초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목적은 무선 통신을 이용하여 실시간 측정이 가능한 소형, 경량의 통합센서모듈을 개발하는 것으로서, 종래의 AWS(Automatic Weather Station)나 Radiosonde를 통해서 제한적으로 얻을 수 있었던 대기 경계층의 기상정보를, Drone 또는 Glider 등의 제어 가능한 비행체를 이용하여 관측자의 의지대로 고분해능의 공간 SCAN을 통해서 기상정보를 수집하는 최종 목적에 활용하기 위하여 개발하였다. 최근의 디지털 센서들이 종래의 아날로그 센서들에 비해 성능이 떨어지지 않고

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목적은 무선 통신을 이용하여 실시간 측정이 가능한 소형, 경량의 통합센서모듈을 개발하는 것으로서, 종래의 AWS(Automatic Weather Station)나 Radiosonde를 통해서 제한적으로 얻을 수 있었던 대기 경계층의 기상정보를, Drone 또는 Glider 등의 제어 가능한 비행체를 이용하여 관측자의 의지대로 고분해능의 공간 SCAN을 통해서 기상정보를 수집하는 최종 목적에 활용하기 위하여 개발하였다. 최근의 디지털 센서들이 종래의 아날로그 센서들에 비해 성능이 떨어지지 않고 소형화, 경량화가 가능하여 이동형 센서모듈을 구성하는데에 적합하였다.
또한, 무선 통신을 통해서 데이터를 실시간으로 Server로 전송함으로써 Data Logger를 센서모듈과 분리하여 관측센터에 위치한 Server에서 Logger기능을 수행하도록 설계하였다.

□ 연구개발성과
통합센서는 기상관측장비로서의 신뢰도와 장거리 무선통신을 이용하여 실시간 데이터 수집이 주요한 성과 지표가 된다. 다음과 같이 설정한 목표치에 달성하였다.
(1) 정량적 목표치 달성
목표하였던 (1) 통합센서모듈, (2)서버모듈, (3) 관리운용 Tool을 개발하여, 기존의 AWS와 비교 시험을 통해서 오차를 확인하였고, 장거리 무선통신으로 실시간 데이터가 수집되는 과정을 검증하였다.

(2) 정량적 목표치 달성
1 통합 센서 모듈
* 구조 설계 (소형, 경량화 및 온습도 센서적합 설계)
* 샘플 제작 (2차에 걸친 HW 제작)
* 센서 데이터 수집 및 LoRa 전송 기능 구현 및 시험
* 센서 오차 검증 시험 (AWS 비교 시험)

2 서버 모듈
* LoRa 수신 기능 구현 및 시험
* Data Logger 기능 구현 (USB memory 저장 및 관리)

3 관리 운용툴
* 센서 데이터의 시각화 Tool 개발
* 통계치 분석 Tool의 개발

본 연구를 통하여 특허 2건, SW프로그램 3건을 등록하였다.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
과제 시작 時에는 Drone에 매달아서 이동형 관측을 시도할 것을 계획하였었는데, 국내외 사례 석과 자체 시험을 통해서 Drone을 사용할 경우 프로펠러에 의한 와류로 인해서 풍향, 풍속을 측정하기 불가능하다는 결론에 도달하였다. 국내업체인 ㈜져스텍에서 UAV를 자체적으로 개발하여 시험 비행에 성공하였음을 확인하고, 협의하여 ㈜져스텍과 공동 개발을 통해서 기상관측용 무인 비행 시스템을 개발하기로 하였음. UAV를 이용한 기상관측용 무인 비행 시스템은 대기경계층의 수직방향 고분해능 공간 SACN 이 가능하여 대기 경계층 기상, 대기 과학 분야에 유용하게 사용될 것을 기대하고 있음.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
The purpose of this research is to develop the meteorological sensors integrated module in order to apply to moving weather observation system. It should be small-sized and light-weighted and able to transmit meteorological data to the server in real time. To gather useful da

□ Purpose & Contents
The purpose of this research is to develop the meteorological sensors integrated module in order to apply to moving weather observation system. It should be small-sized and light-weighted and able to transmit meteorological data to the server in real time. To gather useful data from atmospheric boundary layer, we need a high-resolution spatial scanning method in both horizontal and vertical direction. Up to now, AWS and radiosonde are used for this resarch, but we could get limited information from them. AWS supports only horizontal distribution of meteorological data, and radiosonde supoorts only virtical information only. By the foreign report, UAV(Unmaned Aerial Vihicle) is used often for research of atmospheric boundary layer.
The complex sensor module is developed to use for this research. To reduce the weight of module, we adapted digital sensor and removed data logger from the module itself. And all measured data is tranmitted to server imediately, and data logger function is developed in the server module.

□ Result
The performance goal at the beginning of this research and achievement are followings.
(1) Quantitative Purpose and Achievment
The following 3 items were developed, and basic function and performance test is executed successfully.

(2) Qualitative Purpose and Achievment
1 complex sensor module
* Architecture Design for small-sized and lightweighted
* Making test samples
* Gathering meteorological data and real-time transmission via RoLa.
* Error rate test and analzing compared with AWS.

2 server module
* LoRa Receiver fuction
* Data Loffer function

3 management tool
* Graphical analyzer tool of measred data
* Statistical anlyzer function

The copyrights of 2 patents and 3 Software program was achieved while this research is going on.

□ Expected Contirubution
The result of this research will be used moving meteorological observation system by UAV, for research of atmospheric boundary layer.
More research is planed and pushing ahead now.

(source : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 6
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1. 연구개발 목적 ... 7
• 2. 연구개발의 필요성 ... 7
• 3. 연구개발 범위 ... 8
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 9
• 1. 국내 기술개발 현황 ... 9
• 2. 국외 기술개발 현황 ... 10
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 12
• 1. 연구 수행 내용 ... 12
• 2. 연구개발 성과 ... 23
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 31
• 1. 목표 달성도 ... 31
• 2. 관련 분야 기여도 ... 33
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 34
• 1. 기상관측용 무인비행 시스템 ... 34
• 2. 연안습지 이산화탄소 교환기작 연구용 ... 36
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 36
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 37
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 37
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 38
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 38
• 제11장. 기타 사항 ... 38
• 제12장. 참고 문헌 ... 39
• 끝페이지 ... 40