해피레포트 - [A+ 캡스톤 디자인] 독거 노인을 위한 고독사 방지 장치 제작

카테고리 : 레포트 > 공학,기술계열 파일이름 :캡스톤 디자인2 개인 보고서_최종.hwp 문서분량 : 21 page 등록인 : tjr6155 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 21.07.01 / 21.07.01 구매평가 : 다운로드수 : 3 판매가격 : 3,000 원

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[프로젝트 결과보고서] 적외선 센서를 이용한 고독사 방지 장치... 26 pages 4000 원

보고서설명
이번 연구에서 적외선 PIR센서를 이용해 집안내 사람의 위치를 확인하고 flex센서와 초음파 센서를 이용하여 각각 냉장고와 화장실의 사용을 확인해 MQTT를 통해 핸드폰으로 전송하였다. 또한 화장실과 냉장고 사용패턴을 분석하여 미리 질병을 예방하고 사고가 발생했을 시 신속하게 해결할 수 있도록 진행하였다. 하루 세끼를 드시는 독거노인이 매끼니 냉장고의 사용횟수가 2번이라고 가정한다. 즉, 매일 최소 6번의 냉장고의 사용횟수가 측정이 되어야한다. 만약 측정값이 최소 사용횟수에 미치지 못하는 값이 나온다면, 독거노인이 끼니를 잘 챙겨먹지 못하는 상황임을 추측할 수 있다. 같은 원리로 화장실 사용 빈도와 사용 시간 등을 분석해 평소와 다른 행동을 보인다면 건강상의 문제가 발생했다고 추측 할 수 있다. 라즈베리파이와 적외선센서, 움직임센서,flex센서, 초음파센서등 각종 센서를 이용해 해당 문제를 해결하는 프로젝트를 담은 보고서이다. 연구에 사용된 파이썬 코드 또한 함께 첨부했으니 보고서 내에서 확인해볼 수 있다.

본문일부/목차
- 서론 - 본론 1. 이론적 배경 가. 적외선 인체감지(PIR) 센서 나. flex 센서 1) SPI 통신 2) MCP3008과의 통신 다. 초음파 센서 및 화장실 사용 1) 초음파 센서 동작 원리 2) 화장실 사용 빈도로 알 수 있는 질병 2. 연구 내용 가. PIR 움직임 센서를 이용한 집안 내 움직임 감지 나. flex 센서를 이용한 냉장고 사용 측정 1) 연구 방법 2) flex 센서 부착을 위한 방법 모색 3) flex 센서 테스트를 위한 부착 4) 냉장고 사용 측정 첫 번째 방식 5) 냉장고 사용 측정 두 번째 방식 6) 냉장고 사용 측정 세 번째 방식 다. 초음파 센서를 이용한 화장실 사용 측정 1) 연구 방법 2) 초음파 센서를 이용한 거리 측정 3) 첫 번째 문제 발생 및 해결 4) 초음파 센서 측정 방식 변경 - 최종 Python code - 5) 초음파 센서를 이용한 감지 정확도 측정 라. 냉장고 및 화장실 사용 패턴 분석 1) 라즈베리파이와 구글 스프레드시트 연동 2) flex 센서 냉장고에 부착 후 사용 측정 3) 초음파 센서 이용한 화장실 사용 측정 마. 라즈베리파이 부팅 시 python 프로그램 자동 실행 - 결론 / 나. flex 센서 1) SPI 통신 ADC(MCP3008)을 사용하기 위해선 SPI 통신을 사용해야 한다. -SPI(Serial Peripheral Interface) 통신이란 연결된 다른 기기들과 직렬방식으로 통신 하는 통신 프로토콜(규약)이다. 직렬통신이란 하나의 데이터 선을 이용해서 한 비트씩 순차적으로 데이터를 전송하는 통신으로 SPI는 이러한 직렬통신 방식 중의 하나이다. 2) MCP3008과의 통신 이번에 사용할 ADC인 MCP3008은 채널 정보를 포함하여 3bite를 이용하여 데이터를 송수신 하게 된다. ---------------------------------------------------------------- 이번 연구에서 사용할 초음파 센서인 HC-SR04의 datasheet를 살펴보면 측정할 수 있는 거리가 2cm ~ 4m로 화장실 문틈에 초음파센서를 설치한 후 사람이 지나다니는 것을 측정하기에 무리가 없다는 것을 알 수 있다. 나. flex 센서를 이용한 냉장고 사용 측정 1) 연구 방법 이번 연구에서 가장 중요하다고 생각하는 것은 패턴분석이다. 패턴분석하게 된다면 식사패턴, 식사 시간까지 알 수 있으리라 예측된다. 냉장고 사용 측정을 위한 센서 중 첫 번째로 동전모양의 압력센서를 고려 했지만 센서를 냉장고 사이에 부작 시 냉장고의 냉기를 막아주기 위한 고무막 사이 간격이 발생해 냉장고 성능 저하가 우려돼 flex 센서를 사용하게 되었다. (나) 화장실 출입 하지 않고 주변을 지나갈 때 해당 경우에 관한 측정 정확도 및 오차 역시 확인 하려고 했으나 초음파센서의 측정 범위가 화장실 문틈에서 약 5cm정도 차이가 난다. 이는 부착 사진과 같이 출입의 편의성을 위해 초음파센서를 문 바깥 면에 설치를 했기 때문에 나타나는 현상이다. 하지만 거의 대부분의 화장실은 구석 혹은 모서리 부분에 있기 때문에 맞은편(초음파 센서가 바라보는 방향)에 바로 벽이 존재한다. 그렇기 때문에 센서를 바깥에 설치해 특별한 문제가 발생하지 않는다. 라. 냉장고 및 화장실 사용 패턴 분석 1) 라즈베리파이와 구글 스프레드시트 연동 각종 자료를 찾아보던 중 라즈베리파이에서 구글의 엑셀 프로그램인 스프레드시트로 여러 값들을 전송할 수 있단 것을 찾을 수 있었다. 엑셀로 데이터를 전송하게 된다면 사용자가 더욱 편하게 해당 데이터를 가공 할 수 있다는 장점이 있다. 그래서 구글 스프레드시트와 연동을 해서 라즈베이파이가 데이터를 전송하여 구글 스프레드시트에서 받아오는 작업을 진행해보았다. 가) 구글 인증 (1) 구글 개발자 콘솔에 접속 후 사용할 google drive api 신청 신청을 위한 서비스 계정 생성 (2) 구글 스프레드시트에 서비스 계정과 연동 스프레드시트의 공유 기능을 사용해서 (1)에서 생성한 서비스 계정과 공유하도록 설정 마. 라즈베리파이 부팅 시 python 프로그램 자동 실행 실제 독거노인의 가정에서는 우리가 개발했을 때와는 다르게 라즈베리파이에 전원만 연결 해주더라도 자동적으로 python 프로그램이 실행되어야 한다. 가장 먼저 시도한 방법은 자동 부팅 시 프로그램이 자동으로 실행되도록 할 때 가장 많이 사용하는 방식인 rc.local이라는 파일을 이용해서 시도를 해보았다.

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