[논문]IoT 기반의 효율적인 스마트도서관 자원 관리 시스템 개발

이주화; 이명숙

doi:10.17662/ksdim.2019.15.2.001

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we constructed a system to operating and manage the resources of the Smart Library Reading Room automatically using the Internet of things. The persistent problem of smart library or unattended library is electric energy waste and efficient seat management. The electricity and seat la...

In this study, we constructed a system to operating and manage the resources of the Smart Library Reading Room automatically using the Internet of things. The persistent problem of smart library or unattended library is electric energy waste and efficient seat management. The electricity and seat layout management method of the existing library reading room is being treated as concentrated management in the central system. However, this approach results in wasting electricity and seats do not provide a fair opportunity for each user. In this study, IoT sensor was used to turn off electricity and empty seat for about 20 minutes, so that it could be marked as vacant and managed efficiently, so that opportunities for seats were evenly maintained. In the future, we will improve this and construct a model in the reading room of actual village library or school library, and analyze and reflect the result.

주제어

표/그림 (10)

그림 <그림 1> 스마트 도서관 자동화 모델의 전체 흐름도
그림 <그림 2> 스마트도서관 자동화 모델 HW 구성도
그림 <그림 3> 스마트도서관 자동화 모델 SW 구성도
표 <표 1> 하드웨어 상세 구성도
그림 <그림 5> 사용자 스마트기기에서 접속한 웹 서버 화면
그림 <그림 그림 4> E-R 다이어그램
그림 <그림 6> 데이터베이스 서버의 사용자 정보 테이블 조회 화면
그림 <그림 7> 좌석 점유 시 스마트 기기와 데이터베이스 서버 화면
그림 <그림 8> 아두이노와 게이트웨이
그림 <그림 9> 좌석 점유 해제 시 스마트 기기와 데이터베이스 서버의 화면

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

둘째, 열람실의 좌석을 스마트폰을 이용하여 예약함과 동시에 빈 좌석을 자동으로 관리해줌으로써 효율적 좌석 배치와 공평한 좌석할당을 시도하였다. 이는 열람실의 좌석을 미리 선점해두는 고질적 문제에 대한 갈등을 해소할 수 있고 관리에 필요한 낭비되는 인적 자원 등 효율적 자원관리를 할 수 있도록 하였다. 향후 제시된 모델대로 구축하여 그 결과를 스마트도서관에 적용하여 그 결과를 분석하고 수정하여 업그레이드된 시스템을 개발할 것이다.
이에 본 연구에서는 사물인터넷을 활용하여 자동으로 도서관 열람실을 운영할 수 있는 플랫폼을 구축하였다. 스마트도서관의 에너지를 절약하고 앱을 통해 좌석을 자동으로 예약가능하며 자리차지로 인한 좌석 낭비 문제는 IoT 센서들을 이용하여 효율적으로 자원을 관리할 수 있는 시스템을 개발하였다.
사물인터넷 기술은 실 세계에 존재하는 사물과 사이버 세계에 존재하는 사물들이 인터넷을 통해 연결되므로 이를 기반으로 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 이에 본 연구에서도 4차산업혁명 시대의 핵심기술인 IoT 기술을 도서관에 활용함으로써 전통적인 도서관을 모습에서 새로운 스마트도서관이 될 수 있도록 한다.

제안 방법

이를 통해 무인으로 운영되는 도서관 또는 학교 열람실의 전기에 대한 비용을 줄이는 효과를 가져 올 수 있다. 둘째, 열람실의 좌석을 스마트폰을 이용하여 예약함과 동시에 빈 좌석을 자동으로 관리해줌으로써 효율적 좌석 배치와 공평한 좌석할당을 시도하였다. 이는 열람실의 좌석을 미리 선점해두는 고질적 문제에 대한 갈등을 해소할 수 있고 관리에 필요한 낭비되는 인적 자원 등 효율적 자원관리를 할 수 있도록 하였다.
<그림 9(d)>는 좌석 히스토리 테이블로 ‘1번 좌석’을 ‘user1’ 사용자가 ‘2018-10-11 21:26:23’에 점유하여 사용하다 ‘2018-10-11 22:28:56’에 점유해제하였음을 보여준다. 본 장에서는 본 논문에서 제안한 스마트 도서관 자동화 모델의 각 구성요소 간 연동 실험을 수행하였으며, 실험 결과 정상 동작함을 검증하였다.
이에 본 연구에서는 사물인터넷을 활용하여 자동으로 도서관 열람실을 운영할 수 있는 플랫폼을 구축하였다. 스마트도서관의 에너지를 절약하고 앱을 통해 좌석을 자동으로 예약가능하며 자리차지로 인한 좌석 낭비 문제는 IoT 센서들을 이용하여 효율적으로 자원을 관리할 수 있는 시스템을 개발하였다. 이를 통해 무인으로 운영되는 도서관 열람실의 보조적 역할과 인력낭비 및 비용을 줄이는 효과를 가져 올 수 있다.
아두이노는 오픈 하드웨어와 소프트웨어를 통해 보다 쉽게 제어 장치를 만들 수 있는 개발 보드이다. 이 보드를 통해 다양한 센서를 연결하여 스마트도서관에 필요한 시스템으로 구성하였다. 본 연구는 다음의 문제를 해결하였다.
이렇게 도서관의 환경은 시대에 변화에 따라가기도 어려울뿐더러 점점 열악해 지고 있는 실정이었다. 이를 해결하기 위하여 도서관의 구조를 바꿀 수 있는 것보다 현재의 상황에서 전기 에너지를 절약하거나 열람실 좌석을 효율적으로 관리할 수 있도록 IoT를 활용하고자 한다.
본 연구는 다음의 문제를 해결하였다. 첫째, 도서관 열람실의 개별 전기를 사물인터넷을 이용하여 조절함으로써 열람실의 전기를 절약할 수 있도록 하였다. 이를 통해 무인으로 운영되는 도서관 또는 학교 열람실의 전기에 대한 비용을 줄이는 효과를 가져 올 수 있다.

대상 데이터

본 논문의 스마트 도서관 자동화 모델은 게이트웨이, 데이터베이스 서버 그리고 웹 서버로 구성되며 과 같다.
본 장에서는 사용자 스마트기기와 웹 서버 간 연동결과를 제시한다. 연동 실험을 위해 안드로이드 기반의 스마트폰을 사용하였다.

성능/효과

게이트웨이의 vacancy_cnt가 증가하여 20이 되었을 때 (20초 동안 공석 상태가 유지 되었을 때) 게이트웨이는 아두이노 보드에 1번 조명을 끌 것을 요청하고 해당 요청이 아두이노 보드에 정상적으로 수신되었음을 확인하였다, .
김석호 외[6]의 연구에서 대학도서관 열람실의 에너지를 절약하기 위한 방법으로 조명방식 리모델링에 대한 연구가 있다. 국부전반병용조명방식을 제안하였고 이 방식으로 변경할 경우 전반조명의 조도수준을 600 lx에서 200 lx로 낮추고 부족한 조도를 작업면에서 국부조명을 적용함으로서 21.4%의 절감효과를 예측하였다. 추가적으로, 적용된 국부조명은 재실자가 있을 경우 재실자가 점멸하는 경우 59.
사용자가 좌석에 앉아 있을 때, 아두이노 보드가 측정한 압력 값이 압력 임계값인 50 이하로 측정되었으며, 해당 측정값이 게이트웨이에 정상적으로 전송되어 vacancy_cnt가 증가하지 않음을 알 수 있다 , .
사용자가 좌석에 앉아 있을 때, 아두이노 보드가 측정한 압력 값이 압력 임계값인 50 이하로 측정되었으며, 해당 측정값이 게이트웨이에 정상적으로 전송되어 vacancy_cnt가 증가하지 않음을 알 수 있다 <그림 8(a)-②>, <그림 8(b)-②>. 이 후 사용자가 자리를 떠났을 때, 아두이노 보드가 측정한 압력 값이 거리 임계값인 50 이상으로 측정되었으며, 해당 측정값이 게이트웨이에 전송되어 vacancy_cnt가 증가하였음을 알 수 있다. <그림 8(a)-③>, <그림 8(b)-③>.
4%의 절감효과를 예측하였다. 추가적으로, 적용된 국부조명은 재실자가 있을 경우 재실자가 점멸하는 경우 59.7%의 절약 효과를 가져왔다. 이는 재실자가 일일이 점멸해야하는 불편함이 있다.
회원 가입이 끝난 후 데이터베이스 서버의 사용자 정보 테이블(member)을 조회하면 과 같이 회원 가입 시 입력한 사용자 정보가 정상적으로 저장되었음을 확인할 수 있다.

후속연구

이는 열람실의 좌석을 미리 선점해두는 고질적 문제에 대한 갈등을 해소할 수 있고 관리에 필요한 낭비되는 인적 자원 등 효율적 자원관리를 할 수 있도록 하였다. 향후 제시된 모델대로 구축하여 그 결과를 스마트도서관에 적용하여 그 결과를 분석하고 수정하여 업그레이드된 시스템을 개발할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	스마트 도서관의 정의?	스마트 도서관의 정의는 태블릿 PC, 스마트폰에서 도서관 정보서비스를 이용할 수 있는 스마트 미디어 기반 정보서비스를 제공하고 도서관 시스템 전반에 RFID가 지원되며, 디지털 콘텐츠 관리시스템이 구축되어 있는 도서관을 의미 한다[11].
	스마트 도서관 자동화 모델 3단계 각각의 의미는 무엇인가?	스마트 도서관 자동화 모델[13]의 전체 동작 과정은 사용자 인증 단계, 좌석 점유 단계, 그리고 좌석 점유 해제 단계로 구분된다. 사용자 인증 단계는 특정 사용자가 좌석 관리 시스템에 접근할 수 있는 권한을 판단하는 단계로, 스마트 기기를 통해 전송된 사용자 인증 정보를 바탕으로 데이터베이스 서버에 질의하여 인증 여부를 판단하는 단계이다. 좌석 점유단계는 조회된 전체 좌석 중 비어있는 좌석을 사용자가 선택하여 점유하는 단계이다. 좌석 점유 해제 단계는 사용자가 떠나거나 일정 시간 이상 자리를 비울 경우 해당 좌석의 점유를 자동으로 해제는 단계이다. 각 단계에서의 상세 동작 흐름은 <그림 1>과 같다.
	도서관의 정보시스템이 활용하고 있는 기술은?	도서관의 정보시스템은 클라우드 컴퓨팅과 아키텍처를 활용하고 있고, 열람실은 무인으로 제공되고 있기도 한다. 이러한 무인으로 운영되는 스마트도서관은 비콘을 이용한 자동 대출서비스, 자동 좌석 예약서비스 등이 운영되며, 자가 대출 반납기, 장서점검로봇, 스마트 서가 등이 운영되어 스마트도서관으로 분류되고 있다[3].

참고문헌 (13)

장성일, 생활밀착형 작은도서관: 스마트 도서관, 제83권, 2016, pp. 90-103.
곽승진, "미래의 도서관으로스마트도서관과 라키비움," 동향/연구보고서, 2016.
곽승진.손청기.장근영, 무인 스마트도서관에 대한 사용성 평가 연구, 한국문헌정보학회지 제52권 제2호, 2018, pp. 103-123.

원문보기 상세보기
문희경.한성국, "링크드오픈데이터 기반 스마트 라이브러리의 참조모델에 관한 연구," 한국정보통신학회논문지, 제20권, 제9호, 2016, pp. 1666-1672.
서두옥.이동호, "사물인터넷 환경에서 CoAP 기반의 저젼력, 신뢰성 향상을 위한 경량 프로토콜," 디지털산업정보학회 논문지, 제15권, 제1호, 2019, pp. 21-28.
김석호.서동현, "대학도서관 열람실의 조명방식 리모델링 타당성 분석기법," 한국건축친환경설비학회, 제10권 제1호, 2016, pp. 15-20.
이동은.설동열, "제설 기능을 갖는 LED 신호등 렌즈 개발," 디지털산업정보학회 논문지, 제13권, 제4호, 2017, pp. 41-48.

원문보기 상세보기
충청투데이, http://www.cctoday.co.kr/?modnews&actarticleView&idxno1169323, 2019년 3월 검색.
이지영, "탈공간화를 위한 스마트 도서관 서비스 모델의 설계," 경남대학교 산업대학원, 석사학위논문, 2011.
박거용, "대교연통계," 대학교육연구소, 제7호, 2013.
강정원.문아영.전경표.유아름.장화희, "스마트 도서관 연구 - 명지대학교 도서관 운영사레를 중심으로," 한국사립대학교 도서관협의회, 사대도협회지 제15호, 2014, pp. 1-15.
네이버지식백과, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId3386810&cid58369&categoryId58369, 2019년 3월 검색.
이주화.노은실.이명숙, "IoT를 이용한 스마트도 서관 모델 연구," Proceedings of KSCI Conference 2019, 제27권 제1호, 2019, pp. 445-447.

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