[논문]위치추적 가로등에 관한 연구

김범수; 김승구; 송형호; 김보련; 한영오

doi:10.13067/jkiecs.2018.13.6.1275

위치추적 가로등에 관한 연구
A Study on Location Tracking Streetlight 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.13 no.6, 2018년, pp.1275 - 1280

김범수 (남서울대학교 전자공학과) , 김승구 (남서울대학교 전자공학과) , 송형호 (남서울대학교 전자공학과) , 김보련 (남서울대학교 전자공학과) , 한영오 (남서울대학교 전자공학과)

초록
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실시간으로 모습이 확인 가능한 CCTV 가로등과 어린이 안심 알리미 어플의 단점을 보완하기 위해 스마트폰 연동 위치추적 가로등과 원격 디스플레이 장치를 구현하였고 초음파 센서, 조도 센서로 주변 밝기와 물체를 감지해 LED의 밝기를 조절하도록 설계하였다. CCTV는 블루투스 통신을 통해 스마트폰의 위치를 전송받아 해당 위치의 대상을 촬영한다. 촬영된 영상은 WiFi를 통해 태블릿 PC로 무선 송출하는 시스템을 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

We made a smartphone interlocking location tracking streetlight and remote display device to compensate the defect of real time identifiable CCTV streetlights and child safety notification applications. It controls brightness of LED by detecting the surrounding brightness and objects with ultrasonic sensor and illuminance senor. The CCTV receives the location of smartphone by Bluetooth and takes the target of the location. It realizes a wireless transmission system that the video is upload to the tablet PC via WiFi.

주제어

표/그림 (11)

그림 그림 1. 시스템 구성도 Fig. 1 System diagram
그림 그림 2. 작품 외형 Fig. 2 The outward appearance of a work
그림 그림 3. CCTV 구동 알고리즘 Fig. 3 CCTV drive algorithm
그림 그림 4. LED 밝기 제어 실험 그래프 Fig. 4 LED brightness control experimental graph
그림 그림 5. 낮 가로등 (LED OFF) Fig. 5 A daytime streetlight (LED OFF)
그림 그림 6. 일몰 후 가로등 (LED 50% ON) Fig. 6 A streetlight after sunset(LED 50% ON)
그림 그림 7. 일몰 후 물체감지 시 가로등 (LED 100% ON) Fig. 7 A streetlight on object detection after sunset(LED 100% ON)
그림 그림 8. 아두이노 블루투스 통신 모듈 연결 Fig. 8 Connecting up to arduino bluetooth communication module
그림 그림 9. 스마트폰 블루투스 통신 모듈 연결 Fig. 9 Connecting up to smartphone Bluetooth communication module
그림 그림 10. 아두이노 캠 촬영과 무선송출 Fig. 10 Taking with arduinocam and a wireless transmission
그림 그림 11. 위치이동 영상 분할송출 Fig. 11 Spilt screen transmission of location moving video

AI 본문요약
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문제 정의

CCTV 가로등과 어린이 안심 알리미 어플의 단점을 보완한 스마트폰 연동 위치추적 가로등과 원격 디스플레이를 구현했다.

제안 방법

또한 CCTV 가로등 앞 일정범위 내 스마트폰을 가지고 있는 대상이 지나가면 블루투스 통신을 이용하여 대상의 위치를 파악하도록 설계하였다. WiFi를 통하여 서버기능을 갖는 태블릿 PC에 해당 구역의 CCTV의 촬영영상을 실시간으로 송출하고 그 대상이 또 다른 CCTV 가로등의 일정범위 안에 도달한다면 그 가로등의 CCTV 촬영영상으로 바꿔 연속적으로 송출하도록 설계되었다. 또한 보호자의 스마트폰으로도 동일 영상이 송출되도록 설계되어 이벤트 발생시는 물론 보호자의 필요에 따라 실시간 영상을 볼 수 있게 안심 알리미 앱을 제작하였다.
본 연구에서는 조도 센서와 초음파 센서를 이용한 복합센싱으로 상황에 따라 가로등의 밝기를 조절기능을 향상시켰다. 또한 CCTV 가로등 앞 일정범위 내 스마트폰을 가지고 있는 대상이 지나가면 블루투스 통신을 이용하여 대상의 위치를 파악하도록 설계하였다. WiFi를 통하여 서버기능을 갖는 태블릿 PC에 해당 구역의 CCTV의 촬영영상을 실시간으로 송출하고 그 대상이 또 다른 CCTV 가로등의 일정범위 안에 도달한다면 그 가로등의 CCTV 촬영영상으로 바꿔 연속적으로 송출하도록 설계되었다.
중앙처리장치 아두이노 우노 R3가 조도 센서와 초음파 센서에서 실시간으로 측정값을 받아 상황에 따라 3가지 경우로 LED 밝기를 제어한다[4]. 또한 스마트폰의 위치 값을 블루투스 통신을 통해 아두이노에 전달한다.

대상 데이터

CCTV 가로등 상단에는 LED(Diffused White 10mm LED ada-846)를 설치해 조명을 설치하고 초음파 센서(HC-SR04 C23)와 조도 센서(광 조도 센서 모듈 C58)는 가로등 하단에 설치해 사람과 물체를 인식하고 실시간 조도를 측정한다. 중앙처리장치인 아두이노 우노 R3는 가로등 내부에 설치해 LED 밝기 제어와 스마트폰과 CCTV 간의 위치전달을 하는 매개체 역할을 한다.

성능/효과

오차가 큰 GPS 대신 블루투스 통신을 사용하여 접하기 쉬운 스마트폰과 연동해 정밀도와 접근성을 높였다. 스마트폰을 가지고 있는 대상이 CCTV 가로등의 일정 거리에 접근 시 가로등에 내장된 블루투스 모듈과 스마트폰이 연결되면 대상의 위치를 아두이노에 전송한다.
초음파 센서와 조도 센서를 이용하여 LED 밝기가 다르게 출력되도록 하여 가로등의 전력을 효율적으로 사용했다. 조도 센서의 측정값이 30lx이하 일 때 LED가 50%의 밝기로 빛을 내고 이 때 초음파 센서의 측정값이 0∼10cm미만이면 100%로 빛을 내게 했다.
해당 위치의 CCTV 화면은 태블릿 PC에 WiFi를 통해 분할화면으로 무선 송출한다. 태블릿 PC에 스마트폰을 가지고 있는 사람이 보이지 않을 경우 어플의 바뀐 CCTV 화면으로 송출하여 사각지대를 보완했다.

후속연구

향후 블루투스 통신기술을 보완해서 일 대 다수로 연동할 수 있게 하면 통신의 제약 없이 더욱 효율적으로 사용할 수 있을 것이다. 또한 지금은 프로토 타입이라 WiFi로 영상을 전송하지만 추후 저전력 장거리 통신인 LoRa가 안정적으로 망이 잘 구축된다면 장거리도 거리의 제약 없이 더욱 원활하게 이용 가능할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	2018년 통계청 사회조사 중 야간 보행에 두려움을 느끼는 이유에 대한 결과는?	2018년 통계청 사회조사 자료에 의하면 야간 보행에 두려움을 느끼는 이유 1위는 ‘인적이 드물어서(51.3%)’로 나타났다. 그 뒤를 이어 ‘가로등이 없어서(25.9%)’, ‘CCTV가 없어서(16.5%)’, ‘우범지역이므로(5.3%)’ 순으로 나타났다.
	어린이 안심 알리미 어플의 특징은?	자녀들을 범죄로부터 보호하기 위해 부모에게 여러 회사에서 어린이 안심 알리미 어플을 제공하고 있다. 스마트폰 GPS 기능을 이용하여 실시간으로 위치확인을 할 수 있는 점이 가장 큰 특징이다. 또한 경로를 설정해 그 경로를 벗어나게 되면 경로이탈 알림서비스도 받을 수 있다[1-3]. 그러나 이 서비스는 스마트폰을 가진 대상 즉 자녀의 실시간 모습을 파악하기 어렵다.
	대부분의 스마트 가로등에 적용되는 기술은?	이러한 사회적 요구에 따라 최근 스마트 가로등이 일부 지역에 설치되고 있다. 그러나 대부분의 스마트 가로등은 LED를 통한 밝기 자동조절 및 CCTV로 약50m 인근을 실시간 촬영하는 기술이 주종을 이루고 있다.

참고문헌 (7)

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