초록

본 연구의 6차년도는 실내시험 및 관리시스템 구축 단계로서 주요 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
● MEMS 가속도계 상용화를 위한 보완
● 터널용 무선네트워크 방법론 개발
● 기술 이전, 사업화(시범사업 구축 및 모니터링, 1년 간, 균열, 온도, 가스, 진동 등)

Abstract ▼

There are a lot of measuring instruments for tunnels, but we confined the scope of the study to the development of a vibration sensor for construction (Low frequency, High durability). It is expected that the cases of sensor development presented in this study will contribute to develop other measur

There are a lot of measuring instruments for tunnels, but we confined the scope of the study to the development of a vibration sensor for construction (Low frequency, High durability). It is expected that the cases of sensor development presented in this study will contribute to develop other measuring instruments in the future. The methods of study are as follows:
(1) Analyzed current research results of MEMS technology in the construction industry.
(2) Analyzed the types, characteristics of measuring work and frequency of measurement, investigated the characteristics of measuring instruments used in measurement work, and analyzed the applicability of MEMS technology.
(3) Designed and developed a MEMS-based vibration sensor for tunnel construction to measure blast vibration, and we measured the vibration from tests.

목차 Contents

• 표지...1
• 요약문...4
• Executive Summary ...8
• 목차...12
• 제1장 서론...22
• 1. 연구의 필요성...22
• 1.1 체계적인 터널 계측 데이터 획득의 필요성...22
• 1.2 기존 계측기의 문제점...23
• 1.3 사업의 목표와 관련하여 세부과제 수행의 필요성...23
• 2. 최종목표...24
• 3. 연차별 연구목표...25
• 제2장 국내외 동향 분석...26
• 1. 기술개발 동향 분석...26
• 1.1 터넛 시공및 유지관리 관련 기존 연구 동향 ...26
• 1.2 MEMS 기술동향...29
• 1.3 MEMS 기술의 건설산업 활용현황 조사...33
• 1.4 MEMS 활용 계측기 개발 현황 조사...40
• 1.5 협력 체계 구축...42
• 2. 터널 계측 작업 분석...44
• 2.1 터널 계측 작업 분석...44
• 2.2 계측 요소기술 테스트 및 활용방안 정립...60
• 제3장 MEMS 기반 진동계 개발...62
• 1. MEMS 기반 진동계 시제품 개발...62
• 1.1 개발 목적 및 기존 진동계 분석 ...62
• 1.2 MEMS 가속도 센서 설계...71
• 1.3 MEMS 가속도 센서 제작...73
• 1.4 가속도 센서의 신호 증폭 회로 제작...75
• 2. MEMS 기반 진동계 시제품 성능 시험...76
• 2.1 시험방법...76
• 2.2 시험 결과 및 분석...77
• 2.3 성능 분석...80
• 2.4 개선 사항...82
• 3. MEMS 기반 진동계 소자 설계 개선...84
• 3.1 1차 설계 및 제작 결과...84
• 3.2 2차 설계 및 제작 결과...86
• 3.3 3차 설계 및 제작 결과...88
• 3.4 4차 설계 및 제작 결과...94
• 3.5 미세가속도 소자...104
• 제4장 기존 계측기 무선화 및 무선통신 시스템...116
• 1. 기존 계측기 무선화 모듈...116
• 1.1 시제품 개요 및 구성...116
• 1.2 개발 시제품의 요구 성능...118
• 1.3 개발 시제품의 제작...122
• 2. Acticve RF 송수신 모듈 인식능력 실험...124
• 2.1 실험 목적...124
• 2.2 실험 장치...125
• 2.3 실험수행 과정...127
• 2.4 실험결과...128
• 2.5 결과 분석...129
• 2.6 결론 및 활용 방안...131
• 3. 계측데이터 프로토콜 및 데이터 관리 시스템...132
• 3.1 무선 통신 기반의 데이터 동신 프로토콜 분석...132
• 3.2 데이터 통합관리시스템 지원을 위한 미들웨의 활용...134
• 3.3 터널 무선계측 데이터베이스 시스템...136
• 4. 터널 계측을 위한 무선센서 네트워크 라우팅 프로토콜...143
• 4.1 기본 개념...143
• 4.2 무선 센서 네트워크...145
• 4.3 무선 센서 네트워크 라우팅 프로토콜...148
• 4.4 터널 원격 모니터링 무선 센서 네트워크 라우팅 프로토콜...157
• 4.5 터널 모니터링 시스템을 위한 네 트워킹 구조...166
• 4.6 데이터 전송 방법의 성능 비교...167
• 5. 무선 계측용 전원 공급 장치 개발 및 현장 적용...179
• 5.1 무선 계측용 전원 공급장치...179
• 5.2 태양광 발전의 현장 적용성 검토...180
• 5.3 풍력 발전의 현장 적용성 검토...181
• 5.4 열전 발전의 적용 가능성 검토...183
• 5.5 소결...184
• 6. 터널 모니터링 시범사업 수행...185
• 6.1 USN 기반 터널 모니터링 시스템개요...185
• 6.2 USN 계측 시스템의 설계...186
• 6.3 센서 및 센서노드 구축현황...190
• 6.4 센서 및 운영 프로그램...197
• 제5장 결론...200
• 참고문헌...202
• 서지자료...206
• Bibliographic Data...208