[논문]IoT 기반의 스마트 마스크 설계 및 구현

왕이; 김현기

doi:10.9717/kmms.2022.25.4.610

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, the market for masks has been growing due to air pollution, sun protection, pollen allergies and other reasons. In addition, the demand for masks has increased dramatically due to the new coronavirus from 2020, and masks are still one of the necessities of life. Although the reliance on ma...

Recently, the market for masks has been growing due to air pollution, sun protection, pollen allergies and other reasons. In addition, the demand for masks has increased dramatically due to the new coronavirus from 2020, and masks are still one of the necessities of life. Although the reliance on masks is increasing, there are many inconveniences associated with wearing masks for long periods of time. At the same time, technology is developing rapidly, and the demand for smart wearable devices is increasing. Therefore, at the moment when the fourth industrial revolution is underway, combining people's common necessities with IoT technology to bring new convenient experiences to people is an important direction for future technology development and product development. In this study, smart masks were designed and implemented using IoT(Internet of Things) technology. The mask uses a microcomputer Adafruit circuit playground express, using the microcomputer's LED, optical sensors, can be in the dark place light, and through the temperature sensor real-time grasp of body temperature changes. If the body temperature rises above normal, the LED will turn "on" and activate the voice sensor to warn yourself and others around you.

주제어

표/그림 (24)

그림 Fig. 1. Example of mask filter replacement.
그림 Fig. 2. Project Hazel.
그림 Fig. 3. C-face mask.
그림 Fig. 4. Sound-activated LED smart mask.
그림 Fig. 5. Smart LED face mask horizontal strips.
그림 Fig. 6. Adafruit Circuit Playground Express.
그림 Fig. 7. Optical sensor.
그림 Fig. 8. Voice sensor.
그림 Fig. 9. Temperature sensor.
그림 Fig. 10. Operation flowchart of smart mask.
그림 Fig. 11. Mask Design.
그림 Fig. 12. 3*AAA battery.
그림 Fig. 13. Small lithium battery.
표 Table 1. Hardware and Development Environment.
그림 Fig. 14. Real picture of mask.
그림 Fig. 15. Below of setting temperature.
그림 Fig. 16. More than setting temperature.
그림 Fig. 17. Code for temperature detection.
그림 Fig. 18. When the sound is small.
그림 Fig. 19. When the sound is large.
그림 Fig. 20. Voice sensor control code.
그림 Fig. 21. In case if light is sufficient.
그림 Fig. 22. Dark environment.
그림 Fig. 23. Illuminance sensor code.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 IoT기술을 이용한 스마트 마스크를 설계 및 구현하였다. 이 마스크는 마이크로컴퓨터인 Adafruit circuit playground express를 사용하였으며, 이 마이크로컴퓨터의 LED, 광센서를 이용해 어두운 곳에서 빛을 낼 수 있도록 하였으며 온도 센서로 체온 변화를 실시간으로 파악할 수 있다.

제안 방법

본 연구에서는 어두운 곳에서 빛을 발하고 조명이 사용되면서 소리가 나는 크기에 따라 명암을 조절할 수 있으며, 사용 중인 체온을 실시간으로 모니터링해 체온이 정상치를 넘으면 경고해주는 스마트 마스크를 설계 및 구현하였다. 본 연구에 사용된 마이크로컴퓨터는 Adafruit Circuit Playground Express이다.
본 연구에서는 IoT기술을 이용한 스마트 마스크를 설계 및 구현하였다. 이 마스크는 마이크로컴퓨터인 Adafruit circuit playground express를 사용하였으며, 이 마이크로컴퓨터의 LED, 광센서를 이용해 어두운 곳에서 빛을 낼 수 있도록 하였으며 온도 센서로 체온 변화를 실시간으로 파악할 수 있다. 체온이정상치 이상으로 올라가면 LED가 ‘on’이 되고 음성 센서를 동작시켜 자신과 주변 사람에게 경고를 알릴 수 있다.
따라서 개인의 생명과 건강을 좌우하는 일상용품인 마스크가 기존보다 성능을 더하고 삶의 행복감을 높일 수 있다는 점에서 의미가 있다. 이에 따라 본 연구는 코로나 19기간 사람들의 삶의 특수성에 맞춰 마스크에 마이크로컴퓨터인 Adafruit circuit playground express 를 장착하고 장착된 각종 센서를 활용해 새로운 스마트 마스크를 설계 및 구현하였다. 스마트 마스크에는 음성 센서와 LED를 연결해 음압 따라 LED 밝기를 조절하는 방식으로 사용자가 발언할 때 쉽게 눈에 띌 수 있도록 하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 어두운 곳에서 빛을 발하고 조명이 사용되면서 소리가 나는 크기에 따라 명암을 조절할 수 있으며, 사용 중인 체온을 실시간으로 모니터링해 체온이 정상치를 넘으면 경고해주는 스마트 마스크를 설계 및 구현하였다. 본 연구에 사용된 마이크로컴퓨터는 Adafruit Circuit Playground Express이다. Fig.
본 연구에서는 이 스마트 마스크에 전기를 공급하기 위해 3×AAA battery를 사용하였으며, 일상생활에서도 소형 리튬배터리를 사용하여 전기를 공급할 수 있다

데이터처리

USB를 통해 PC와 연결해 프로그래밍할 수 있으며 서킷파이썬, 자바스크립트, 아두이노 등의 프로그램 개발을 지원한다. 본 연구에서는 아두이노 프로그램을 사용하여 코딩 하였다.

이론/모형

본 연구에서 스마트 마스크를 구현하기 위한 개발환경은 Table1과 같다. 마이크로컴퓨터는 Adafruit circuit playground express를 사용했다. Adafruit circuit playground express는 Aduino호환이 가능하며 프로그램은 Aduino IDE로 구현하였다.

성능/효과

이 과정에서 첫째, 이 스마트 마스크는 사용자가 일상생활에서 쉽게 적용할 수 있어 휴대 및 착용에 큰 부담이 없다면 제품의 편안함을 개발하는데 있어 적극적이다. 둘째, 이 마스크가 마이크로컴퓨터를 통해 달성한 새로운 기능은 일상생활에서 사용자들의 번거로움을 덜고 일반 마스크가 제공하지 못하는 도움을 준다는 점에서 연구도 의미가 있다. 과학기술의 발달로 삶이 개선되는 만큼 이런 생활용품과 스마트 디바이스를 결합해 후속 연구에서는 본 연구를 바탕으로 보다 다양한 스마트 마스크 기능을 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있고 어쩔 수 없는 마스크 생활 속에서 더 즐거운 사회생활을 할 수 있게 되기를 기대한다.
코로나19사태가 채 가라앉지 않고, 마스크는 여전히 사람들의 생활에 필수적인 부분이다. 따라서 개인의 생명과 건강을 좌우하는 일상용품인 마스크가 기존보다 성능을 더하고 삶의 행복감을 높일 수 있다는 점에서 의미가 있다. 이에 따라 본 연구는 코로나 19기간 사람들의 삶의 특수성에 맞춰 마스크에 마이크로컴퓨터인 Adafruit circuit playground express 를 장착하고 장착된 각종 센서를 활용해 새로운 스마트 마스크를 설계 및 구현하였다.
스마트 마스크에는 음성 센서와 LED를 연결해 음압 따라 LED 밝기를 조절하는 방식으로 사용자가 발언할 때 쉽게 눈에 띌 수 있도록 하였다. 또 어두운 환경에서 마이크로컴퓨터에 부착된 광센서를 촉발해 LED를 켜고, 야간보행 시 차량 보행자가 사용자에게 주의를 기울일 수 있도록 해 안전성이 향상되어 사고 가능성을 어느 정도 차단하였다. 또한 본 연구에서 개발된 스마트마스크는 코로나19시기의 특수성으로 인해 사용자의 체온을 실시간으로 모니터링해 자신과 타인 모두를 안심할 수 있는 환경을 조성한다.
또 어두운 환경에서 마이크로컴퓨터에 부착된 광센서를 촉발해 LED를 켜고, 야간보행 시 차량 보행자가 사용자에게 주의를 기울일 수 있도록 해 안전성이 향상되어 사고 가능성을 어느 정도 차단하였다. 또한 본 연구에서 개발된 스마트마스크는 코로나19시기의 특수성으로 인해 사용자의 체온을 실시간으로 모니터링해 자신과 타인 모두를 안심할 수 있는 환경을 조성한다. 일회용 마스크가 아닌 겹겹으로 돼 있어 필터를 교체하고 소독도 할 수 있다.
이에 따라 본 연구는 코로나 19기간 사람들의 삶의 특수성에 맞춰 마스크에 마이크로컴퓨터인 Adafruit circuit playground express 를 장착하고 장착된 각종 센서를 활용해 새로운 스마트 마스크를 설계 및 구현하였다. 스마트 마스크에는 음성 센서와 LED를 연결해 음압 따라 LED 밝기를 조절하는 방식으로 사용자가 발언할 때 쉽게 눈에 띌 수 있도록 하였다. 또 어두운 환경에서 마이크로컴퓨터에 부착된 광센서를 촉발해 LED를 켜고, 야간보행 시 차량 보행자가 사용자에게 주의를 기울일 수 있도록 해 안전성이 향상되어 사고 가능성을 어느 정도 차단하였다.
일회용 마스크로 인한 환경오염과 자원 낭비를 더 줄였다. 이 과정에서 첫째, 이 스마트 마스크는 사용자가 일상생활에서 쉽게 적용할 수 있어 휴대 및 착용에 큰 부담이 없다면 제품의 편안함을 개발하는데 있어 적극적이다. 둘째, 이 마스크가 마이크로컴퓨터를 통해 달성한 새로운 기능은 일상생활에서 사용자들의 번거로움을 덜고 일반 마스크가 제공하지 못하는 도움을 준다는 점에서 연구도 의미가 있다.

후속연구

둘째, 이 마스크가 마이크로컴퓨터를 통해 달성한 새로운 기능은 일상생활에서 사용자들의 번거로움을 덜고 일반 마스크가 제공하지 못하는 도움을 준다는 점에서 연구도 의미가 있다. 과학기술의 발달로 삶이 개선되는 만큼 이런 생활용품과 스마트 디바이스를 결합해 후속 연구에서는 본 연구를 바탕으로 보다 다양한 스마트 마스크 기능을 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있고 어쩔 수 없는 마스크 생활 속에서 더 즐거운 사회생활을 할 수 있게 되기를 기대한다.

참고문헌 (17)

J. Ko, "Smart Clothing: People, Clothing, Computer," The Magazine of the Korea Multimedia Society, Vol. 17, No. 3.4, pp. 41-50, 2013.
J.Y. Lee, S.H. Kim, S.B. Lee, H.J. Choi, and J.J. Jung, "A Study on the Necessity and Construction Plan of the Internet of Things Platform for Smart Agriculture," Journal of Korea Multimedia Society, Vol. 17, No. 11, pp. 1313-1324, 2014.
E.J. Kim and Y.S. Yoo, "A Study on the Method to Apply LED to Fashion Design and Its Expression Characteristic," Journal of the Korea Fashion & Costume Design Association, Vol. 13, No. 3, pp. 15-29, 2011.
S. Chae, "Coronavirus Infectious Diseases-19 and Challenges for Future Disease Response," Health and Welfare Issue & Focus, Vol. 374, pp. 1-8, 2020.
A.R. Han and Y.H. Park, "Face Mask Usage, Knowledge and Behavior of Face Mask Usage in Older Adults Living Alone in the COVID-19 Era," Journal of Korean Academy of Nursing, Vol. 51, No. 2, pp. 203-216, 2021.
Z. Bo, "Development of Technology for the Production of Nonwoven Fabric by Fuse Spray," Polyester Industry, Vol. 21, No. 1, pp. 5-8, 2008.
W. Yi, Y. Kwak, U. Lee, and H.K Kim, "Development of Smart Mask based on IoT," The Dissertation Book of the Autumn Conference of the Korean Multimedia Society, pp. 55-58, 2021.
S. Kim, Y. Lee, and H. Lee. "Heating Effect on the Upper Body for Developing Exothermic Smartwear," Korean Journal of Human Ecology, Vol. 29, No. 3, pp. 371-383, 2020.
W.Y. Lee, "Study on Research trend of Wearable computer," Journal of the Korean Society Design Culture, Vol. 12, No. 2, pp. 232-241, 2006.
Project hazel(2021), https://www.razer.com/eu-en/concepts/razer-project-hazel (accessed March, 15, 2021).
W. Yi and H.K. Kim, "Design of Smart Mask using IoT Technology," The Dissertation Book of the Summer Academic Presentation Conference of the Korean Multimedia Society, pp. 338-340, 2021.
Donut robotics C-face smart mask(2020), https://en.donutrobotics.com/c-mask (accessed March, 15, 2021).
Yanko Design Smarter Pollution Protection (2015), https://www.yankodesign.com/2015/07/22/smarter-pollution-protection/ (accessed March, 15, 2021).
Y. Ha and J. Huh, "Study about a Mask with the Smart Band for Kids," Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference, Vol. 25, No. 2, pp. 200-201, 2017.
MaskMarket.com Unveils LED Smart Mask (2020), https://www.prnewswire.com/news-releases/maskmarketcom-unveils-led-smart-mask-301119234.html (accessed March, 15, 2021).
Smart LED Face Mask Vertical Strips by ETERESHOP _H49(2020), https://www.etereshop.com/product/smart-led-face-mask-horizontal-strips-by-etereshop/ (accessed March, 15, 2021).
Adafruit Circuit Playground Express Overview(2017), https://learn.adafruit.com/adafruit-circuit-playground-express (accessed March, 15, 2021).

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