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문상국 연구실
목원대학교 전기전자공학과
문상국 교수
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문상국 연구실

목원대학교 전기전자공학과 문상국 교수

문상국 연구실은 컴퓨터시스템과 마이크로프로세서를 기반으로 초저전력 무선센서, 임베디드 시스템, 산업 설비 원격진단, 초음파·음향 기반 이상 탐지, 그리고 암호 하드웨어 및 안전한 센서 통신 기술을 연구하며, 특히 원자력발전소와 같은 중요 인프라의 실시간 모니터링과 보안성을 높이기 위한 실용적 시스템 개발에 강점을 갖고 있다.

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초저전력 무선센서 및 원격진단 시스템 thumbnail
초저전력 무선센서 및 원격진단 시스템
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
gold
·
인용수 5
·
2024
Securing Infrared Communication in Nuclear Power Plants: Advanced Encryption for Infrared Sensor Networks
Tae‐Jin Park, Ki‐Il Kim, Sangook Moon
IF 3.5
Sensors
This study enhances infrared communication security in nuclear power plants' secondary systems, addressing the risk of mechanical and cyber failures. A novel random address generator, employing an innovative S-box, was developed to secure IoT sensor data transmissions to gateway nodes, mitigating eavesdropping, interference, and replay attacks. We introduced a structured IR communication protocol, generating unique, encrypted addresses to prevent unauthorized access. Key-dependent S-boxes, based on a compound chaotic map system, significantly improved encryption, increasing data transmission randomness and uniqueness. Entropy analysis and reduced duplicated addresses confirmed the effectiveness of our method, with the Hash-CCM algorithm showing the highest entropy and fewest duplicates. Integrating advanced cryptographic techniques into IR systems significantly enhances nuclear power plants' security, contributing to the protection of critical infrastructure from cyber threats and ensuring operational integrity.
https://doi.org/10.3390/s24072054
Eavesdropping
Encryption
Computer science
Computer network
Cryptography
Default gateway
Computer security
Secure communication
Cryptographic protocol
Data integrity
2
article
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gold
·
인용수 6
·
2024
Low-Power Wireless Sensor Module for Machine Learning-Based Continuous Monitoring of Nuclear Power Plants
Jae-Cheol Lee, You-Rak Choi, Doyeob Yeo, Sangook Moon
IF 3.5
Sensors
This paper introduces the novel design and implementation of a low-power wireless monitoring system designed for nuclear power plants, aiming to enhance safety and operational efficiency. By utilizing advanced signal-processing techniques and energy-efficient technologies, the system supports real-time, continuous monitoring without the need for frequent battery replacements. This addresses the high costs and risks associated with traditional wired monitoring methods. The system focuses on acoustic and ultrasonic analysis, capturing sound using microphones and processing these signals through heterodyne frequency conversion for effective signal management, accommodating low-power consumption through down-conversion. Integrated with edge computing, the system processes data locally at the sensor level, optimizing response times to anomalies and reducing network load. Practical implementation shows significant reductions in maintenance overheads and environmental impact, thereby enhancing the reliability and safety of nuclear power plant operations. The study also sets the groundwork for future integration of sophisticated machine learning algorithms to advance predictive maintenance capabilities in nuclear energy management.
https://doi.org/10.3390/s24134209
Nuclear power
Reliability (semiconductor)
Embedded system
Nuclear power plant
Power management
Computer science
Wireless
Efficient energy use
Reliability engineering
Wireless sensor network
3
article
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gold
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인용수 4
·
2024
A Novel Ultrasonic Leak Detection System in Nuclear Power Plants Using Rigid Guide Tubes with FCOG and SNR
You-Rak Choi, Doyeob Yeo, Jae-Cheol Lee, Jai Wan Cho, Sangook Moon
IF 3.5
Sensors
Leak detection in nuclear reactor coolant systems is crucial for maintaining the safety and operational integrity of nuclear power plants. Traditional leak detection methods, such as acoustic emission sensors and spectroscopy, face challenges in sensitivity, response time, and accurate leak localization, particularly in complex piping systems. In this study, we propose a novel leak detection approach that incorporates a rigid guide tube into the insulation layer surrounding reactor coolant pipes and combines this with an advanced detection criterion based on Frequency Center of Gravity shifts and Signal-to-Noise Ratio analysis. This dual-method strategy significantly improves the sensitivity and accuracy of leak detection by providing a stable transmission path for ultrasonic signals and enabling robust signal analysis. The rigid guide tube-based system, along with the integrated criteria, addresses several limitations of existing technologies, including the detection of minor leaks and the complexity of installation and maintenance. By enhancing the early detection of leaks and enabling precise localization, this approach contributes to increased reactor safety, reduced downtime, and lower operational costs. Experimental evaluations demonstrate the system's effectiveness, focusing on its potential as a valuable addition to the current array of nuclear power plant maintenance technologies. Future research will focus on optimizing key parameters, such as the threshold frequency shift (Δf) and the number of randomly selected frequencies (N), using machine learning techniques to further enhance the system's accuracy and reliability in various reactor environments.
https://doi.org/10.3390/s24206524
Ultrasonic sensor
Leak detection
Leak
Nuclear power
Acoustics
Materials science
Power (physics)
Nuclear power plant
Nuclear engineering
Engineering
정부 과제
7
과제 전체보기
1
주관|
2022년 4월-2029년 12월
|1,804,000,000
(1-2-2-1-과) 초저전력 무선감시 기반 이차계통기기 원격진단기술 개발
1. 누출신호 무선센싱 엣지컴퓨팅 기술개발 (평균소비전류 300uA 이하의 Time-Domain 연속감시분석기술, 평균소비전류 500uA 이하의 Frequency-Domain 주파수감시분석기술, ASTM E 1002-05 ClassⅡ의 누출량 표준 성능 만족, 20초 이내 누출 이상신호 판별)2. 기기 진동신호 무선센싱 엣지컴퓨팅 기술개발 (3축 동시 6kHz까지, 평균소비전류 300uA 이하, Time-Domain 분석 연속 수행)3. 온도/습도 감시 기술개발 (평균소비전류 10uA 이하, 1초 주기)4. 카메라를 이용한 2차계통영역의 안전관련기기 누출 시각화 기술개발5. 비가시 환경에서 사용가능한 10kbps 이상의 비전자기적 근거리 무선통신기술개발 / U.S NRC R.G. 1.180 무선규제 및 가급 국가중요시설의 통신규제 만족 / 발전사업자의가동원전 무선통신망 추진계획과 연계하여 개발6. 누출/진동 신호 진단정확도 90% 수준의 경량 인공지능 추론엔진 개발7. 클라우드네이티브 / 인공지능기술 기반 지능형 감시진단 운영체계구축 기술개발8. (3차년도) 1단계 결과물을 이용한 CDF 산출
초저전력
무선기술
클라우드네이티브
인공지능
원격진단
2
2022년 4월-2029년 12월
|1,075,400,000
(1-2-2-1-과) 초저전력 무선감시 기반 이차계통기기 원격진단기술 개발
이차계통 진단영역 확대를 위한 초저전력 무선센싱기술과 지능형 원격진단기술 및 무중단 원격진단을 위한 클라우드 네이티브 기술개발
초저전력
무선기술
클라우드네이티브
인공지능
원격진단
3
주관|
2022년 4월-2029년 12월
|986,667,000
(1-2-2-1-과) 초저전력 무선감시 기반 이차계통기기 원격진단기술 개발
1. U.S NRC R.G. 1.180 무선규제 및 가급 국가중요시설의 통신규제를 만족하는 이차계통기기 초저전력 무선감시 엣지 컴퓨팅 기술개발 2. 무선기술과 인공지능을 이용한 이차계통의 배관류 / 밸브류 / 탱크류 / 회전체류 / 화재발생가능기기류에 대한 누출 / 진동 / 화재 원격감시진단 기술개발 3. 클라우드 네이티브 기술을 이용한 분산처리형 무중단 진단기술개발 4. 인허가 취득과 원전현장 적용을 통한 CDF 1/10 저감 기여
초저전력
무선기술
클라우드네이티브
인공지능
원격진단
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024자가학습 제품 검수장치1020240030064
공개2024스마트팜 복합 환경센서1020240029164
등록2016역기 봉의 길이 조절 방법 및 장치1020160114231
전체 특허

자가학습 제품 검수장치

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240030064

스마트팜 복합 환경센서

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240029164

역기 봉의 길이 조절 방법 및 장치

상태
등록
출원연도
2016
출원번호
1020160114231