Designing an AI-Powered Weather Prediction System using Broadband Frequency Spectrum and Image Processing

본 연구에서는 1MHz~6GHz의 SDR 기기인 Hack RF와 Raspberry Pi 5를 활용하여 주파수 스펙트럼 및 이미지처리를 통한 기계학습 모델 기반 정밀 날씨 예측 시스템을 구현하였다. 보다 정밀한 날씨 예측을 위하여 온도, 습도, 기압 데이터는 Raspberry Pi의 BME 280 센서를 사용하여 수집하고, Hack RF를 통해 100MHz~300MHz, 600MHz~800MHz, 2.3GHz~2.5GHz 총 3개의 주파수 대역에서의 PSD(Power Spectrum Density) 변화와 OV5647 이미지 센서를 이용해 날씨 이미지의 RGB 비율 변화를 감지하였다. 수집된 데이터를 텍스트 파일로 전처리 후 소켓 통신을 이용하여 노트북으로 전송하였다. 전송받은 데이터는 파이썬의 RandomForestClassifer 기계학습 알고리즘을 이용하여 학습하고 날씨 예측을 할 수 있으며, 이를 기존 기상 예보와 비교하여 본 연구에서 제안한 새로운 접근법의 정확성을 검증하였다.