최근 빈번한 사고로 인해 국민들의 '안전 의식'이 고조되면서 재난안전 및 응급조치와 관련한 어플리케이션들이 관심을 모으고 있다. 이에 따라 기존의 다양한 사물들에 인터넷을 결합하는 IoT(Internet of Things) 또한 큰 관심사로 여겨지고 있으며, 이러한 IoT 기술을 활용한 방범 서비스 어플리케이션이 개발되고 있다. 하지만, 기존의 방범 시스템 서비스용 어플리케이션들은 단순한 사용자 위치 정보를 파악하는 수준에서 구현되어 있으며 어플리케이션이 독립적으로 실행되기 때문에 안전사고에 유연하게 대처하지 못하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 사용자 위치 정보 및 다양한 센서 정보를 활용하여 위험상황을 감지하고, 가로등 제어 모듈과의 통신을 통하여 보다 안전하고 효율적인 방범 서비스를 제공할 수 있는 스마트 방범 서비스 구조를 제안한다. 또한, 비인가 사용자로 인한 오작동을 회피하기 위해 사용자 단말의 고유 정보를 이용한 통신 구조를 제안한다.
최근 빈번한 사고로 인해 국민들의 '안전 의식'이 고조되면서 재난안전 및 응급조치와 관련한 어플리케이션들이 관심을 모으고 있다. 이에 따라 기존의 다양한 사물들에 인터넷을 결합하는 IoT(Internet of Things) 또한 큰 관심사로 여겨지고 있으며, 이러한 IoT 기술을 활용한 방범 서비스 어플리케이션이 개발되고 있다. 하지만, 기존의 방범 시스템 서비스용 어플리케이션들은 단순한 사용자 위치 정보를 파악하는 수준에서 구현되어 있으며 어플리케이션이 독립적으로 실행되기 때문에 안전사고에 유연하게 대처하지 못하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 사용자 위치 정보 및 다양한 센서 정보를 활용하여 위험상황을 감지하고, 가로등 제어 모듈과의 통신을 통하여 보다 안전하고 효율적인 방범 서비스를 제공할 수 있는 스마트 방범 서비스 구조를 제안한다. 또한, 비인가 사용자로 인한 오작동을 회피하기 위해 사용자 단말의 고유 정보를 이용한 통신 구조를 제안한다.
As crime has actually increased in recent years, various mobile applications related to safety and emergency measure have received much attention. Therefore, IoT (Internet of Things) technologies, which connect various physical objects with Internet communication, have been also paid attention and t...
As crime has actually increased in recent years, various mobile applications related to safety and emergency measure have received much attention. Therefore, IoT (Internet of Things) technologies, which connect various physical objects with Internet communication, have been also paid attention and then diverse safety services based on IoT technologies have been on the increase. However, existing mobile safety applications are simply based on location based service (LBS). Also, as they are independently operated without the help of another safety systems, they cannot efficiently cope with various safety situations. So, this paper proposes the efficient smart safety service architecture with both the risky situation detection using user location as well as various sensing information and the risk congruence measure using the streetlight infrastructure. Additionally, UDID (unique device identifier) is utilized for the secure communication with the control center.
As crime has actually increased in recent years, various mobile applications related to safety and emergency measure have received much attention. Therefore, IoT (Internet of Things) technologies, which connect various physical objects with Internet communication, have been also paid attention and then diverse safety services based on IoT technologies have been on the increase. However, existing mobile safety applications are simply based on location based service (LBS). Also, as they are independently operated without the help of another safety systems, they cannot efficiently cope with various safety situations. So, this paper proposes the efficient smart safety service architecture with both the risky situation detection using user location as well as various sensing information and the risk congruence measure using the streetlight infrastructure. Additionally, UDID (unique device identifier) is utilized for the secure communication with the control center.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
한편, 최근 국내에서 각종 범죄와 안전사고로 인한 인명 피해가 급증함에 따라 안전과 관련된 모바일 어플리케이션 개발이 주목을 받고 있다[2-5]. 본 논문에서는 범죄와 안전사고에 대한 불안감을 해소하기 위해 스마트폰과 가로등을 활용하는 안전한 서버 통신 기반의 스마트 방범 시스템을 제안한다. 본 스마트 방범 시스템은 프라이버시 제공과 효율적인 방범 서비스 제공을 위해 스마트폰에 장착된 GPS와 각종 임베디드 센서로부터 얻어진 사용자 위치 정보 및 사용자 인증 정보를 활용한다.
위험 상황 통보 시 사용자의 위치정보 기반으로 제어센터에서는 사용자 위치에 가장 가까운 스마트 가로등 시스템을 제어하여 효율적인 방범 동작을 수행하게 한다. 이러한 모바일 어플리케이션과 서버기반 제어센터 그리고 새로운 통신용 가로등 시스템을 접목한 새로운 사용자 경험을 제공함으로써 위험에 대한 사용자의 두려움을 감소시켜 보다 편안한 삶을 제공할 수 있는 기초를 제공한다.
즉, 위험 상황에 처한 사용자의 위치를 정확하게 파악하기 위해서는 지속적인 정보 교환이나 부가적인 정보를 필요로 하게 됨에 따라 기존 방법들은 효율적인 위험 상황 회피에 다소 제한적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 스마트폰을 이용한 위치 정보와 기간시설의 하나인 가로등 시스템을 스마트 시스템으로 활용함으로써 보다 효율적이고 실질적으로 위험 상황에 대처할 수 있도록 구현한다.
가설 설정
제안하는 스마트 방범 시스템은 사용자 위치 정보 데이터를 근간으로 가로등 제어가 수행되기 때문에 제어센터는 가로등의 위치 및 ID 정보를 갖고 있다고 가정한다. 이러한 가로등 정보와 사용자위치 정보 데이터를 분석하여 사용자와 가장 근접한 스마트 가로등 시스템과의 통신 제어를 수행한다.
제안 방법
제어센터는 사용자의 위치정보 및 센서 정보를 이용하여 데이터베이스에 저장되어 있는 가로등의 위치정보와 가로등의 ID를 분석한 후, 사용자 위치로부터 가장 근접한 가로등을 제어하여 사용자의 위험이 주변에 알려지도록 한다. 기존의 방범 서비스용 어플리케이션들이 사용자 위치 정보에 기반하여 수동적으로 지인들에게 공지하는 대응 방법들만을 사용하고 있는 반면에, 본 제안된 시스템은 능동적으로 즉각 위험에 대응할 수 있도록 설계되었다.
테스트시나리오는 그림 5, 6과 같으며 특정 위치에서 제어센터에 도움을 요청하며 이후 스마트 가로등의 동작이 성공적으로 작동하는지 확인한다. 두 대의 스마트폰을 이용하여 실험을 진행하였고 Cha 아이디를 비인증 단말기로 설정하였고, Lee 아이디를 인증 단말기로 설정하여 인증시스템의 작동여부를 확인한다. 또한 가로등을 LED로 대체했기 때문에 각각의 LED를 가로등에 해당되는 ID, 위도 경도 값을 미리 저장했다.
안드로이드의 위치기반서비스를 이용하여 사용자의 위치 정보를 받아오며 어플리케이션 내의 응급 상황을 알리는 버튼을 누르는 동작 뿐 만 아니라 스마트폰의 가속도 및 자이로센서를 사용하여 사용자가 버튼을 누르지 않아도 위험 상황을 감지하도록 한다. 두 번째로 위험상황 알림을 위해 제어센터와 스마트 가로등 시스템 간 안전한 정보 교환을 위한 방식을 제안한다. 즉, 스마트폰의 UDID를 이용하여 기등록된 사용자를 식별하며 응급 상황 발생 시 제어센터로 들어온 사용자 정보를 사용 후 바로 삭제되도록 설계한다.
ID필드는 스마트 가로등을 식별하기 위하여 사용되며 latitude와 longitude 필드는 스마트 가로등의 위도, 경도가 기록되어있다. 따라서 스마트 방범 어플리케이션으로부터 수신한 사용자로부터 받은 위치데이터를 기준으로 smartlight 테이블의 위도, 경도 필드 값들을 가지고 가장 가까운 스마트 가로등을 선택하여 제어한다. 위의 과정동안 제안한 시스템은 제어센터를 근간으로 작동하기 때문에 사용자는 자신의 위치정보를 제어센터로 전송하므로 프라이버시 문제를 야기한다.
두 대의 스마트폰을 이용하여 실험을 진행하였고 Cha 아이디를 비인증 단말기로 설정하였고, Lee 아이디를 인증 단말기로 설정하여 인증시스템의 작동여부를 확인한다. 또한 가로등을 LED로 대체했기 때문에 각각의 LED를 가로등에 해당되는 ID, 위도 경도 값을 미리 저장했다.
제어센터는 아파치를 이용하여 구현했으며 PHP (Personal Hypertext Preprocessor)을 이용하여 데이터베이스 관리 시스템인 MySQL을 연동했다. 또한, 사용자 인증 및 가로등을 관리하기 위해 데이터베이스를 구현하였다. 제어센터의 데이터베이스는 그림 3과 같이 인증정보 및 가로등의 아이디를 관리하는 테이블로 구성되어있다.
본 스마트 방범 시스템은 프라이버시 제공과 효율적인 방범 서비스 제공을 위해 스마트폰에 장착된 GPS와 각종 임베디드 센서로부터 얻어진 사용자 위치 정보 및 사용자 인증 정보를 활용한다. 또한, 사용자 정보의 지속적인 위치 정보 업데이트에 따른 정보 유출과 제어 메시지 오버헤드 문제를 해결하기 위한 효율적인 정보 전달 방법을 제안한다. 특히, 스마트폰의 센서를 이용하여 어플리케이션 사용자의 위험을 제안 시스템이 스스로 감지하고 일정 시간동안 응답이 없게 되면 제어센터와의 통신을 통해 자동 신고 및 지인에게 메시지나 알림을 보내고 사용자의 주변에 위치하고 있는 사람들에게 위험한 상황을 알려 사용자의 안전을 보장하도록 설계되었다.
본 논문에서 제안하는 스마트 방범 시스템은 다음과 같은 두 가지 특징을 갖는다. 먼저, 사용자 위치 정보 및 다양한 센서 정보를 활용하여 위험상황을 감지하도록 설계한다. 안드로이드의 위치기반서비스를 이용하여 사용자의 위치 정보를 받아오며 어플리케이션 내의 응급 상황을 알리는 버튼을 누르는 동작 뿐 만 아니라 스마트폰의 가속도 및 자이로센서를 사용하여 사용자가 버튼을 누르지 않아도 위험 상황을 감지하도록 한다.
본 논문에서는 범죄와 안전사고에 대한 불안감을 해소하기 위해 스마트폰과 가로등을 활용하는 안전한 서버 통신 기반의 스마트 방범 시스템을 제안한다. 본 스마트 방범 시스템은 프라이버시 제공과 효율적인 방범 서비스 제공을 위해 스마트폰에 장착된 GPS와 각종 임베디드 센서로부터 얻어진 사용자 위치 정보 및 사용자 인증 정보를 활용한다. 또한, 사용자 정보의 지속적인 위치 정보 업데이트에 따른 정보 유출과 제어 메시지 오버헤드 문제를 해결하기 위한 효율적인 정보 전달 방법을 제안한다.
스마트폰에 내재된 가속도 센서, 중력센서, 근접센서[8] 등을 통해 위험 상황을 자동감지 및 예측한다. 즉, 센서정보의 조합을 통해서 응급상황 및 도움이 필요한 상황을 감지한다.
실제 동작 테스트를 위해 스마트 방범 어플리케이션 실행 후 실제 일정 구역의 이동을 통한 테스트를 수행했다. 테스트시나리오는 그림 5, 6과 같으며 특정 위치에서 제어센터에 도움을 요청하며 이후 스마트 가로등의 동작이 성공적으로 작동하는지 확인한다.
스마트 가로등은 아두이노 기반으로 구현했으며 제어센터로부터 수신 받은 제어 신호로 가로등의 불빛을 제어한다. 아두이노를 클라이언트로 설정하여 제어센터로부터 제어신호를 받으면 LED를 구동하도록 구현하였으며 구현의 편의상 제어센터와의 연결을 위하여 Ethernet 모듈을 이용하였다. 또한, 제안한 시스템을 넓은 지역에 적용시키려고 할 경우 WLAN 및 Zigbee를 활용할 수 있다.
먼저, 사용자 위치 정보 및 다양한 센서 정보를 활용하여 위험상황을 감지하도록 설계한다. 안드로이드의 위치기반서비스를 이용하여 사용자의 위치 정보를 받아오며 어플리케이션 내의 응급 상황을 알리는 버튼을 누르는 동작 뿐 만 아니라 스마트폰의 가속도 및 자이로센서를 사용하여 사용자가 버튼을 누르지 않아도 위험 상황을 감지하도록 한다. 두 번째로 위험상황 알림을 위해 제어센터와 스마트 가로등 시스템 간 안전한 정보 교환을 위한 방식을 제안한다.
제안하는 스마트 방범 시스템은 사용자 위치 정보 데이터를 근간으로 가로등 제어가 수행되기 때문에 제어센터는 가로등의 위치 및 ID 정보를 갖고 있다고 가정한다. 이러한 가로등 정보와 사용자위치 정보 데이터를 분석하여 사용자와 가장 근접한 스마트 가로등 시스템과의 통신 제어를 수행한다. (SHV-E210S)를 사용하여 구현하였다.
이를 통해 인가된 사용자 여부를 식별할 수 있는 정보 교환을 선행한다. 이를 위해 등록된 스마트폰 기기의 UDID (unique device identification)와 사용자 인증 정보를 쌍으로 전달하여 안정성을 확보한다.
본 장에서는 가로등과의 통신을 활용한 스마트 방범 시스템의 설계 방안을 제시한다. 제안하는 스마트방범 시스템은 사용자를 식별하고 가로등을 제어하는 제어센터, 사용자의 현재 위치 및 각종 필요한 정보들을 제언 센터로 전달하는 모바일 어플리케이션, 그리고 가로등 통신 시스템으로 구성된다.
두 번째로 위험상황 알림을 위해 제어센터와 스마트 가로등 시스템 간 안전한 정보 교환을 위한 방식을 제안한다. 즉, 스마트폰의 UDID를 이용하여 기등록된 사용자를 식별하며 응급 상황 발생 시 제어센터로 들어온 사용자 정보를 사용 후 바로 삭제되도록 설계한다. 위험 상황 통보 시 사용자의 위치정보 기반으로 제어센터에서는 사용자 위치에 가장 가까운 스마트 가로등 시스템을 제어하여 효율적인 방범 동작을 수행하게 한다.
또한, 사용자 정보의 지속적인 위치 정보 업데이트에 따른 정보 유출과 제어 메시지 오버헤드 문제를 해결하기 위한 효율적인 정보 전달 방법을 제안한다. 특히, 스마트폰의 센서를 이용하여 어플리케이션 사용자의 위험을 제안 시스템이 스스로 감지하고 일정 시간동안 응답이 없게 되면 제어센터와의 통신을 통해 자동 신고 및 지인에게 메시지나 알림을 보내고 사용자의 주변에 위치하고 있는 사람들에게 위험한 상황을 알려 사용자의 안전을 보장하도록 설계되었다.
성능/효과
제안하는 스마트 방범 시스템은 사용자 기기의 UDID정보를 통해 사용자를 식별하여 허가된 사용자만 사용할 수 있도록 함으로써 시스템의 악용을 방지할 수 있다. UDID는 스마트폰의 고유정보로 디바이스 토큰을 제어센터와 공유한다.
후속연구
아두이노를 클라이언트로 설정하여 제어센터로부터 제어신호를 받으면 LED를 구동하도록 구현하였으며 구현의 편의상 제어센터와의 연결을 위하여 Ethernet 모듈을 이용하였다. 또한, 제안한 시스템을 넓은 지역에 적용시키려고 할 경우 WLAN 및 Zigbee를 활용할 수 있다. 즉, 제어센터로부터 아두이노가 제어신호를 수신하면 사용자와 가장 근접한 가로등을 불빛을 제어한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
스마트폰과 통신하는 제어센터 보안을 위해 어떻게 설계해야 하는가?
스마트폰과 통신하는 제어센터는 인증된 사용자만이 본 스마트 방범 시스템을 구동할 수 있도록 설계한다. 제어센터는 사용자의 위치정보 및 센서 정보를 이용하여 데이터베이스에 저장되어 있는 가로등의 위치정보와 가로등의 ID를 분석한 후, 사용자 위치로부터 가장 근접한 가로등을 제어하여 사용자의 위험이 주변에 알려지도록 한다.
2014년 국내 스마트폰(Smart Phone) 가입자의 수는?
2014년 국내 스마트폰(Smart Phone) 가입자는 4,000만 명으로 전체 5,720만 명의 이동전화 서비스 가입자 수의 대부분을 차지하고 있으며 각종 기술의 발달로 그 비중에 날로 높아지고 있는 추세이다[1]. 그에 따라, 스마트폰 및 부가 기능을 활용한 다양한 모바일 어플리케이션이 출시되고 있다.
스마트 방범 어플리케이션의 핵심기능은 무엇이 있는가?
위치 기반 서비스: GPS 및 유무선 통신망을 통하여 제공받은 사용자의 위치 정보를 획득하고[7], 이를 이벤트 감지 시 주변 스마트 가로등 시스템과 제어센터로 전달하여 연관 동작을 수행할 수 있게 한다.
상황 감지 서비스: 스마트폰에 내재된 가속도 센서, 중력센서, 근접센서[8] 등을 통해 위험 상황을 자동감지 및 예측한다. 즉, 센서정보의 조합을 통해서 응급상황 및 도움이 필요한 상황을 감지한다.
안전한 정보 전달: 위험 상황 감지 시, 사용자 위치 정보를 근간으로 사용자와 가장 근접한 스마트 가로등 시스템과의 안전한 정보 교환으로 위험 상황 회피 및 대응을 신속, 정확하게 처리할 수 있게 한다. 또한 사용자 위치 정보 유출에 따른 프라이버시 침해 상황 방지를 위해 제어센터와 정보를 교환하기 전에 사용자 인증 과정을 수행하게 한다.
참고문헌 (8)
M. S. Kang, Wireless subscribers statistics(2015), Mar. 16. 2015, from http://www.msip.go.kr/web/msipContents/contentsView.do?cateIdmssw4b&artId1251095
Y. H. Kim, J. B. Lee, Y. J. Kim, and D. K. Yoon, "An examination of the functions and usages of mobile applications for disaster and safety management in korea," J. Korean Soc. Hazard Mitig., vol. 14, no. 1, pp. 247-255, Feb. 2014.
S. J. Oh, S. J. Moon, and S. O. Choi, "Intelligence security and surveillance system in sensor network environment using integrated heterogeneous sensors," J. KICS, vol. 38, no. 7, pp. 551-562, Jul. 2013.
S. Y. Hwang and S. H. Park, "A study on the methodology of positioning security CCTV cameras in multi-family housings - A study on the methodology of positioning fish-eye lens CCTV cameras -," in Proc. KICS, pp. 567-568, Daejeon, Korea, Nov. 2014.
K. C. Park, S. T. Choi, and W. D. Cho, "The gait pattern Analysis using mobile Phone Accelerometer for Healing Care," in Proc. KICS, pp. 457-458, Yongpyeong, Korea, Jan. 2014.
D. H. Shin and Y. M. Kim, "Activation strategies of the disaster public-apps in korea," J. JKCA, vol. 14, no. 11, pp. 644-656, Nov. 2014.
J. Y. Ryu and T. S. Song, "Design and Implementation for Child Tracking System using GPS and WiFi under Android Environment," J. KIICE, vol. 18, no, pp. 1343-1349, Jun. 2014.
Y. C. Lee and C. W. Lee, "Android Platform based Gesture Recognition using Smart Phone Sensor Data," Smart Media J., vol. 1, no. 4, pp. 18-26, Dec. 2012.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.