초록 ▼

1. 최종목표
◦ 터널, 교량, 수력발전소, 원자력 발전소 등의 구조물의 변형을 측정하기 위하여 유무선통신(CAN, Zigbee) 기능을 가진 보급형 FBG센서 광전변환 및 신호처리 시스템을 개발함
2. 개발내용 및 결과
◦ FBG(Fiber Bragg Grating) 센서용 CCD 광전변환 및 제어 모듈 개발
◦ 변형측정을 위한 피크 검출 알고리즘 등 신호처리 기술 개발
◦ 원격 모니터링을 위한 Zigbee 및 CAN 버스 통신 모듈 개발
◦ National Instruments 사의 LabVIEW

1. 최종목표
◦ 터널, 교량, 수력발전소, 원자력 발전소 등의 구조물의 변형을 측정하기 위하여 유무선통신(CAN, Zigbee) 기능을 가진 보급형 FBG센서 광전변환 및 신호처리 시스템을 개발함
2. 개발내용 및 결과
◦ FBG(Fiber Bragg Grating) 센서용 CCD 광전변환 및 제어 모듈 개발
◦ 변형측정을 위한 피크 검출 알고리즘 등 신호처리 기술 개발
◦ 원격 모니터링을 위한 Zigbee 및 CAN 버스 통신 모듈 개발
◦ National Instruments 사의 LabVIEW 연동할 수 있는 라이브러리 및 원격 모니터링 프로그램 개발
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
- FBG센서의 반사광을 CCD 라인 이미지센서로 수광하여 파장의 변이를 측정하기 위한 AD변환과 FPGA 회로설계 및 VHDL 프로그램 기술 확보
- FPGA에서 전송하는 데이터에 대한 처리와 통신을 위한 DSC(Digital Signal Controlloer, Texas Instruments사의 신호처리용 32비트 마이크로콘트롤러) 활용 기술 확보
- DSC를 활용한 CAN통신(최대 1Mbps)과 Zigee 무선통신 기능을 구현하고, FBG센서의 변형에 의한 파장 변화를 모니터링할 수 있는 원격모니터링 프로그램을 구현하였음
- 개발한 광전변환시스템을 활용하여 FPSO에 적용하는 특허 1건을 출원하였으며, 기술개발 결과를 논문 1편을 게재하고, 학술대회에 발표를 하였음
◦ 경제적 성과
- 본 제품 개발을 통하여 종래의 스트레인게이지의 단점을 보완할 수 있는 수력발전소 댐, 원자력발전소 외벽, 터널, 교량에 적용함으로써 참여기업의 사업의 다각화와 매출 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대됨
- 특허 출원한 해양플랜트 분야에 적용을 하게 되면 참여기업의 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단됨
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 본 제품에 대하여 현장 적용 및 시험사업을 진행하면서 관련 제품 개발 및 생산 인력과 수요처의 요구에 따른 모니터링 프로그램 커스터마이징을 위한 프로그래머를 지속적으로 채용할 계획임
4. 기술개발결과 활용계획
◦ 기존 구조물 안전 원격모니터링 사업 분야: 개발한 광전변환시스템을 활용하여 기존의 주요 시장인 교량, 터널 등에는 한국도로공사과 지방자치단체에 주로 사업을 진행하고 있는 비트밸리 등의 협력사와 연계하여 납품할 계획임
◦ 현장시험설치 및 시범사업 추진: 2014년 하반기 또는 2015년 상반기에 관련 기업인 ㈜에이치엠씨, ㈜부강멀티미디어 등의 협력업체를 통하여 한국수력원자력의 댐과 원자력발전소 외벽(유무선 전송), 풍력발전기의 블레이드(날개, 무선전송)에 설치하여 현장 성능시험을 실시한 후 적용할 계획임
◦ FPSO(Floating Procuct Storage Offloading) 계류라인(Mooring line) 변형률 측정장치 활용: 기술개발을 진행하면서 관련 기술 동향을 조사하는 과정에서 FPSO에 개발한 제품을 적용할 수 있는 특허를 확보하게 되었으며, 관련 해양플랜트 기업과 연계하여 현장 적용을 위한 제품 개발을 진행할 계획임
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 특허 출원 1건
- 발명의 명칭: FPSO 계류라인의 변형률 측정 장치
- 출원번호: 10-2014-40091613
- 출원일: 2014년 7월 21일
◦ 연구개발 결과물 기술 임치
- 사업단에서 일괄 연구개발 결과물에 대한 기술 임치
- 보고서 1건, 회로도 1건, 프로그램 소스 1건

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 『산학연협력 기술개발사업』 개 발 결 과 의 견 서 ... 2
• 『산학연협력 기술개발사업』 최 종 보 고 요 약 서 ... 3
• 제 1 장 서론 (기술개발의 취지 및 필요성) ... 5
• 제 1 절 FBG센서 광전변환시스템 개발의 필요성 ... 5
• 제 2 절 FBG센서 광전변환 장치 기술 개발 현황 ... 6
• 제 3 절 국내외 시장 현황 ... 8
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 9
• 제 1 절 기술 개발 목표 및 개발 내용 ... 9
• 제 2 절 FBG센서 광전변환 및 제어 모듈 개발 ... 12
• 제 3 절 Zigbee 및 CAN 버스 통신 구현 ... 20
• 제 4 절 원격 모니터링 프로그램 구현 ... 25
• 제 5 절 성능시험 결과 ... 28
• 제 3 장 사업성과 ... 30
• 제 1 절 기술적 성과 ... 30
• 제 2 절 경제적 성과 ... 32
• 제 3 절 기타 성과 ... 32
• 제 4 절 기술개발 결과 활용계힉 ... 32
• 제 4 장 결론 ... 33
• 제 1 절 기술 개발 내용 및 결과 ... 33
• 제 2 절 향후 계획 ... 33
• [별첨 2] 특허출원 ... 34
• [별첨 3] 논문 게재 실적 – 한국전자통신학회 논문지 게재 예정 ... 35
• [별첨 4] 논문 게재 실적- 한국전자통신학회 2014년도 학술대회 ... 36
• [별첨 5] 개발 제품 시제품 사진 ... 37
• 끝페이지 ... 37