신소재를 이용한 센서 및 무선 센서 네트워크 응용시스템

Abstract

최근 IT(Information Technology), BT(Bio Technology), NT(Nano Technology)의 융복합화(Convergence)에 따라 센서 또한 많은 변화가 이루어졌다. 신소재를 이용한 센서의 개발이나 인체와 관련된 센서의 개발, 그리고 나노공정을 이용한 센서, 스마트 센서 등이 한 예이다. 스마트 센서는 기존의 단순 측정이 센서의 내부에 프로세서를 포함하여 신호를 선택하기도하고 증폭하기도 하며 아날로그 신호를 디지털로 변환하기도 한다. 그리고 최근 무선화 기술이 발달하면서 센서 내부에 무선 모듈이 내장되어 있어 무선으로 데이터를 주고 받을 수 있는 방법까지 생겨났다. 본 논문에서는 인체에 관련된 센서와, 센서의 무선화 기술을 통한 헬스 모니터링 시스템의 개발에 대해 기술하였다. 최근 인공 근육의 재료로서 활발히 연구가 되고 있는 EAP(Electro Active Polymer)에 대해 알아보고 이 중 IPMC(Ionic Polymer Metal Composites) 액추에이터의 Self-sensing 방법과 Chitosan Poly-pyrrole의 센서로서의 가능성을 확인하였다. 또한 생체신호를 측정하는 센서 모듈을 구성하여 실험하고 이를 ZigBee를 통해 무선화 하는 헬스 모니터링 시스템에 대해 기술하였다. 기존의 단순한 무선기술이 아닌 센서 네트워크의 장점을 활용하여 생체 신호 간의 연관 관계를 통해 새로운 건강 정보를 얻어낼 수 있도록 하는 시스템을 고안하였다. 이 시스템을 통해 사용자에게 불편함을 끼치지 않으면서 항상 사용자의 건강상태를 모니터링 하도록 하여 건강관리에 도움이 될 수 있는 방법을 찾고자 한다.; Recently, there has been much changes in the development of sensors because of the convergence of IT(Information Technology), BT(Bio Technology), and NT(Nano Technology). For example, there are sensors using advanced materials,sensors for human body, sensors using nano technology, smart sensors, and so on. Smart sensors can not only sense a state but also process the gathered data, such as selecting, amplifying, and converting signals. Also, wireless communication between sensors is possible. This thesis focuses on the advanced material sensors related human body and health monitoring system using wireless technology. First, a novel method is described about self-sensing of an Ion-conductive Polymer Metal Composites (IPMC) which is one of the EAP(Electro Active Polymer). Second, the possibility of the new material, which is Chitosan Poly-pyrrole, as a force sensor is proposed. Third, the health monitoring system with new concept using ZigBee is represented, which can get more reliable health information using the relationship between the biological signals collected by wireless communication.