This thesis introduces the wireless sensor node(WSN) which uses flexible TEG as energy harvesting source and attached to factory pipe to monitor environment in real time. The flexible TEG has the advantage of efficiently supplying energy to the WSN from heat sources originating from the surface of the curved gas pipe. The designed WSN senses the variable harvesting power by monitoring the voltage of the flexible TEG from the energy aware system. The harvesting power can be efficiently utilized through an algorithm that adjusts the operating duty of the VOC gas sensor to match the sensed supply power. In addition, even when the power supply is cut off from the flexible TEG, the proposed WSN can monitor VOC gas concentration for 40 hours through the used 100-mAh Li-polymer battery and it can guarantee the safety of the factory environment.
본 논문은 유연 열전 소자를 에너지 하베스팅 장치로써 사용하며, 공장 파이프에 부착되어 주변 환경을 실시간으로 모니터링하는 센서 노드에 대한 구조를 소개한다. 제안된 센서 노드는 유연 열전 소자를 에너지 하베스팅 장치로 사용하기 때문에 가스 파이프와 같이 표면이 곡면인 경우에도, 에너지를 효율적으로 공급 받을 수 있는 이점이 있다. 구현된 센서 노드는 내장된 에너지 인식 시스템 구조를 통해 유연 열전 소자의 공급 전력을 파악한다. 파악된 유연 열전 소자의 공급 전력에 대응하여 Volatile Organic Compound (VOC) 기체를 검출하는 센서의 Active mode 시간을 조절하는 알고리즘을 통해 하베스팅 에너지를 효과적으로 사용할 수 있다. 또한, 유연 열전 소자에서 전원 공급이 중단된 경우에도, 제안된 센서 노드는 사용된 100mAh의 리튬-폴리머 배터리를 통해 40시간 동안 실시간 VOC 가스 농도에 대한 모니터링이 가능하며, 공장 환경의 안정성을 보장할 수 있다.
