누전차단기는 전기재해로 인한 사고를 미연에 방지하기 위해 사용되는 유일한 방법이다. 그러나 기존의 누전차단기는 15mA~30mA의 차단범위에서 합성 누설전류를 검출하여 동작하기 때문에 저항성 누설전류에 의해 발생하는 화재 및 인체감전으로 인한 인명 및 재산피해를 미연에 방지하는데 한계가 있다. 또한 용량성 누설전류에 의한 오동작으로 인한 생산성 감소 및 신뢰성 등의 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 기존 누전차단기의 문제를 해결하기 위해 위상차를 측정을 통하여 유효성분(저항성) 누설전류를 감지할 수 있는 알고리즘을 개발하였고, 감지된 누설전류를 기술표준규격에서 규정하는 0.03초 이내에 차단을 할 수 있도록 16 bit 신호처리 프로세서인 MSP430 프로세서를 사용하여 유효성분 누설전류 감지 알고리즘을 구현하였다. 전기누전차단기(ELCB: Earth Leakage Circuit Breaker)는 전기재해로 인해 사고가 발생하는 것을 예방하는 데 사용되는 유일한 방법이다. 그러나 기존의 ELCB는 15mA~30mA의 차단범위에서 합성 누설전류를 검출하여 동작하므로 저항성 누설전류로 인한 전기화재 및 인체 감전으로부터 인명과 재산을 예방하는 데 한계가 있다. 또한 용량성 누설전류에 의한 오동작으로 인해 생산성 감소 및 신뢰성 저하와 같은 문제를 갖는다. 본 연구에서는 MSP430 프로세서, 16비트 신호처리 프로세서를 기반으로 유효성분(저항성) 누설전류 감지 알고리즘을 구현하고, KS C 4613에서 규정하는 0.03초 이내에 원하는 차단 임계값에서 작동할 수 있는 유효성분 누설전류 감지 모듈을 개발하였다.

본 연구는 데이터 스트림 마이닝을 효율적으로 수행하기 위해, 데이터 스트림의 빈도 분석 및 연관 규칙 마이닝을 고려한 센싱 데이터 인코딩 방식을 제안하였다. 본 연구에서는 센서가 감지한 사건의 특징을 제시하는 방식과 센싱 데이터 스트림의 변화를 포함하는 방식을 통해 센싱 데이터를 인코딩하였다. 그 결과, 제안된 방식이 다중 센서의 센싱을 통해 감지되고 인식될 상황을 추론하는 단계에 도달함을 확인하였다.

본 논문에서는 생체신호인 PPG, GSR 신호의 변화에 따라 구동되는 LED 감성조명 시스템을 구현하였다. 개발된 GSR 및 PPG 센서모듈로부터 인체의 생체신호를 측정하고, 측정된 생체신호를 이용하여 MCU에서 제안된 각성 이완 판별맵에 근거하여 피검자의 각성 또는 이완 상태를 판단한다. 피검자의 상태에 대응하는 LED 조명색상의 변화를 주어 피검자가 안정 상태의 감정에 도달할 수 있도록 하는 감성조명 시스템을 개발하였다.

본 연구에서는 콘센트용 누설전류 감지 및 자동차단 모듈을 개발하였다. 제안된 누설전류 검출 모듈은 저항성 누설전류 검출 칩을 사용하는 기존 콘센트용 누설전류 검출 모듈과 달리, 전력 프로세서인 MSP430 MCU(Micro Controller Unit)를 이용하여 합성 누설전류로부터 저항성 누설전류를 프로그램으로 분리하여 검출한다. 제안된 방법으로 구현된 모듈은 저항성 누설전류 5mA 이상에서 조기 검출 및 자동차단 기능을 제공하며, 저항성 누설전류 검출 기능이 MCU에 프로그램으로 구현되어 있어 저항성 누설전류를 5mA 이하 또는 이상으로 쉽게 조정할 수 있는 장점이 있다.

본 논문에서는 가정 내 널리 보급된 비데에 장착할 수 있도록 체지방, 심박수 및 SpO를 측정하는 모듈을 개발하였다. 본 모듈은 비데에 장착할 수 있는 구조로 제작되었으며, 고령자, 만성피로 환자, 심장질환 환자 및 과로한 근로자 등 사용자가 매 생활에서 체지방, 심박수 및 SpO 를 모니터링하여 건강 상태를 점검하고 돌연사의 예방에 도움을 줄 수 있도록 설계되었다.

본 논문에서는 인체의 SpO2 측정과 PPG(Photo Plethysmo Graphy) 신호를 측정하는 모듈 및 이러한 생체신호를 PC로 무선 통신하는 모듈을 개발하였다. 응급 전송 과정에서 정보 손실 없이 다양한 유형의 데이터와 그래프를 통해 전송된 SpO2 및 PPG 신호를 표시하기 위한 프로그램을 개발하였다. 본 시스템은 원격 의료 돌봄에 적절히 활용될 수 있으며, 의료 관련 법의 개정에 따라 새로운 시장이 창출될 것으로 기대된다.

본 논문에서는 생체신호 측정 모듈에서 획득한 산소포화도(SpO2) 신호를 PC로 전송하기 위한 무선 전송 모듈을 개발한다. 본 무선 전송 모듈은 개인 의료정보의 보안을 고려하여 zigbee 또는 bluetooth와 같은 오픈형 프로토콜 대신 폐쇄형 프로토콜로 설계되었다. 또한 표시 소프트웨어는 응급 전송 시 정보 손실 없이 다양한 형태의 데이터와 그래프로 전송된 SpO2 신호를 표시하도록 개발하였다.

본 연구에서는 128채널 심장 활성화 신호의 영상을 구현하였다. 이는 1분 이내에 수행되며, 신속한 분석이 가능하다는 점에서 개흉(개심) 수술에 매우 유용하다. 또한 PC를 기반으로 구현되었기 때문에 데이터의 보관 및 시스템의 이동이 용이하다. 심장전문의는 수술 후 언제든지 데이터를 호출하고 이를 분석할 수 있다.