(Lecture 15) IIoT Real World Example

강의 요약: EE542 Lecture 15 - IIoT Real World Example

 

이번 강의는 산업용 사물 인터넷(IIoT) 기술을 실제 사례에 적용한 내용을 다루었다. 특히, **스스로 지속 가능한 IIoT(Self-Sustaining IIoT)**를 구현하기 위한 목표와 기술적 도전 과제, 적용 사례에 대해 설명하였다. 강의는 에너지 수집, 무선 센서 네트워크, 비침습적 데이터 분석, 그리고 실시간 데이터 수집 및 처리에 중점을 두었다. 실례는 교수님이 직접 참여한 프로젝트를 사례로 보여주었다. 해당 프로젝트에 대한 부분은 추후 Paper 정리에서 좀더 자세히 다뤄보겠다.

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주요 내용

 

1. 강의 목표

  • 현실 세계에서 스스로 지속 가능한 IIoT 구현.

  • IIoT를 통해 비용 효율적인 방식으로 현장 보안 강화 및 석유 생산 증가 달성.

 

2. IIoT의 잠재력

  • 배터리를 대체할 수 있는 에너지 수집 기술로 비용 절감.

  • 무선 시스템의 배터리 수명 문제 극복:

    • 일반적인 배터리 수명이 1-2년에 불과.

    • 고비용의 태양광 패널은 도난 위험 존재.

  • 비침습적 센서 데이터 분석:

    • 장비 성능과 상태를 추론하는 데이터 분석.

 

3. IIoT 기술 구성 요소

  • 저비용 센서:

    • 설치가 간편한 “Lick and Stick” 센서.

  • 산업 표준 무선 메쉬 네트워크:

    • 새로운 유형의 장기 공간 데이터 감지 가능.

  • 목표 장비:

    • 무선 송신기, 석유관 모니터링 센서 등.

    • 예: Rosemount Wireless Transceiver, Permasense Wireless Sensor.

 

4. 에너지 수집 기술

  • Thermal Power Harvesting:

    • 열전기 발전(TEG)을 활용한 전력 생성.

  • Pervasive Thermoelectric Generation(PTG):

    • 실험실 및 현장 테스트에서 성공적인 결과.

    • 배터리를 대체하거나 보조 역할 수행.

 

5. 스마트폰 기반 IIoT 플랫폼

  • Nexus 4 플랫폼:

    • 기본 센서 및 맞춤형 Ubuntu Touch Linux OS 활용.

    • 전력 최적화를 통해 배터리 수명을 연장.

  • 효율적인 전력 관리:

    • 디스플레이 비활성화, 데이터 업로드 시에만 네트워크 활성화.

 

6. 오디오 데이터 수집

  • 연속 오디오 녹음 및 업로드:

    • 오디오 샘플을 매 6시간마다 서버에 업로드.

  • 원격 데이터 수집 및 액세스:

    • SMS 및 SSH를 통한 원격 데이터 접근.

 

7. 비침습적 센서와 데이터 분석

  • 환경 조건:

    • 온도, 압력, 빛, 소음, 진동 등.

  • 추론 정보:

    • 내부 상태를 외부 센서 데이터를 통해 추론.

    • 예측 및 모델링 기술 활용.

 

8. 오디오 분석 기술

  • 오디오 분리:

    • 다중 오디오 스트림에서 개별 신호 추출.

  • 보어홀(borehole) 지진 오디오 분석:

    • 깊이에 따른 신호 변화 분석.

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요약

 

이 강의는 IIoT 기술을 실세계 응용 사례에 연결하며, 에너지 수집과 비침습적 데이터 분석을 통해 비용 효율적이고 지속 가능한 시스템을 구축하는 방법을 탐구한다. 스마트폰 플랫폼과 오디오 분석 기술은 IIoT의 실질적인 구현 가능성을 보여준다.