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문제 정의
- 본 논문에서는 문제점 해결을 위하여 라즈베리 파이2 기반의 스마트 홈 시큐리티 모니터링 시스템을 제안한다. 제안하는 홈 시큐리티 모니터링 시스템은 마이크로 컨트롤러인 라즈베리 파이2를 이용하여 설계하였기 때문에 누구나 쉽게 접근이 가능하고, 라즈베리 파이2에 호환되는 파이 카메라를 사용하여 쉽게 영상 편집이 가능하였다.
제안 방법
- 각각의 초음파 센서와 인체 감지 센서의 데이터는 침입자가 발생 시 라즈베리 파이2에 연결되어 있는 카메라 모듈을 동작 시킨다. 동작된 카메라 모듈은 침입자를 촬영하고 센서 데이터오 촬영된 영상은 웹 서버로 전송되어 저장되고, 사용자는 PC 및 스마트 디바이스를 통해 스마트 홈 시큐리티 모니터링이 가능하도록 구현하였다
- 스마트 홈 시큐리티 시스템이 시작 될 때, 초음파 센서와 인체 감지 센서의 초기화가 진행된다. 문의 개폐 상태를 확인하기 위해 초음파 센서의 최대 값을 5cm로 책정하여 5cm 이상일 경우 문이 열린 상태로 판단하였다. 초음파 센서로 문의 상태를 확인 한 후 보다 정확하게 침입 여부를 판단하기 위해 인체 감지 센서를 이용하여 확인하였다.
- 본 논문에서 제안하는 스마트 홈 시큐리티에서 사용된 초음파 센서를 이용한 침입 여부 판단을 5cm를 기준으로 실험 하였으며, 실험은 3가지 경우로 구분하여 실험을 진행 하였다. 표1은 초음파 센서와 인체 감지 센서 데이터에 따른 각 경우를 나타내고 있다.
- 본 논문에서 제안한 홈 시큐리티 시스템은 마이크로 컨트롤러와 센서를 이용하여 침입자를 판별 하고, 사용자의 PC 및 스마트 디바이스를 통해 모니터링 하도록 설계하였다. 그리고 두 개의 센서를 이용하여 실시간으로 침입 여부를 판단하고 파이 카메라와 서보 모터를 제어함으로서 보다 높은 신뢰도와 안정적인 모니터링을 할 수 있는 장점이 있다.
- 스마트 홈 시큐리티 모니터링 시스템의 메인 프로세서는 라즈베리 파이2를 사용하였고 침입 여부를 판단하기 위해 초음파 센서 HC-SR04와 인체 감지 센서 HC-SR501을 사용하였다. 센서 데이터를 전송하고 저장하기 위해 웹 서버를 구축하였으며, 웹 서버로 수신된 센서 데이터와 촬영된 영상은 인터넷이 가능한 모든 원격지에서 사용자가 PC 및 스마트 디바이스를 통해 모니터링 할 수 있도록 설계하였다.
- 스마트 홈 시큐리티 모니터링 시스템의 메인 프로세서는 라즈베리 파이2를 사용하였고 침입 여부를 판단하기 위해 초음파 센서 HC-SR04와 인체 감지 센서 HC-SR501을 사용하였다. 센서 데이터를 전송하고 저장하기 위해 웹 서버를 구축하였으며, 웹 서버로 수신된 센서 데이터와 촬영된 영상은 인터넷이 가능한 모든 원격지에서 사용자가 PC 및 스마트 디바이스를 통해 모니터링 할 수 있도록 설계하였다.
- 그림 5 (a)와 (b), (c)는 각 상황에 따른 초음파 센서와 인체 감지 센서 데이터를 나타낸다. 실험 조건과 같이 초음파 센서의 값을 5cm로 기준하여 초과와 이하일 때 문열림과 닫힘을 판단하여 실험하였다. 그림 5 (a)는 침입자가 없는 경우 각 센서들의 데이터를 나타낸다.
- 인체 감지 센서는 인체의 온도는 36.5℃로써 적외선 범위에 포함되기 때문에 IR로 표기를 하고 움직임이 있을 경우 센서가 감지하여 메인프로세서로 1을 보내거나 0을 보내게 되며, 이를 이용하여 최종적으로 침입자의 여부를 판단하였다.
- 문의 개폐 상태를 확인하기 위해 초음파 센서의 최대 값을 5cm로 책정하여 5cm 이상일 경우 문이 열린 상태로 판단하였다. 초음파 센서로 문의 상태를 확인 한 후 보다 정확하게 침입 여부를 판단하기 위해 인체 감지 센서를 이용하여 확인하였다. 인체 감지 센서의 데이터 값이 1인 경우 침입자가 발생한 것으로 판단하여 파이 카메라를 구동 하여 영상을 촬영한다.
성능/효과
- 또한, 침입자 판단을 위해 초음파 센서와 인체 감지 센서를 이용하였기 때문에 하나의 센서만을 이용하여 침입자를 판단하였던 기존 홈 시큐리티 시스템에 비해 보다 신뢰도 높은 데이터를 이용하여 보다 안정적인 시스템 운영이 가능하였다. 그리고 CCTV나 DVR의 장비를 사용하지 않고 라즈베리 파이2에 호환되는 파이 카메라를 사용하여 쉽게 영상처리가 가능하였다. 또한, 서보모터와 조이스틱을 이용하여 카메라의 사각지대를 줄이도록 개선하였으며, 웹 서버를 이용한 모니터링 시스템을 통해 사용자는 자신이 위치하고 있는 원격지에서 실시간으로 침입 감지 시 스마트 디바이스를 통해 모니터링이 가능하였다.
- 그리고 CCTV나 DVR의 장비를 사용하지 않고 라즈베리 파이2에 호환되는 파이 카메라를 사용하여 쉽게 영상처리가 가능하였다. 또한, 서보모터와 조이스틱을 이용하여 카메라의 사각지대를 줄이도록 개선하였으며, 웹 서버를 이용한 모니터링 시스템을 통해 사용자는 자신이 위치하고 있는 원격지에서 실시간으로 침입 감지 시 스마트 디바이스를 통해 모니터링이 가능하였다.
- 본 논문에서는 라즈베리 파이2 기반의 스마트 홈 시큐리티 모니터링 시스템을 설계하였으며, 실제 마이크로프로세서인 라즈베리 파이2와 이에 호환되는 초음파 센서, 인체 감지 센서를 이용하여 구현함으로써 기존의 홈 시큐리티 시스템과 같이 복잡한 장비 설치가 요구되지않고 누구나 도면을 보고 쉽게 제작이 가능하도록 하였으며, 비교적 구성이 쉽게 이루어져 있어 오작동 발견 시 즉각적으로 빠른 대처가 가능하였다. 또한, 침입자 판단을 위해 초음파 센서와 인체 감지 센서를 이용하였기 때문에 하나의 센서만을 이용하여 침입자를 판단하였던 기존 홈 시큐리티 시스템에 비해 보다 신뢰도 높은 데이터를 이용하여 보다 안정적인 시스템 운영이 가능하였다. 그리고 CCTV나 DVR의 장비를 사용하지 않고 라즈베리 파이2에 호환되는 파이 카메라를 사용하여 쉽게 영상처리가 가능하였다.
- 본 논문에서는 라즈베리 파이2 기반의 스마트 홈 시큐리티 모니터링 시스템을 설계하였으며, 실제 마이크로프로세서인 라즈베리 파이2와 이에 호환되는 초음파 센서, 인체 감지 센서를 이용하여 구현함으로써 기존의 홈 시큐리티 시스템과 같이 복잡한 장비 설치가 요구되지않고 누구나 도면을 보고 쉽게 제작이 가능하도록 하였으며, 비교적 구성이 쉽게 이루어져 있어 오작동 발견 시 즉각적으로 빠른 대처가 가능하였다. 또한, 침입자 판단을 위해 초음파 센서와 인체 감지 센서를 이용하였기 때문에 하나의 센서만을 이용하여 침입자를 판단하였던 기존 홈 시큐리티 시스템에 비해 보다 신뢰도 높은 데이터를 이용하여 보다 안정적인 시스템 운영이 가능하였다.
- 본 논문에서는 문제점 해결을 위하여 라즈베리 파이2 기반의 스마트 홈 시큐리티 모니터링 시스템을 제안한다. 제안하는 홈 시큐리티 모니터링 시스템은 마이크로 컨트롤러인 라즈베리 파이2를 이용하여 설계하였기 때문에 누구나 쉽게 접근이 가능하고, 라즈베리 파이2에 호환되는 파이 카메라를 사용하여 쉽게 영상 편집이 가능하였다.
후속연구
- 9%의 성장세를 보인다고 발표했다. 향후 2016년에는 290억 달러 규모를 형성할 것으로 예상하였으며, 국내 시장 규모는 2012년 4,240억 원에서 연 평균 8.7%로 성장하여 2016년에는 6,334억 원이 될 전망이다. 이렇듯 스마트 홈 관련 시큐리티에 대한 관심이 전 세계적으로 높아지면서 CCTV 감시 시스템, 집안 모니터링 시스템, 출입 감지 시스템, 외출안전 시스템 등 다양한 부분으로 연구가 진행되고 있다.
- 향후 과제로는 두 개의 센서뿐만 아니라 다양한 센서를 통해 좀 더 신뢰성 높은 데이터를 이용하여 침입 여부를 판단하며, 영상처리 알고리즘을 추가 구성하여 침입자를 인식하고, 침입자의 정확한 정보를 관리자에게 전달이 연구하고자 한다.
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