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문제 정의
- 최근에 문제가 된 디지털 도어록의 보안에 대한 안정성을 스마트폰의 어플에 적용하여 해결한 새로운 형식의 출입문 보안시스템을 개발하였다. 본 연구는 외부에 노출된 도어록 기기를 문 안쪽으로 이동시켜서 전기충격에 의한 보안문제를 근본적으로 해결하였다. 동작은 스마트폰의 어플리케이션을 통하여 구동되도록 설계하였다.
제안 방법
- 본 연구에서는 도어록과 스마트폰간의 무선통신 기술과 앞서 말한 증강현실 기술을 결합하여 외부에서 보이는 도어록 개폐기를 내부에 은닉하여 각종 보안 문제의 근본적인 원인을 없애고, 또한 와이파이 통신을 통하여 원격으로 스마트폰을 통해 도어록을 제어할 수 있게 하였다. 즉, 비밀번호 키패드를 숨길 수 있어서 외부의 접근을 차단하고, 키패드에 묻은 지문을 통해 비밀번호 유출의 가능성을 차단할 수 있었다.
- 즉, 비밀번호 키패드를 숨길 수 있어서 외부의 접근을 차단하고, 키패드에 묻은 지문을 통해 비밀번호 유출의 가능성을 차단할 수 있었다. 부가하여 가족 간의 소통을 위해 도어록에 사용자들이 남길 수 있는 메모기능을 구현하였다.
- 아두이노는 ATmega 2560을 기반으로 하는 마이크로 컨트롤러보드이다. 본 연구에서는 아두이노 Mega ADK 보드와 안드로이드 폰과의 통신을 이용하기 위해 와이파이 쉴드를 사용한다. 쉴드 내부에서는 통신을 위해 802.
- 다음으로 이미지 컨버터(Image Converter)는 이미지의 픽셀 형식을 바꿔주는 역할을 한다. 스마트폰에서 지원되는 이미지의 포맷(YUV12) 뷰포리아가 작동하는 Open GL에서 사용되는 형식(RGB565)과 다르기 때문에 제대로 된 영상처리를 하기 위해서 픽셀 형식을 바꿔 준 다음 이미지를 전달해준다.
- 일반적인 도어록에서 숫자 버튼을 이용하여 비밀번호를 확인하는 방법 대신에 그림 4에 그려진 것처럼 9개의 원형 이미지를 사용하여 친숙한 스마트폰의 보안 패턴 방식과 유사하게 구성하였다. 9개의 원형 이미지는 사전에 저장되어있는 이미지를 이미지 컨터버를 통하여 픽셀 형식을 바꿔주고, 랜더링 과정을 거쳐 3D이미지처럼 보이게 만들어서 화면에 나타내준다.
- 본 연구에서는 이 원리를 활용하여 자물쇠의 가상의 열쇠패턴을 디스플레이하고 이를 도어록의 자물쇠 기능에 적용시킨다.
- 문은 나무를 이용해 열리고 닫힐 수 있게 만들었다. 그리고 스마트폰으로 도어록을 작동시키기 위해 대상 이미지가 있어야 하기 때문에 그림8에서 보이는 자물쇠 3개가 연속되는 이미지를 문에 붙여서 사용자가 패턴을 인식 시킬 수 있게 만들었다. 대상 이미지는 여러 이미지의 반복된 형식이거나 뾰족한 모서리를 통하여 특징점을 쉽게 잡을 수 있는 형식이 뷰포리아에서도 인식이 쉽다.
- 도어록 기기를 외부에 노출 시키지 않기 위해서 모터와 서버 등을 뒤쪽에 위치시키고, 모터의 원활한 작동을 위해 추가적으로 왼쪽에 건전지를 이용하여 모터에 전력을 공급했다. 모터는 원하는 만큼 각도를 조절해서 문을 열기 때문에 서보모터를 사용하여 일정 각도만 돌아가게 하였다. 자물쇠는 문의 열고 닫힘만을 조절할 수 있는 자물쇠를 사용했다.
- 아두이노는 와이파이 쉴드를 이용하여 스마트폰과의 통신으로 데이터를 받아서 모터를 동작 시키는 역할을 한다. 그리고 전력이 계속 제공되고 있어야 작동이 되기 때문에 전력을 지속적으로 공급해 줘야 해서 본 논문에서는 USB케이블을 통하여 아두이노에 지속적인 전력을 공급시켜주었다.
- 어플리케이션이 시작되면 기능을 사용하기 위해서 시작 후 가장 먼저 도어록과 연결을 실행해주어야 한다. 스마트폰에서 도어록과 연결을 위해 소켓 통신을 통하여 이미 저장되어 있는 서버의 아이피로 접속을 시도한다. 성공하였을 경우에는 그림 10의 (a)와 같은 성공하였다는 메시지 창을 띄워준다.
- 현재 지정되어있는 비밀번호 패턴에 대응되는 숫자를 입력함으로써 도어록을 열 수 있는 기능을 한다. 동작되는 방식은 입력된 숫자를 비밀번호 플래그와 합친 후 생성된 바이트 배열을 서버로 보내서 기존에 저장되어 있는 비밀번호와 비교한다.
- 최근에 문제가 된 디지털 도어록의 보안에 대한 안정성을 스마트폰의 어플에 적용하여 해결한 새로운 형식의 출입문 보안시스템을 개발하였다. 본 연구는 외부에 노출된 도어록 기기를 문 안쪽으로 이동시켜서 전기충격에 의한 보안문제를 근본적으로 해결하였다.
- 본 연구는 외부에 노출된 도어록 기기를 문 안쪽으로 이동시켜서 전기충격에 의한 보안문제를 근본적으로 해결하였다. 동작은 스마트폰의 어플리케이션을 통하여 구동되도록 설계하였다. 스마트폰에서 보이는 화면에 기존 이미지를 이미지 컨버터와 랜더링 과정을 통해서 미리 지정해둔 좌표에 증강현실을 통해 도어록 기능을 하게 될 원형 이미지를 노출된 기기를 대신하여 도어록으로 작동되도록 하였다.
- 동작은 스마트폰의 어플리케이션을 통하여 구동되도록 설계하였다. 스마트폰에서 보이는 화면에 기존 이미지를 이미지 컨버터와 랜더링 과정을 통해서 미리 지정해둔 좌표에 증강현실을 통해 도어록 기능을 하게 될 원형 이미지를 노출된 기기를 대신하여 도어록으로 작동되도록 하였다. 또한 메모노트를 띄워주어서 이용하여 가족 간의 의사소통을 원활하게 해주는 기능을 부가하였다.
대상 데이터
- 전체적인 도어록 시스템의 구성은 아두이노와 스마트폰 간의 소켓 통신으로 구성된다. 그림 1과 같이 하드웨어 부분은 서버로 사용하게 될 아두이노, 와이파이 쉴드와 도어록 부분의 문을 제어하게 되는 모터 등으로 구성되어 있다.
이론/모형
- 본 논문에서는 증강현실을 사용하기 위해 퀄컴사에서 제공한 SDK를 활용했다. 증강현실이란 가상현실의 한 분야로 실제 환경에 가상의 정보를 합성하여 실제 존재하고 있는 것처럼 보이게 하는 방법이다.
성능/효과
- 본 연구에서는 도어록과 스마트폰간의 무선통신 기술과 앞서 말한 증강현실 기술을 결합하여 외부에서 보이는 도어록 개폐기를 내부에 은닉하여 각종 보안 문제의 근본적인 원인을 없애고, 또한 와이파이 통신을 통하여 원격으로 스마트폰을 통해 도어록을 제어할 수 있게 하였다. 즉, 비밀번호 키패드를 숨길 수 있어서 외부의 접근을 차단하고, 키패드에 묻은 지문을 통해 비밀번호 유출의 가능성을 차단할 수 있었다. 부가하여 가족 간의 소통을 위해 도어록에 사용자들이 남길 수 있는 메모기능을 구현하였다.
- 또한 메모노트를 띄워주어서 이용하여 가족 간의 의사소통을 원활하게 해주는 기능을 부가하였다. 본 기기는 증강현실 도어록과 구동 모터를 사용하여 안드로이드 기반의 스마트폰 앱으6로 개발하고 적용해 보았으며, 정상적으로 작동함을 보였다.
후속연구
- 향후 시스템 기기의 구동을 위한 모터의 소형화와 앱 화면의 UI, 비상시 도어록의 전원 공급 방식 마련을 통해 수정 보완한다면 상용화가 가능할 것으로 사료된다.
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