문상국 연구실은 초저전력 무선센서 모듈과 임베디드 컴퓨팅 기술을 결합하여 산업 현장의 연속 모니터링과 원격진단을 수행하는 시스템을 연구한다. 특히 원자력발전소와 같은 안전 필수 설비를 대상으로, 배터리 교체 주기를 줄이면서도 장기간 안정적으로 동작할 수 있는 무선 감시 인프라를 설계하는 데 초점을 둔다. 이는 기존 유선 기반 계측 방식의 설치 복잡도와 유지보수 비용을 줄이면서, 설비 상태를 실시간으로 파악할 수 있게 한다. 이 연구에서는 음향·초음파 신호 수집, 저전력 신호처리, 무선 데이터 전송, 에지 컴퓨팅 기반의 현장 분석 기술이 핵심 요소로 다뤄진다. 센서 노드에서 데이터를 1차 처리하여 네트워크 부하를 낮추고, 이상 징후를 조기에 탐지할 수 있도록 시스템 구조를 최적화한다. 또한 클라우드 네이티브 환경과 연계한 무중단 원격진단 기술을 통해, 다수의 센서 노드에서 수집되는 정보를 통합 분석하고 예지보전으로 확장할 수 있는 기반을 마련한다. 이러한 연구는 발전소 설비의 신뢰성과 안전성 향상뿐 아니라, 스마트 팩토리·사회기반시설·환경 모니터링 등 다양한 분야로 확장 가능성이 크다. 연구실은 초저전력 하드웨어와 지능형 분석 기술을 함께 다루며, 실제 산업 현장에서 적용 가능한 임베디드 모니터링 플랫폼을 지향한다. 궁극적으로는 에너지 효율, 실시간성, 유지보수성, 확장성을 동시에 만족하는 차세대 산업용 감시 시스템 개발에 기여하고 있다.

연구실의 또 다른 핵심 주제는 초음파와 음향 신호를 활용한 산업 설비의 이상 탐지 기술이다. 특히 원자력발전소 냉각계통과 같은 고위험 배관 시스템에서 미세 누설을 조기에 검출하기 위한 센서 구조와 신호분석 기법을 개발하고 있다. 복잡한 배관 구조와 외부 잡음 환경에서도 높은 민감도와 정확도를 확보하는 것이 중요한 목표이며, 이를 통해 설비 고장을 사전에 감지하고 사고 가능성을 줄이고자 한다. 이를 위해 연구실은 강성 가이드 튜브를 이용한 초음파 전달 구조, 주파수 무게중심(FCOG) 변화 분석, 신호대잡음비(SNR) 기반 판별 등 정교한 검출 기법을 연구한다. 단순히 센서를 부착하는 수준을 넘어, 신호가 안정적으로 전달되도록 물리적 구조를 설계하고, 수집된 신호에서 유의미한 특징을 추출하는 알고리즘을 함께 개발하는 점이 특징이다. 나아가 기계학습 기법을 접목하여 임계값 최적화, 오탐 감소, 환경 변화에 대한 적응 성능을 높이는 방향으로 연구가 확장되고 있다. 이 연구는 대형 플랜트의 예방정비와 상태기반 유지보수 체계를 고도화하는 데 실질적인 가치를 지닌다. 초기 누설이나 비정상 음향 패턴을 빠르게 검출하면 대규모 사고를 예방하고 운영 중단 시간을 줄일 수 있기 때문이다. 연구실은 센서 하드웨어, 신호처리 알고리즘, 현장 적용성을 함께 고려하는 접근을 통해, 실제 안전진단 환경에서 활용 가능한 통합형 이상 탐지 기술을 발전시키고 있다.

문상국 연구실은 임베디드 시스템과 마이크로프로세서 기반 환경에서 요구되는 고속·고신뢰 보안 기술도 주요 연구 분야로 다루고 있다. 초기 연구에서는 타원곡선암호(ECC)를 위한 고속 유한체 연산 알고리즘과 VLSI 구조를 제안하여, 제한된 자원 환경에서도 안전한 공개키 암호를 효율적으로 구현하는 방법을 탐구하였다. 이러한 연구는 계산량이 큰 암호 연산을 하드웨어 수준에서 가속하고, 보안성과 처리속도를 동시에 확보하는 데 목적이 있다. 최근에는 적외선 센서 네트워크와 IoT 환경에서의 안전한 데이터 전송 기술로 연구 범위가 확장되었다. 무작위 주소 생성기, S-box 기반 암호화, 재전송 공격 및 도청 방지 프로토콜 설계 등은 원자력발전소와 같은 중요 인프라의 센서 네트워크 보안을 강화하는 핵심 기술이다. 연구실은 단순한 소프트웨어 암호화가 아니라, 통신 프로토콜 구조와 임베디드 장치의 하드웨어 특성을 함께 고려한 경량 보안 기술을 설계한다. 이러한 연구는 산업용 IoT, 센서 네트워크, 스마트 디바이스, 국방·에너지 인프라 등 보안이 필수적인 분야에 폭넓게 적용될 수 있다. 특히 저전력·실시간성이 요구되는 임베디드 환경에서 보안 기능을 효율적으로 구현하는 것은 매우 중요한 과제이며, 연구실은 암호 알고리즘, 회로 설계, 시스템 통합을 아우르는 접근으로 경쟁력 있는 결과를 축적하고 있다. 결과적으로 이 연구는 안전한 지능형 기기와 신뢰 가능한 산업 통신 인프라 구축에 기여한다.