무선 센서 네트워크(WSN)를 활용한 구조물 건강 모니터링(SHM)은 최근 건축물의 안전성과 내구성 확보를 위해 필수적인 기술로 자리 잡고 있습니다. 본 연구실에서는 철근콘크리트 구조물의 부식 상태를 실시간으로 감지하고, 원격에서 모니터링할 수 있는 시스템을 개발하고 있습니다. 특히, 펄스 와전류(PEC) 기반의 센서와 저전력 무선 통신 기술을 결합하여, 기존의 고비용·고전력 시스템의 한계를 극복하고자 노력하고 있습니다. 이러한 시스템은 센서 모듈과 데이터 수집 장치, 그리고 무선 네트워크로 구성되어 있으며, 각 센서에서 수집된 데이터를 실시간으로 전송하여 구조물의 상태를 지속적으로 감시합니다. 실험과 시뮬레이션을 통해 센서의 신뢰성과 데이터의 정확성을 검증하였으며, 실제 건축물에 적용하여 부식 상태를 효과적으로 진단할 수 있음을 확인하였습니다. 또한, 데이터 로거 기반의 위치 추적 및 배터리 수명 최적화 기술도 함께 연구되어, 장기간 안정적인 모니터링이 가능하도록 설계되었습니다. 이 연구는 건축물의 유지관리 비용 절감과 안전성 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다. 앞으로는 인공지능(AI) 기반의 데이터 분석 기법을 접목하여, 더욱 정밀하고 예측적인 구조물 관리 시스템으로 발전시킬 계획입니다.

에너지 하베스팅 기술은 주변 환경에서 발생하는 미세한 에너지를 수집하여 센서 시스템의 전원으로 활용하는 첨단 분야입니다. 본 연구실에서는 미생물 연료전지(MFC)와 같은 저전압 환경에서도 동작 가능한 자가 기동형 전압 부스트 에너지 하베스팅 회로를 개발하였습니다. 이 회로는 상용 부품만으로도 구현이 가능하며, 저전력 IoT 센서 및 바이오센서에 적용할 수 있습니다. 특히, 바이오 의약품의 스마트 콜드체인 관리 시스템과 연계하여, 온도 및 습도 등 환경 정보를 실시간으로 모니터링하고, 에너지 하베스팅을 통해 배터리 교체 없이 장기간 운용할 수 있는 솔루션을 제시하고 있습니다. 또한, ZnO 나노와이어 기반의 습도 센서, 키토산-폴리피롤 복합 섬유 기반의 스트레인 센서 등 다양한 바이오센서 소재 개발도 병행하고 있습니다. 이러한 센서들은 높은 민감도와 반복성을 보장하며, 실제 환경에서의 적용 가능성을 실험적으로 입증하였습니다. 이러한 융합 기술은 의료, 물류, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 특히 유비쿼터스 헬스케어 및 스마트 시티 구현에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 앞으로는 더욱 다양한 에너지 소스와 센서 기술을 통합하여, 완전 자가 구동형 스마트 센서 네트워크를 실현하는 것이 목표입니다.

본 연구실은 IoT(사물인터넷) 기반의 지능형 센서 시스템 개발에도 주력하고 있습니다. 최근에는 바이오 의약품의 온도 관리와 안전한 배송을 위한 스마트 콜드체인 시스템, 그리고 AIoT(인공지능+IoT) 융합 센서 시스템 개발 프로젝트를 수행하고 있습니다. 이 시스템들은 다양한 센서 데이터를 실시간으로 수집·분석하여, 물류 및 보건의료 현장에서의 효율성과 안전성을 극대화합니다. 특히, 데이터 로거 기반의 위치 추적 기술, 동기화 오차 보정 알고리즘, 그리고 무선 통신 기반의 데이터 전송 최적화 기술을 개발하여, 대규모 센서 네트워크 환경에서도 신뢰성 높은 데이터 관리가 가능하도록 하였습니다. 또한, 블루투스 및 ZigBee 등 다양한 무선 프로토콜을 적용하여, 다양한 응용 환경에 맞는 맞춤형 솔루션을 제공하고 있습니다. 이러한 연구는 미래의 스마트 팩토리, 스마트 물류, 스마트 헬스케어 등 다양한 산업 분야에서 핵심 인프라로 활용될 수 있습니다. 앞으로는 인공지능 기반의 데이터 분석 및 예측 기술을 더욱 강화하여, 자율적이고 지능적인 센서 네트워크 시스템을 구현할 계획입니다.