[논문]가속도 센서기반 메디케어 상황인지 시스템 설계 및 구현

김진태; 김은석; 박장호; 김정윤; 김영만

[국내논문] 가속도 센서기반 메디케어 상황인지 시스템 설계 및 구현
Design and Implementation for Context-Aware Service and Medi-Care Service Using Accelerometer 원문보기

김진태 (국민대학교 컴퓨터공학부) , 김은석 (국민대학교 컴퓨터공학부) , 박장호 (국민대학교 컴퓨터공학부) , 김정윤 (민족사관고등학교) , 김영만 (국민대학교 컴퓨터공학부)

최근 노인 인구의 급증으로 고령화 사회가 빠르게 진행되면서 노인들을 위한 체계적이고 신속한 의료 환경이 요구되고 있다. 또한 의료비의 상승과 관련 인력의 부족으로 언제 어디서나 진료 가능한 대체 시스템의 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구에 의하여 유비쿼터스 컴퓨팅과 네트워크를 활용하여 새로운 건강 관리 서비스의 개발이 진행 중이며 특히, 이를 이용한 건강관리 시스템에 대한 관심과 개발이 증가하고 있다. 본 논문에서는 가속도센서(Accelerometer)를 이용하여 노인들을 위한 U-SilverCare 시스템을 설계 및 구현한다.

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

문제 정의

본 논문은 가속도 센서(Accelerometer)를 이용한 USilverCare 서비스를 설계 및 구현한다. U- SilverCare란, U-Health 를 기본 바탕으로 노약자를 위해 특화된 의료 서비스 시스템이다.
본 논문에서는 USN 의 기술을 응용한 U-Health 의 분야 중 하나인 U-SilverCare 서비스에 대하여 시나리오를 작성하고 그에 따른 시스템을 설계 및 구현 하였다. 사용자가 나이가 많은 노인들이라는 점을 감안하여 사용하기 쉽고 이해하기 쉽도록 설계하였고, 프로그램을 구현하여 테스트를 통하여 테스트했다.

제안 방법

일반적으로 센서노드는 무선 센서네트워크의 최단말로 기능하며, 자기, 소리, 진동 그리고 적외선 등과 같은 여러 종류의 물리량을 감지 및 수집하며 장치간 통신과 제어 지원을 목표로 한다. 본 논문에서는 센서 네트워크 프로젝트에서 널리 사용되는 센서 노드인 MICAz(Crossbow)를 사용하고, ADXL202 가속도 센서를 포함하고 있는 MTS310 센서보드를 장착한다(그림 1). 그리고 센서노드 운영체제는 버클리 대학에서 개발한 TinyOS 를 사용한다.
U-SilverCare 스마트 서버와 연결된 모든 싱크노드는 집 안에 부착된 센서와 사용자가 착용하고 있는 Accelerometer 센서의 RSSI(Received Signal Strength Indication) 즉, 신호의 세기값을 측정하여 그 값을 USilverCare 스마트 서버로 보내게 되고 U-SilverCare 스마트 서버에서 수신 받은 값을 분석하여 사용자의 현재 위치 정보와 상황에 대한 정보를 얻게 된다. 또한 프로그램은 위치정보를 통하여 확인된 장소에서 가장 가까운 출력장치를 통해 사용자에게 센서에 저장되어 있는 정보와 U-SilverCare 스마트 서버에 저장되어 있는 정보들을 출력한다.
상황인식 서비스 시나리오에는 TinyOS 에 기반을 둔 센서노드 프로그램, JAVA 로 구현한 PC 용 USilverCare 스마트 서버프로그램을 구현했다
프로그램은 4 가지 주요 기능을 갖고 있으며 Locationinfo 메서드는 사용자의 Accelerometer 와 각종 가구 및 전자기기의 부착된 센서와의 RSSI 값을 이용하여 현재의 위치를 알 수 있는 기능을 담당하고, Situationinfo 메서드는 현재의 위치정보와 센싱 정보를 이용하여 현재 사용자의 상태 또는 상황을 알아 낼 수 있고, FindDisplay 메서드는 현재 위치정보를 이용하여 가장 가까운 디스플레이 장치를 찾는 기능을 한다. 마지막으로 PrintDisplay 메서드는 찾은 가장 가까운 디스플레이에 사용자에게 보여줄 정보를 출력하는 기능을 한다.
센서 노드 프로그램은 Tinyos 에서 제공하는 Oscilloscope 를 약간 수정하여 사용하였다. Oscilloscope는 가속도센서에서 1/20 초에 한번씩 측정한 가속도 값을 메시지 패킷으로 싱크 노드에게 전송하게 된다.
싱크 노드 프로그램은 TinyOS 에서 제공하는 TOSBase 를 약간 수정하여 사용하였다. TOSBase 는 센서노드에서 보낸 메시지 패킷을 시리얼포트로 PC 에게 전송하는 역할을 한다.
TOSBase 는 센서노드에서 보낸 메시지 패킷을 시리얼포트로 PC 에게 전송하는 역할을 한다. 이 부분에서 PC 로 보내는 메시지 패킷안에 측정된 RSSI 값을 넣어 PC 에 전송하도록 수정하고 PC 에서 메시지패킷의 데이터 영역을 읽어서 RSSI 값을 처리 할 수 있게 하였다.
본 논문에서는 USN 의 기술을 응용한 U-Health 의 분야 중 하나인 U-SilverCare 서비스에 대하여 시나리오를 작성하고 그에 따른 시스템을 설계 및 구현 하였다. 사용자가 나이가 많은 노인들이라는 점을 감안하여 사용하기 쉽고 이해하기 쉽도록 설계하였고, 프로그램을 구현하여 테스트를 통하여 테스트했다.
이 서비스에서는 사용자에게 부착되는 센서와 집안 곳곳에 부착되어 있는 센서 그리고 센서의 신호를 수집하는 싱크노드와 U-SilverCare 스마트 서버가 존재한다. U-SilverCare 스마트 서버와 연결된 모든 싱크노드는 집 안에 부착된 센서와 사용자가 착용하고 있는 Accelerometer 센서의 RSSI(Received Signal Strength Indication) 즉, 신호의 세기값을 측정하여 그 값을 USilverCare 스마트 서버로 보내게 되고 U-SilverCare 스마트 서버에서 수신 받은 값을 분석하여 사용자의 현재 위치 정보와 상황에 대한 정보를 얻게 된다. 또한 프로그램은 위치정보를 통하여 확인된 장소에서 가장 가까운 출력장치를 통해 사용자에게 센서에 저장되어 있는 정보와 U-SilverCare 스마트 서버에 저장되어 있는 정보들을 출력한다.

후속연구

향후 U-SilverCare 스마트 서버를 구현하는데 있어서 사용자들이 여러 서비스를 동시에 사용할 수 있도록 통합하여 제공할 수 있도록 개선해야 할 것이며, 센서노드의 개선도 있어야 할 것이다.

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