라돈농도 모니터링을 위한 유무선 통신방식의 특성 비교 :Comparison of Characteristics of Wired and Wireless Communication Methods for Radon Concentration Monitoring

김형민

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김형민 (서울시립대학교, 서울시립대학교 일반대학원)

지도교수: 김규식

발행연도: 2021

저작권: 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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라돈은 세계보건기구 산하 국제암연구센터(IARC: International Agency of Research on Cancer)에서 1급 발암 물질로 규정하고 있다. 2009년 여러 국가를 대상으로 세계보건기구에서는 라돈의 인체영향에 관한 연구를 진행하였고, 그 결과 라돈이 전 세계 폐암 발병원인의 3∼14%를 차지한다고 보고하였다. 인간이 호흡할 때 유입된 라돈 가스는 폐 내부로 들어와도 대부분이 날숨을 통해 나가지만 양전하를 띄는 라돈자손의 경우 먼지에 쉽게 달라붙게 된다. 호흡기를 통하여 먼지가 폐로 들어가게 되면 폐 기도에 부착되고 납(210Pb)까지 붕괴되는 동안 약 34,620 Mev/Bq의 α에너지를 방출하게 되며, 폐 기저세포가 인체에 유해한 이 에너지에 지속적으로 노출됨으로서 변이를 일으켜 폐암을 유발하게 된다.[1]
21세기 고도의 산업기술 및 정보화 사회에서 우리 생활은 대부분 실내에서 영위되고 있다고 해도 과언이 아니다. 다시 말해서 낮에는 직장 또는 학교라는 실내공간에서 저녁에는 집이라는 실내공간에서 생활이 대부분 이루어지고 있다. 이러한 점을 고려해볼 때 실내에 유입된 라돈의 농도에 비례하여 라돈노출에 대한 위험도 커질 것이다.
라돈은 사람의 오감으로는 존재를 파악할 수 없기 때문에 라돈의 존재 확인은 라돈검출기를 통해 가능하며 다양한 종류의 라돈 검출기들이 개발되어 왔다.[2-5] 수동형 검출기인 알파비적 검출기, 차콜 캐니스터, 충전막 전리함 등의 라돈 검출기 제품들이 있지만 실시간으로 농도를 확인할 수 없고 최소 3일 이상의 라돈 가스 수집기간이 필요하며 라돈검출기를 분석할 수 있는 전문가의 도움이 반드시 필요한 단점이 있다. 이를 해결하기 능동형 라돈 검출기를 개발하여 라돈 농도를 실시간으로 계측 할 수 있게 되었다.[6]
하지만, 기존에 개발된 라돈 검출기는 블루투스 또는 USB를 이용해서 근거리 통신으로 데이터를 추출하거나 확인할 수 있었다. 원격으로 데이터를 취득할 수 있는 기능이 없기 때문에 사용자가 반드시 라돈 검출기가 설치된 곳에 가서 확인하거나 추출해야 하는 불편한 점이 있었다.
본 논문에서는 라돈검출기에 유선통신(USB)과 무선통신(지그비, Bluetooth, Wi-Fi, WCDMA) 기능을 구현하여 측정자가 없이 라돈 측정 결과를 측정 현장에서 파악할 수 있는 통신 시스템을 구현하고, 이를 통해 라돈농도 모니터링을 위한 유무선 통신방식의 특성에 대해 논의한다.

The International Cancer Research Center (IARC: International Agency of Research on Cancer) under the World Health Organization defines radon as a first-class carcinogen. In 2009, the World Health Organization studied the effects of radon on the human body in a number of countries, and it was reported that radon accounts for 3-14% of the causes of lung cancer worldwide. Radon gas enters the body when breathing, but most of it exits through exhalation. On the other hand, the radon progeny generated during the half-life is partially positively charged and easily adheres to the dust. The dust enters the lungs through the respiratory organ, attaches to the lung trachea, and releases an α energy of about 34,620 Mev/Bq while decaying to lead (210Pb). Basal cells in the lungs that are constantly exposed to harmful energy become mutated, eventually leading to lung cancer.
In today''s advanced industrial technology and information society, most of our lives are indoors. In other words, most of our lives are being carried out in the indoor space of work during the day and home at night. Thus, the risk of radon will be proportional to the concentration of radon indoors.
Radon can not be detected by human senses, it can be confirmed through a detector, and various radon detectors have been developed. There are passive radon detector products such as charcoal canister, filled film ionizer, and alpha track detector. The three major drawbacks of this detector are that it takes at least 3 days to collect radon gas, that the concentration can not be checked in real time, and that the help of a specialized agency that can analyze the detector is essential. To solve this problem, active radon detectors that can check the concentration of radon in real time have been developed.
Since the previously developed active radon detector uses USB or Bluetooth, data can be checked or extracted through NFC. However, since there is no wireless communication function, there is an inconvenient point that the user must go to the place where the radon detector is installed and check it.
In this paper, we studied a communication system that combines wired communication (USB) and wireless communication (Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi, WCDMA) functions with a radon detector to check the radon measurement results without a measurer at the measurement site. Through this, we discuss wired and wireless communication methods for radon concentration monitoring.

#라돈 #라돈검출기 #유선통신 #지그비 #Bluetooth #Wi-Fi #WCDMA

목차 ⅰ
그림 목차 ⅱ
표 목차 ⅴ
1. 서론 1
2. 라돈농도 모니터링 시스템 5
2.1 라돈 및 라돈농도 모니터링의 필요성 5
2.2 라돈농도 카운터 및 검출기 8
2.3 유·무선통신에 의한 라돈농도 모니터링 11
3. USB 유선통신에 의한 라돈농도 모니터링 17
4. 무선통신에 의한 라돈농도 모니터링 22
4.1 지그비 무선통신방식 22
4.2 블루투스 무선통신방식 29
4.3 Wi-Fi 무선통신방식 34
4.4 WCDMA 무선통신방식 47
4.5 무선통신의 특성 비교 51
5. 결론 55
참고문헌 59
Abstract 63

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