7조 - 미세먼지우

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프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 미세먼지 통합관리 시스템

영문 : Fine dust integrated management system

과제 팀명

미세먼지우

지도교수

김태현 교수님

개발기간

2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 기계정보공학과 2013430002 강동규

서울시립대학교 기계정보공학과 2014430029 이지우

서울시립대학교 기계정보공학과 2014430030 이창걸

서울시립대학교 기계정보공학과 2014430042 박재석

서울시립대학교 기계정보공학과 2014430043 송기웅

서론

개발 과제의 개념도

포로젝트 개념도2.png

개발 과제 요약

◇ 미세먼지 통합관리시스템 구성
◇ 미세먼지 제거 및 관리시스템 설계
◇ 일반가로등에 설치할 수 있는 미세먼지 제거장치 설계
◇ 미세먼지 측정 및 관리 시스템 구성 
◇ 일반가로등에 설치할 수 있도록 소형화

개발 과제의 배경 및 효과

- 개발 과제 선정 배경 

◇ 산업화 및 공업화로 인한 초미세먼지 급증
◇ 미세먼지 제거 필요성 급증
◇ 미세먼지 측정소 및 측정 데이터 관리시스템 부족

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 

◇ 미세먼지 제거효과 
◇ 근거리에서 획득한 신뢰성 있는 미세먼지 데이터 획득

개발 과제의 목표와 내용

◇ 목표: 미세먼지의 제거와 측정을 동시에 하는 종합관리시스템 구성 
◇ 내용1 : 미세먼지 제거 경로를 최적화하여 미세먼지 제거의 양 및 효율성 최적화
◇ 내용2 : 미세먼지 측정기 간 통신으로 각 미세먼지 데이터 전송시스템 구성
◇ 내용3 : 미세먼지 측정데이터의 데이터베이스화 및 GUI 구성

관련 기술의 현황

State of art

◇ 환경부 수도대기환경청: 온도, 습도, 미세먼지 집중도 측정 (비네트워크화 및 지정된 장소에서만 데이터 표시)
◇ SK planet -  측정범위: 5km,          갱신 기간: 1min,  데이터: PM10, PM2.5
◇ 행정안전부 - 측정범위: 도시 및 지역, 갱신 기간: 10min, 데이터: PM10, PM2.5
◇ K weather -  측정범위: 도시 및 지역, 갱신 기간: 1hour, 데이터: PM2.5

Stateofart.png

기술 로드맵

기술로드맵1.png

특허조사

특허조사6.png

특허조사8.png

특허전략

특허전략.png 

◇ 디바이스간 통신을 위해 서로의 상관관계 파악이 필수적 
◇ 디바이스끼리 상관관계를 몰라도 데이터베이스에서 지정된 인덱스를 통해 통신을 할 수있게 만들어준다

관련 시장에 대한 분석

경쟁제품 조사 비교

◇ 샤오미 초미세먼지 측정기

경쟁제품조사비교1.png 

◇ 에어콕 패밀리

경쟁제품조사비교2.png 

◇ 먼지농도측정기 (PM-1053)

경쟁제품조사비교3.png


후보기술 비교

◇ 블루투스 vs. 와이파이

후보기술비교11.png 

◇ 베타측정 vs. 광분산측정

후보기술비교22.png 

◇ 정전기집진 vs. vs. 집진필터

후보기술비교33.png 

◇ 나노필터 vs. 사전필터 vs. HEPA필터

경쟁제품조사비교4.png

마케팅 전략

◇ 기업체보다 조밀한 측정범위
◇ 국가기관보다 짧은 측정간격

SWOT 분석

Swot분석.png

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

◇ 현재보다 조밀한 범위에서 미세먼지 데이터 측정
◇ 미세먼지 데이터 통합 측정 및 관리시스템 구성

경제적 및 사회적 파급효과

◇ 더 조밀한 측정이 가능해짐으로서 시민들의 편의 증대
◇ 장기적으로 보았을 때 환경 및 건강관련 편의 증대

구성원 및 추진체계

◇ 강동규 : 덕트 설계 및 설계도 작성 
◇ 이지우 : 미세먼지 통신시스템 및 데이터베이스 GUI 구축  
◇ 이창걸 : 미세먼지 유동해석 및 유로 세부설계 
◇ 박재석 : 3D프린터를 활용한 유로 실제제작 
◇ 송기웅 : 프로젝트 총괄 및 데이터베이스 구축

설계

설계사양

소프트웨어 요구사항

소프트웨어요구사항.png

하드웨어 요구사항

하드웨어요구사항.png


평가 내용

설계요구사항11.png

개념설계안

소프트웨어 개념설계안

소프트웨어개념설계안.png

전체 개념설계안

기술로드맵.png

이론적 계산 및 시뮬레이션

◇ Surface standard deviation ( 필터 교체주기 및 집진효율 향상을 위한 유동 해석 ) Surface standard deviation.png

◇ Air to cloth ratio ( 겉보기 여과속도계산을 위한 유동 해석 및 면적계산 )

Air to cloth ratio1.png

조립도

조립도

◇ 조립도1

조립도1.png 

◇ 조립도2

조립도222.png

조립순서

부품도

◇ 부품도1 ( 덕트 )

부품도1.png 

◇ 부품도2 ( 덕트 측면뷰 )

부품도2.png 

◇ 부품도3 ( 팬 )

부품도3.png 

◇ 부품도4 ( 필터 )

부품도4.png

제어부 및 회로설계

◇ 회로설계

회로설계1.png

소프트웨어 설계

◇ 소프트웨어 설계1 ( 데이터베이스 )

소프트웨어설계1.png 

◇ 소프트웨어 설계2 ( GUI 제어 응용프로그램 )

소프트웨어설계2.png 

◇ 소프트웨어 설계3 ( 네트워크 초기화 )

소프트웨어설계3.png 

◇ 소프트웨어 설계4 ( 장치 흐름도 )

소프트웨어설계44.png 

◇ 소프트웨어 설계5 ( 시스템 위계구조 )

소프트웨어설계5.png

자재소요서

자재소요서1.png

결과 및 평가

완료작품 소개

프로토타입 사진

제거부 프로토타입

프로토타입5.png

통신부 프로토타입

프로토타입6.png

프로토타입7.png

GUI 프로토타입

Gui.png

포스터

포스터1.png

특허출원번호 통지서

출원번호통지서.png

개발사업비 내역서

자재소요서1.png

완료 작품의 평가

완료작품의평가1.png

향후평가

◇ 미세먼지 제거효과

◇ 근거리에서 획득한 신뢰성 있는 미세먼지 데이터 획득가능

◇ 편리한 GUI를 통해 사용자가 쉽게 미세먼지 데이터에 접근할 것으로 예상

부록

참고문헌 및 참고사이트

◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 중소기업 기술로드맵 ( http://smroadmap.smtech.go.kr/ )


소프트웨어 프로그램 소스

내용 ( Main 에 대한 소스만 첨부 )

  1. include<pthread.h>
  2. include<stdio.h>
  3. include<unistd.h>
  4. include<stdlib.h>
  5. include<string.h>
  1. include "bluetooth.h"
  2. include "lan.h"
  3. include "dustsensor.h"
  4. include "controlfan.h"

int main(int argc,char** argv) { pthread_t pth[3]; int thr_id[3];

if(argc!=3) { printf("usage : [program name] [server IP] [device num(0 or 1)]\n"); return 0; }

initGPIO();

// device1 if(strcmp(argv[2],"0")==0) { thr_id[0] = pthread_create(&pth[0],NULL,RecLan,NULL); if(thr_id[0]<0) { perror("RecLan thread error:"); exit(0); }

thr_id[1] = pthread_create(&pth[1],NULL,RecvBlueDown,NULL); if(thr_id[1]<0) { perror("RecvBlueDown thread error:"); exit(0); }

LanSendSock = ConnectServer(argv[1]);

sleep(1);

} //device2~n else if(strcmp(argv[2],"1")==0) { thr_id[0] = pthread_create(&pth[0], NULL,RecvBlueUp,NULL); if(thr_id[0]<0) { perror("RecvBlueUp thread error:"); exit(0); }

thr_id[1] = pthread_create(&pth[1],NULL,RecvBlueDown,NULL); if(thr_id[1]<0) { perror("RecvBlueDown thread error:"); exit(0); } } else { printf("undefined device number.. use 0 or 1\n"); return 0; }

while(1); }

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