[논문]IoT를 활용한 스마트 독서실 책상의 설계 및 구현

하혜주; 이기영

doi:10.7236/jiibc.2020.20.6.71

초록
AI-Helper

최근에 독서실 이용의 증가로 독서실 시장이 계속 성장하고 있다. 그러나 기존 독서실 업체들은 청결 문제와 도난 사고가 빈번하게 발생하고, 이를 실시간으로 처리할 수 없는 문제가 있다. 또한, 독서실에서는 조명을 사용하는데, 사용자가 조명을 킨 상태로 오랜 시간 자리를 비워, 전력 낭비가 심한 문제도 있다. 그리하여 본 논문에서는 아두이노를 통해 도난사고를 방지하고 자동으로 책상을 청소해주며 사용자의 상태에 따라 조명 밝기를 조정할 수 있는 서비스와 안드로이드를 통해 사물을 통해 얻은 정보를 기반으로 분실물이 발생하거나 다른 사용자가 해당 책상에 접근하는 경우 단말기에 알림 전송할 수 있는 시스템을 설계하고 구현하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, the market of private study room continues to grow due to increased usage of private study room. However, old study room operators often have problems with cleanliness and theft, and cannot handle them in real time. Also, there is a problem of wasting power since users usually leave their ...

Recently, the market of private study room continues to grow due to increased usage of private study room. However, old study room operators often have problems with cleanliness and theft, and cannot handle them in real time. Also, there is a problem of wasting power since users usually leave their desk for a long time with the lights on. Thus, in this paper, we intended to design a service which can prevent theft, clean up the user's desk, and adjust lighting system according to the user's condition based on Arduino system. Also, we tried to design a system which sends notifications from information of android-based IoT(Internet of Things), to the terminal when other people approach to the user's desk or try to steal user's item.

Keyword

표/그림 (10)

그림 그림 1. 시스템 설계도 Fig. 1. System Architecture
그림 그림 2. 아두이노 사물인식 카메라 알고리즘 Fig. 2. Arduino Object Recognition Camera Algorithm
그림 그림 3. 아두이노 청소기 알고리즘 Fig. 3. Arduino Cleaner Algorithm
그림 그림 4. 잠금 서랍과 조명 알고리즘 Fig. 4. Lock Drawer and Lighting Algorithm
그림 그림 5. 시스템 구현 결과 1 Fig. 5. System Implementation Results 1
그림 그림 6. 시스템 구현 결과 2 Fig. 6. System Implementation Results 2
그림 그림 7. 시스템 구현 결과 3 Fig. 7. System Implementation Results 3
그림 그림 8. 시스템 구현 결과 4 Fig. 8. System Implementation Results 4
그림 그림 9. 시스템 성능 평가 Fig. 9. Syetem Performance Evaluation
표 표 1. 사물측정 범위 넓이의 값 Table 1. The Value of the Width of the Object Measurement Range

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 논문에서는 아두이노 보드, 서보모터, 블루투스 통신 모듈, 와이파이 통신 모듈, 안드로이드 통신 모듈을 이용해 스마트 독서실 책상 시스템을 구현하였다. 이 시스템은 기존 독서실과 공공열람실에서 발생하는 청결 문제와 분실물 발생, 도난사고와 같은 문제들을 실시간으로 처리하고 조명의 낭비 사용으로 인해 발생하는 전력 손실의 문제를 해결하기 위해 이 방안을 제시하였다.

제안 방법

본 논문에서는 아두이노 보드를 사용하고, 책상을 청소하기 위해 아두이노를 부착한 청소기와 분실물을 감지하는 카메라를 책상에 부착하였다. 블루투스 모듈을 통해 사물 간 소통을 가능하게 하고 특정 상황이 발생했을 때 와이파이 모듈을 통해 사용자와 관리자에게 어플리케이션을 통해 알림과 신호를 보내는 시스템을 제작했다.
본 논문에서는 아두이노 보드를 사용하고, 책상을 청소하기 위해 아두이노를 부착한 청소기와 분실물을 감지하는 카메라를 책상에 부착하였다. 블루투스 모듈을 통해 사물 간 소통을 가능하게 하고 특정 상황이 발생했을 때 와이파이 모듈을 통해 사용자와 관리자에게 어플리케이션을 통해 알림과 신호를 보내는 시스템을 제작했다. 이러한 스마트 독서실책상 시스템을 이용해 스마트폰 상에서 책상에 대한 정보, 알림을 사용자에게 보낼 수 있는 시스템을 제안한다.
블루투스 모듈을 통해 사물 간 소통을 가능하게 하고 특정 상황이 발생했을 때 와이파이 모듈을 통해 사용자와 관리자에게 어플리케이션을 통해 알림과 신호를 보내는 시스템을 제작했다. 이러한 스마트 독서실책상 시스템을 이용해 스마트폰 상에서 책상에 대한 정보, 알림을 사용자에게 보낼 수 있는 시스템을 제안한다. 이에 대한 시스템 설계도를 그림 1에 나타내었다.
이에 대한 시스템 설계도를 그림 1에 나타내었다. 본 설계도는 아두이노를 이용하여 사물을 인식할 수 있는 카메라와 자동주행 기능을 가지고 있는 청소기를 사용하였고, 블루투스와 와이파이 통신을 이용이 이에 대한 정보를 어플리케이션에서 확인하고 신호를 전달할 수 있는 시스템을 제시한다.
본 논문의 시스템은 Microsoft Windows 10 pro 64bit 운영체제에서 구현되었으며, pixyMon2 v2라는 프로그램을 통해 사물 인식 카메라를 구현하였다.
본 논문에서는 아두이노 보드, 서보모터, 블루투스 통신 모듈, 와이파이 통신 모듈, 안드로이드 통신 모듈을 이용해 스마트 독서실 책상 시스템을 구현하였다. 이 시스템은 기존 독서실과 공공열람실에서 발생하는 청결 문제와 분실물 발생, 도난사고와 같은 문제들을 실시간으로 처리하고 조명의 낭비 사용으로 인해 발생하는 전력 손실의 문제를 해결하기 위해 이 방안을 제시하였다.

후속연구

다수의 사람이 이용하는 학교나 독서실의 효율적인 운영과 분실물이 발생하는 경우 방지, 독서실책상 사용자 의 효율적인 공부를 도울 것으로 기대한다. 현재 청소기 작동의 경우 관리자가 신호를 청소기 아두이노로 전송해야 작동되도록 구현했으나, 향후에는 카메라에서 직접 신호를 전달하여 관리자가 신호를 전송하지 않아도 작동될 수 있도록 보완해 나갈 예정이다.
다수의 사람이 이용하는 학교나 독서실의 효율적인 운영과 분실물이 발생하는 경우 방지, 독서실책상 사용자 의 효율적인 공부를 도울 것으로 기대한다. 현재 청소기 작동의 경우 관리자가 신호를 청소기 아두이노로 전송해야 작동되도록 구현했으나, 향후에는 카메라에서 직접 신호를 전달하여 관리자가 신호를 전송하지 않아도 작동될 수 있도록 보완해 나갈 예정이다.

참고문헌 (9)

Kang Kyung-joo, "800 Million Reading Room Market...'Quiet Growth' as a Premium Strategy", the Korean Economy, April 11, 2019.
Yoo In-jun, "Cleaning Robot Using Arduino", AI Marketing Association Conference Vol. 1, No. 1, pp. 162-163, 2014.
Kim Min-seok, Son Won-deuk, Lee Dong-hyun, Hwang Joon-ho, and Ji Joon-geun, "Development of Robot Cleaner Using Arduino and Raspberry Pie", Journal of Suncheonhyang Industrial Technology Research Institute, Vol. 21, No. 2, pp. 69-74, 2015.
Dong-Hwan Gong, Seung-Jung Shin, "Analysis of Arduino Timer Callback for IoT Devices", Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication(JIIBC), Vol. 18, No. 6, pp. 139-143, 2018. DOI: https://doi.org/10.7236/JIIBC.2018.18.6.139

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So-Yeon Min, Jae-Seung Lee, "Device Mutual Authentication and Key Management Techniques in a Smart Home Environment", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society(JKAIS), Vol. 19, No. 10, pp.661-667, 2018. DOI:https://doi.org/10.5762/KAIS.2018.19.10.661

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Sanghyun Park, "Superpixel Segmentation Scheme Using Image Complexity", The Journal of KIIT. Vol. 16, No. 12, pp. 85-92, 2018. DOI: http:/dx.doi.org/10.14801/jkiit.2018.16.12.85

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Dong-Sung Seo, Min-Soo Kang, Yong Gyu Jung, "The Developement of Real-time Information Support Cart System based on IoT", International Journal of Advanced Smart Convergence(IJASC), Vol. 6, No. 1, pp. 44-49, 2017. DOI: https://doi.org/10.7236/IJASC.2017.6.1.44

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Yo-Hoon Hong, Seung June Song, Jungkyu Rho, "Real-time Tracking and Identification for Multi-Camera Surveillance System", International Journal of Internet, Broadcasting and Communication(IJIBC), Vol. 10, No. 1, pp. 16-22, 2018. DOI:https://doi.org/10.7236/IJIBC.2018.10.1.3

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Shin Yoo-jung, Oh Kyung-hee, Ban Hyo-kyung and Kang Hyo-jung, "Attitude correction guidance system using Arduino and pressure sensors", Conference of the Korean Association of Telecommunications, pp. 262-263, 2014.

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