[졸업 논문] 라즈베리파이를 이용한 독거노인 고독사 방지 장치

소개글

[졸업 논문] 라즈베리파이를 이용한 독거노인 고독사 방지 장치에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론

2. 시장분석
적용사례. 금산구청 스마트 플러그 서비스

3. 이론적배경

가. 적외선 인체감지(PIR) 센서
나. flex 센서
다. 초음파 센서 및 화장실 사용
라. 열화상 카메라
마. OpenCV 라이브러리
바 SMS API
사. MQTT


4. 연구개요

가. 연구목적
나. 기대효과
다. 연구방법
라. 팀구성원 역할
마. 연구 내용
PART1. 움직임 감지 냉장고/화장실 사용 측정
PART2. 사람인식, 열감지, 문자전송
PART3. 앱 어플리케이션
PART4. 외형설계


5. 결론

6. 토의 및 고찰

7. 참고 문헌

본문내용

파이의 MQTT 통신이 끊기는 문제가 발생했지만 이는 client의 이름이 같아서 발생되는 문제임을 알아서 client이름을 각각 다르게 해줌으로써 해당 문제를 해결하였다.
라즈베리파이에 전원을 연결하면 별다른 조작 없이 자동적으로 해당 프로그램이 실행된다.
새로운 사람의 행동 패턴을 분석하기 위해서는 약 7일간의 데이터 수집기간이 있어야하며, 그 사람에게 맞춰 취침시간등 몇몇 조건을 재 수정해야한다는 번거로움이 있다.
초반에 성능이 좋지 않은 센서를 사용하여 인체감지가 되지 않았다. 센서의 성능과 범위를 잘 알아보고 사는 것이 중요하다는 것을 알았다.
카카오톡 챗봇과 연계하기 위해 노력했으나 챗봇에 대해 스터디를 할 때 알림톡 기능이 기업만 사용할 수 있다는 점을 간과하였다.
카메라를 사용하기 때문에 라즈베리 파이에 열이 많이 발생했는데 미리 방열판을 달아주지 않아 센서의 전선이 녹아 교체해주었다.
열화상 카메라에 대한 기본 지식이 부족하여 화면에서 열을 받아오는데에 시간 소요를 많이 하였다.
열을 받아오는 부분의 값이 평균 온도가 아닌 검출되는 온도에서 가장 높은 온도이기 때문에 실제 온도와 조금 차이가 생길 수 있다.
해상도 비율 미 일치 Virtual soft button
안드로이드 스튜디오 내에서 작업할 때 Virtual soft button에 디자인이 가려진다고 생각해 일러스트 시안을 수정한 바 있었다. 그러나 이는 실제 단말과 앱 연동 후 확인 결과 Virtual soft button 부분이 사라져 공백인 부분으로 나타나게 되어 다시 시안을 수정하였다.
안드로이드 상 디자인을 픽셀 계산 후 코딩 해 놓았기 때문에 피드백을 반영하기 위하여 전체적인 픽셀을 조절하려면 추후 다른 작업의 기간을 잡아먹어야 하는 문제가 있으므로 영역별로 기능코딩+디자인 코딩을 동시에 진행하는 방향으로 수정하여 작업을 진행해왔다.
러스트 작업을 픽셀단위로 정확히 계산하여 디자인하였지만 안드로이드 스튜디오 상에 코딩하였을 때 실제 단말에서 완전히 달라지는 경우가 있으므로 각자의 픽셀이 몇인지 정확히 보고 판단하여야 한다.
일러스트로 작업 시 버튼을 누를 때 손가락 터치 영역을 고려하지 못한 채 디자인 하여 실제 단말에 적용하였을 때 겹쳐 눌려지거나 너무 버튼이 작아 잘 눌려지지 않았다. 만약 디자이너와 개발자가 다른 사람이라면 실제 UI에 적용될 수 있는 시안인지 판단하고 터치하였을 때 불편한지 등을 고려하여 디자인해야 할 것으로 보인다. 기존에 앱 작업이 아니라 디자인 작업만 해왔다 보니 이러한 부분은 전혀 고려하지 못한채 디자인 하여 앱에 디자인 적용 시 끊임없이 사이즈를 수정하여 확인하여야 했다.
mqtt 통신을 체온, 화장실, 냉장고, 움직임 감지 총 4가지 키워드로 진행하고 있는 중이나 하나의 키워드 설정 후 다른 키워드를 받아와서 퍼블리셔 값을 받아들이는 과정 중에 앱이 전혀 동작되지 않는다. 해당 영역의 코드를 지우면 앱이 동작되는 것으로 보아 키워드를 받아들이는 과정 중에 생긴 오류로 판단하여 해당 코드를 각각의 키워드에 대한 subscribe함수로 생성하여 해당 문제를 해결하였다.
COVID-19로 인하여, 외형을 설계하고 3D Printer을 이용하여 출력하는 것에 제한이 있었다.
항상 계획을 세우고 진행할 때에는 한 가지만의 방법만을 생각하는 것이 아닌, 다양한 가능성을 열어두고 여러 가지 방법과 해결방안을 세워야 함을 알았다.
Rhino를 이용하여 3D 도안을 설계한 후, STL파일과 GCODE로 변환하는 과정에서 오류가 생겼다.
파일 변환 시, 바탕화면에서 변환하지 않고 USB의 내부에서 변환함에 따라 프로그램 충돌로 인한 오류가 발생했음을 깨달았다.
Rhino를 이용하여 3D 도안을 정확한 치수로 설계를 하였으나, 3D Printer로 출력을 진행한 실제 출력물은 정확한 치수로 출력이 되지 않았다. 높은 온도에서 녹은 PLA가 출력이 된 후, 식는 과정에서 수축이 발생하기 때문임을 알 수 있었다. 3D를 설계를 할 때에는 수축을 고려하여 약 1~2mm 여유있게 설계해야함을 깨달았다.
7. 참고문헌
“지난해 고독사 2000명 넘어섰다… 65세 이상이 40%”, 국민일보, 2018년 02월 19일 입력, 2020년 03월 21일 접속,
http://m.kmib.co.kr/view.asp?arcid=0923903120#RedyAi
“독거노인 돌봄 기본 서비스 현황” , 통계뉴스, 2018년 03월 06일 입력, 2020년 03월 21일 접속,
https://khanarchive.khan.kr/entry/독거노인-돌봄서비스-현황
“우리는 충분히 ‘돌봄’ 받고 있는가“, 경향신문, 2018년 03월 06일 수정, 2020년 03월 21일 접속,
http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201803060600025&code=940601
“독거 노인 비율“, 통계청 장래가구 추계 및 장래 인구 추계, 2019
“초음파센서로 거리 측정하기”, KocoaFab, 2018
“flex sensor”의 원리, 가치창조기술의 임베디드 이야기, 네이버블로그, 2016
적외선 인체감지 센서 동작 원리 : - https://kocoafab.cc/tutorial/view/63
- 장한솔 외2인, 「IoT 센서기반 독거노인 케어 플랫폼」, 한국디지털콘텐츠학회논문지 제19권 제11호, 2018, 2,235-2,245면
-OpenCV원리 : https://steemit.com/kr/@codingart/6-10-haarcascade-feature-extraction-cars-xml-opencv
- REST API 원리 : https://velog.io/@wlsdud2194/HTTP-REST-API-%EB%9E%80
렙톤과 라즈베리파이 활용 가이드북 :
https://www.appropedia.org/How_to_install_FLIR_Lepton_Thermal_Camera_and_applications_on_Raspberry_Pi#Get_the_Internal_Temperature_of_the_camera

키워드

라즈베리파이,   MQTT,   고독사