 에어로졸은 높은 습도 환경에서 수분을 흡수하여 입경이 성장한다. 이러한 흡습성장은 초미세먼지 측정에 큰 오차를 발생시킨다. 상대습도를낮추기 위해서, 대부분의 초미세먼지 센서들은 크고 전력을 많이 사용하는 간접 가열 방식을 사용한다. 이 논문은실시간 연속 초미세먼지 측정기의 시스템 구조와 이것의 소형 습도 제어 장치의 구현 방식을 제안한다. 이 제안한소형 습도 제어 장치는 작고 전력 효율이 좋아서 이동형 장치에 설치될 수 있다. 이 초미세먼지 측정기는 서버로무선랜을 통해 데이터를 전송하는데, 클로닝 공격 및 위변조를 막을 수 있는 시간 토큰 제한 기법 및 해싱을 사용하여 데이터를 보호한다. 습도가 크게 변하는 30일 동안 우리가 구현한 센서 시스템은 측정한 데이터와 국립환경과학원 중부권 측정소에서 측정한 데이터를 비교한 결과 높은 정확도를 가지는 것으로 확인되었다

영어초록

The fine particulate matters are associated with an increased risk of respiratory and cardiovascular deceases.
The mass concentration of the fine particulate matter (PM2.5) can dramatically change, so it is necessary to continuously measure the PM2.5 mass concentration. In addition, aerosols can grow up by absorbing water in a high relative humidity. This hygroscopic growth can make an error to monitor the PM2.5 mass concentration. To lower relative humidity, the most of PM monitors include an indirect heating device, which is big and consumes a large electrical energy. This paper proposes the system architecture of the continuous PM monitor and the implementation method of a small direct heating device (is called Tiny Aerosol Conditioner), which is small, has a high energy-efficiency, can be made as a portable device. This continuous PM monitor periodically transmits measured data to a server through wireless LAN. The data can be protected from cloning attack and tempering by time-token constraint scheme and hashing. During 30 days with great changes of relative humidity, the proposed device was compared with the measured results of National Institute of Environmental Research of South Korea and was proven to be of high accuracy.

참고자료

· 없음