전북대학교 생물산업기계공학과 - 원격제어 전자코시스템

Author(s):
이정우 석사과정 - 전북대학교 농업생명과학대학 생물산업기계공학과

Industry:
Oil and Gas/ Refining/ Chemicals

Products:
LabVIEW, PXI/CompactPCI

The Challenge:
인터넷 원격 제어를 이용하여 사무실, 실험실, 공장 등과 같은 기타 다른 장소에서 전자코시스템을 제어하여 휘발성 향기 성분을 분석한다.

The Solution:
가스 센서가 내장된 전자코시스템에서 가스 추출과 신호 취득의 하드웨어를 최적화하고 그래픽 언어를 사용한 컴퓨터 소프트웨어를 개발하여 사용자에 의한 편리한 제어가 가능하여 휘발성 향기 분석의 진보된 방법으로서 인터넷 원격 제어에 의한 식품의 품질검사와 신선도 예측에 활용하고자 한다.

요약
인터넷 원격 제어를 이용하여 사무실, 실험실, 공장 등과 같은 기타 다른 장소에서 전자코시스템을 제어하여 휘발성 향기 성분을 분석한다.

개발 배경
가스 센서가 내장된 전자코시스템에서 가스 추출과 신호 취득의 하드웨어를 최적화하고 그래픽 언어를 사용한 컴퓨터 소프트웨어를 개발하여 사용자에 의한 편리한 제어가 가능하여 휘발성 향기 분석의 진보된 방법으로서 인터넷 원격 제어에 의한 식품의 품질검사와 신선도 예측에 활용하고자 한다.

System 구성
전자코 시스템은 후각을 인지하는 인간코의 기능과 유사하게 구성되어 있다. 크게 두 부분으로 분류하면, 특정 향에 대해 반응하는 코의 후각세포들은 가스 센서 배열들에 해당되며, 각각의 센서에서 전기적인 신호를 처리하고 이를 패턴 인식 소프트웨어를 이용하여 향을 감별하는 부분은 두뇌와 같은 역할이라고 할 수 있다. 후자의 패턴 인식 신호 처리 기술은 센서 출력 데이터를 그래프 분석(graphical analysis), 주성분 분석(principal component analysis), 군집 분석(cluster analysis), 신경회로망 분석(neural network analysis)등과 같은 후처리 과정을 거쳐 측정된 식품의 품질 검사를 가능케 한다.

1. Electronic nose system by internet remote control

위 그림은 전자코시스템에서 가스 추출부, 신호 취득부 구성과 활용 분야를 설명하고 있다. 가스 추출부에서는 가스센서, 진공펌프, 솔레노이드 밸브로 구성되며 신호 취득부에서는 PCI-6024와 LabView를 이용하여 가스 추출부를 제어하고 신호를 취득하는 역할을 한다. 또한 이러한 전자코시스템은 모든 과정이 인터넷을 이용하여 원격제어 할 수 있어 활용 분야는 점차 극대화 될 것으로 사료된다.

2. Electronic nose system control panel

① 전자코시스템의 On/Off
② 센서의 시료 유입 상태 표시
③ 센서 환기와 신선한 공기 유입 시간
④ 데이터 측정 간격
⑤ 센서 가열에 의한 이물질 제거 시간
⑥ 센서에 시료가 유입되는 시간
⑦ 센서의 온도 표시
⑧ 센서 종류와 반응 성분
⑨ 센서의 저항 출력
⑩ 데이터 파일 저장 경로
⑪ 센서의 저항 값 출력
⑫ 서버에 제어 요구

3. Electronic nose system transient signal analysis panel

① 측정된 모든 데이터 출력
② 센서의 과도 응답 분석
③ 시료에 의한 센서의 응답
④ 센서에 대한 과도 응답 패턴 출력

4. The 3D charts from transient response of sensors

가스 센서의 과도 응답의 변수들을 나타내고 있는데 각각의 변수들에 의한 센서의 변화를 3차원 그래프로 출력하여 각 변수의 비교하고 분석하는데 사용된다.

결론
1. 전자코시스템 하드웨어
◆ 전자코시스템에서 Data acquisition card, relay board, solenoid valve 등을 이용하여 가스 추출과 신호 취득의 과정이 자동화되어 인터넷 원격 제어에 활용 됨.

2. 전자코시스템 소프트웨어
◆ 그래픽 언어인 LabVIEW를 이용하여 사용자가 쉽고 편리하게 제어 할 수 있는 소프트웨어의 개발이 가능하게 되었고 인터넷을 통한 원격 제어와 연동하여 전세계 누구나 실시간으로 쉽게 이용이 가능하게 됨.

3. 전자코시스템의 인터넷 원격 제어
▶ 전세계 실시간 연결
▶ 접속대상이 무제한 가능
▶ 웹 브라우저에서 간단히 접속가능
▶ 클라이언트의 프로그램 설치가 필요 없음
인터넷 원격 제어를 이용한 전자코시스템은 시간과 장소에 구애 받지 않는 분석에 의한 보다 넓은 분야로 활용이 가능할 것으로 예상 되며, 식품의 품질 검사와 신선도 예측과 같은 목적으로 유용하게 이용 될 것으로 사료됨.

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이정우 석사과정
전북대학교 농업생명과학대학 생물산업기계공학과

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