이온 선택 전극 기반 양액·수질 센싱 및 원격 자가진단 연구
Ion-Selective Electrode Sensing and Remote Self-Diagnostic Monitoring for Nutrient and Water Quality
연구 내용
이온 선택 전극의 감도 저하와 드리프트를 자가진단 지표로 추정하고, IoT 기반 원격 모니터링으로 전극 상태와 수질 정보를 실시간 제공하는 센싱 연구
이온 선택 전극(ISE)을 기반으로 질산염 등 수질 오염 지표를 측정하되, 장기 사용 시 발생하는 신호 드리프트와 감도 저하가 정확도에 미치는 영향을 줄이기 위한 자가진단 로직을 구성합니다. 전극의 상태를 드리프트·감도 변화에 연동된 진단 지표로 변환하고, Arduino 기반 IoT 디바이스와 클라우드 연동을 통해 원격에서 모니터링 정보를 제공합니다. 더불어 EC와 pH 측정에서의 보정 프레임을 정립하여 측정 신뢰성을 운영 관점에서 확보합니다. 식물 생육 상태 및 환경 조건 변화에 대응하기 위한 센서-데이터 통합 접근도 병행합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
5편
관련 특허
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관련 프로젝트
2건
연구 흐름
초기에는 수경재배에서 pH와 EC 센서 드리프트를 정량적으로 보정하는 방식에 초점을 맞추어, 보정 전략이 측정 정확도와 운영 효율에 미치는 영향을 검증했습니다. 이후 ISE 기반으로 수질을 모니터링할 때 전극 성능 저하가 야기하는 정확도 문제를 해결하기 위해, 자가진단 지표를 도입한 원격 모니터링 구조로 확장했습니다. 이어서 식물 생육 상태와 염분 관련 변화를 관측하는 실시간 모니터링 연구와, 분광 기반 전처리 및 회귀 모델을 통한 토양 특성 추정 방향으로 범위를 넓혔습니다. 최근에는 IoT 센싱과 데이터 기반 의사결정의 결합 관점에서 적용 가능성을 정리하는 흐름으로 이어졌습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
- ISE 전극 상태 자가진단 시스템
- 원격 수질 모니터링 대시보드
- 센서 드리프트 보정형 데이터 검증
- 양액 재사용 중 품질 이상 탐지
- 토양·배지 물성 기반 간접 추정
- 환경 조건 기반 생육 상태 예측 입력
- 클라우드 연동 IoT 관측 장치
- 수질 이상 경보 자동화 로직
- 현장 데이터 전처리 및 회귀 모델
- IoT-ML 기반 스마트 관개 제어 근거 데이터
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구분
제목
Water Nitrate Remote Monitoring System with Self-Diagnostic Function for Ion-Selective Electrodes
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