일리노이 구조 건강 모니터링 프로젝트
Illinois Structural Health Monitoring Project | |
| 확립된 | 2002 |
|---|---|
| 연구종류 | 미분류 |
연구분야 | 구조 상태 모니터링 |
| 감독 | 빌 F. 교수스펜서 주니어 교수굴 아그하 |
| 학생들 | 7 |
| 위치 | 미국 일리노이 주 샴페인 |
운영기관 | 일리노이 대학교 |
| 웹사이트 | shm.cs.uiuc.edu |
일리노이 구조 건강 모니터링 프로젝트(ISHMP)는 토목 인프라의 분산 실시간 모니터링에 사용될 하드웨어 및 소프트웨어 시스템을 연구하고 개발하는 데 전념하는 구조 건강 모니터링 프로젝트다.[1]이 사업은 교량 모니터링에 중점을 두고 있으며, 구조 건강 모니터링 장비의 비용 및 설치 노력을 줄이는 것을 목적으로 한다.[2]2002년 빌 F 교수에 의해 설립되었다.스펜서와 일리노이 대학의 굴 아그하 교수, 우르바나 샴페인.[3]
이 사업은 각각 임베디드 컴퓨터를 탑재한 센서보드의 저비용 무선망 개발을 통해 구조물의 감시비용을 최소화하는 것을 목적으로 한다.일리노이 구조 건강 모니터링 프로젝트도 다른 구조 건강 모니터링 장치의 개발을 단순화할 수 있는 소프트웨어 도구사이트를 만드는 데 초점을 맞추고 있다.[2]
현재 ISHMP는 국내 진도대교에 설치된 무선 센서 네트워크를 보유하고 있다.네트워크의 각 센서 보드는 실시간 데이터를 사용하여 다수의 서로 다른 데이터를 수집한 다음 마이크로컴퓨터가 데이터를 처리하여 브리지의 현재 상태를 결정한다.[4]
개요
일리노이 구조 건강 모니터링 프로젝트는 2002년 빌 F 교수 때 설립되었다.스펜서(Smart Structures Technology Laboratory) 소장과 굴 아그하(Gul Agha) 오픈 시스템 연구소 소장이 우르바나 샴페인 소재 일리노이 대학교의 두 연구소 간 협력 활동을 시작했다.[1][3]이 사업은 단일 구조물에 여러 개의 센서를 이용해 각종 인프라의 분산 실시간 구조 상태 모니터링을 위한 신뢰할 수 있는 무선 하드웨어 및 소프트웨어 개발을 목표로 한다.구조물의 특정 영역에 해당하는 각 센서의 데이터를 사용하여 구조물의 전반적인 상태를 평가한다.[1]
Illinois Structural Health Monitoring Project의 기본 목표는 저렴하고 신뢰할 수 있는 무선 센서 어레이를 사용함에도 기반 시설 검사 비용을 최소화하여 물리적 인체 검사의 필요성을 크게 줄이는 것이다.센서 네트워크를 활용한 교량 모니터링이 주안점이었다.다른 유선 브리지 모니터링 시스템은 과도한 양의 케이블과 설치 시간이 필요한 반면, 무선 센서 네트워크 설치는 비용이 훨씬 덜 든다.[2]
일리노이 구조 건강 모니터링 프로젝트는 국립과학재단, 인텔 코퍼레이션, 보다폰-미국 재단 대학원 펠로십의 지원을 받는다.[1]
기술
ISHMP는 네트워크의 모든 센서로부터 데이터를 수집하기 위해 하나의 중앙집중화된 지점을 사용하는 대신에 인텔의 아이모테2와 같은 내장형 컴퓨터가 있는 센서 플랫폼을 사용한다.일리노이 구조 건강 모니터링 프로젝트는 이러한 임베디드 컴퓨터에 쌓여 진동, 습도, 풍속과 같은 데이터를 감지할 수 있는 다양한 센서를 설계, 개발 및 테스트해 왔다.다양한 전력 수확 장치를 사용하면 센서를 전기 네트워크에 연결할 필요가 없다.센서 시스템에 대한 초기 시험은 트러스 교량의 축척 모델에서 실행되었다.[2][5]
일리노이 구조 건강 모니터링 프로젝트는 또한 구조 건강 모니터링 플랫폼을 위한 사용자 정의 가능한 서비스의 소프트웨어 라이브러리를 포함하는 오픈 소스 툴수이트를 개발했다.이를 통해 다른 센서 시스템의 구조적 상태 모니터링 애플리케이션 개발이 단순화된다.[2][4]
2008년 국내 진도대교에 촘촘한 센서 배열이 배치됐고, 사장교에는 무선 센서 네트워크가 최초로 촘촘하게 배치됐다.[4]이 새로운 교량 감시 시스템은 완전히 자율적이며, 문제가 발생하면 이메일을 보낸다.이 시스템은 배터리 전원을 절약하기 위해 데이터를 수집, 분석 및 전송하기 위해 한 번에 몇 분 동안 깨어난다.[5]
개발
소프트웨어
ISHMP는 인텔의 Imote2 스마트 센서 네트워크 상에서 구조 건강 모니터링 애플리케이션에 필요한 오픈 소스 서비스를 갖춘 소프트웨어 툴스사이트를 개발했다.이러한 서비스에는 애플리케이션 서비스, 애플리케이션 툴 및 유틸리티가 포함된다.애플리케이션 서비스는 IMote2에 대한 구조적 건강 모니터링 알고리즘의 구현을 허용하며 PC와 Imote2 모두에 대한 테스트를 포함한다.이 도구는 네트워크상의 센서로부터 데이터를 수집하고, 구조물에 대한 손상검출을 수행하며, 무선통신 품질을 시험한다.[6]
개발된 소프트웨어
- ISHMP 서비스 도구사이트, 버전 3.0.0
- ISHMP-GUI 버전 1.1.0
하드웨어
ISHMP는 MEMSIC가 생산하는 센서 보드도 개발했다.IMote2 스마트 센서 플랫폼과 연동되도록 설계되었으며, 구조 건강 모니터링 애플리케이션에 최적화되어 있다.센서 보드는 개별 센서에 의해 수집된 데이터를 이해하는 데 필요한 정보 출력을 제공한다.3축 가속도계, 조명 센서, 온도 센서, 습도 센서 등이 포함된다.또한 외부 아날로그 입력 신호 1개를 추가로 수용할 수 있다.[7]
하드웨어 개발
- ISM400
