2019년 항공우주 & SW공학 전공 종합설계 제안서

제안서/중간보고서 양식

과제명: 아이만을 위한 모션인식 스마트 모빌

이름 : 배 준 범

작성일: 2019년 3월 15일

지도교수: 하 석 운 (서명)

<제목 차례>

1. 기술의 창의성 및 필요성

1.1. 과제의 개요

1.2. 창의성 및 실용성

1.3. 필요성

1.4. 배경 기술

2. 관련 현황 및 선행 연구

2.1. 관련 현황

2.2. 선행 연구 (논문/특허/저서/신문기사)

3. 과제 목표

3.1. 최종 목표 및 평가 방법

3.2. 연구 및 개발 내용

3.3. 결과물

3.4. 기대 효과 및 활용방안

4. 개발 내용 및 평가 방법

4.1. 구조

4.2. 핵심개발요소 1 (필요에 따라 제목 변경 및 추가)

4.3. 평가 방법

5. 기술 개발 추진 방법 및 체계

5.1. 추진 방법

5.2. 추진 전략 및 체계

5.3  비용

6. 추진일정

7. 참고문헌

1. 기술의 창의성 및 필요성

1.1. 과제의 개요

현대 사회에서는 국내 스마트 폰 보급률이 90%가 초과 되었습니다. 각 가정에 1대 이상의 스마트폰을 소유하고 있습니다. 안드로이드를 이용하여 실생활에 있어서 어떤 것이 필요로 할 것인지 생각과 저의 친형의 아이가 탄생하여 가끔씩 육아를 돌보기 시작했습니다.

이 때. 육아라는 것이 참 힘들다는 생각에 우연히 스마트 모빌을 알게 되었습니다.

소비자 입장에서의 추가적인 기능이 필요로 하여 기존의 스마트 모빌에 이어 모션인식으로 인한 오르골 제거 기능을 탑재하려고자 합니다.

1.2. 창의성 및 실용성

기존의 스마트 모빌은 모터로 인한 움직임과 LED 조도센서 등 음성인식이 있습니다.

하지만 소모품인 건전지로 인한 한정량을 보이고 있습니다.

그 이유는 스마트 모빌의 기능인 무한재생 오르골 사용으로 보입니다.

이를 방지하기 위해 모션인식 기능으로 아이가 움직이면 오르골이 울리고, 동작이 없으면

오르골이 꺼지는 형태로 건전지 및 아이의 오르골로 인한 중복적인 스트레스 저하를 상기시킵니다.

1.3. 필요성

아이가 잠을 자고 싶은데 오르골이 계속 울리게 되면 지속적인 스트레스를 유발시키는 원인으로 모션인식 기능인 오르골 정지를 하여 아이가 편하게 잠을 자도록 유발.

1.4. 배경 기술

□  기술적으로 요구되는 지식

-Android Stdio : 안드로이드용 앱 개발하는데 거치는 과정입니다.

기술은 Java언어를 사용하여 제작하는 기술입니다.

APP개발도중 Java와 Data base를 통해 서버를 구축합니다.

-Arduino : Data base를 구축이 완료가 되었으면 탑재되어 있는 Bluetooth기능과 App을 연동하는 기술을 추구하며 추가적인 모션인식과 모터로 인한 사물동작을 처리.

□  교과목과 연계되는 내용

대학 2학년 이었을 당시 Java언어를 배웠으며 3학년 때의 Database와 혼합하여 APP제작에

일관성이 있으며 마찬가지로 Arduino개발은 이산구조 시간을 통하여 기술을 명시합니다.

□  필요기자재 목록

-Arduino 호환보드

-Arduino 브래드 보드

-Arduino 모션센서, 모터

-Arduino 고급키트

-Arduino 카메라, MP3 모듈, 블루투스 센서, 인형, 참고서 ETC ...

2. 관련 현황 및 선행 연구

스마트폰의 보급률이 증가하면서 한 가구당 최소 1개 이상의 스마트폰을 소유하고 있다.

이러한 가구 중 육아로 인한 스트레스 증가를 방지를 하기 위해 스마트 모빌을 제작한다.

사물인터넷(IOT)의 일부분인 한 물체에 스마트 기능을 탑재한다.

기존의 판매중인 스마트 모빌의 기능은 오르골, 흑백, 컬러, 동작, 음성, 카메라 기능이 있다.

소비자들의 입장에서 육아로 인한 휴식 시간이 촉박하기 때문에 많이 사용한다.

기능이 추가 될수록 가격 차이는 심하며, 최소 필수적인 기능만 탑재를 하여 가격하락과

효율적인 스마트 모빌 개발을 시도 해볼 것이다.

2.1. 관련 현황

이를 바탕으로 시험해볼 계획.

2.2. 선행 연구 (논문/특허/저서/신문기사)

- 한국정보과학회 학술발표논문집 -

본 논문에서는 OpenCV 라이브러리를 이용하여 수면자세를 실시간으로 제공하여

아이의 친근감을 유발시킬 수 있는 스마트 모빌 시스템을 제안함.

3. 과제 목표

3.1. 최종 목표 및 평가 방법

- 육아 스트레스를 방지하기 위한 기존의 스마트 모빌의 기능과 소비자 입장에서의

추가적인 기능인 모션기능을 탑재하여 총 오르골, 모션인식, 모터로 인한 동작과

아이의 울음소리로 인한 알림 등 기능을 사용자에게 효율적으로 사용하는 Android & Aduino를 개발한다.

3.2. 연구 및 개발 내용

3.2.1 APP 디자인 구상하기

- 사용자에게 있어서 시각 피로를 줄이며, 단순하고 명확하게 디자인한다.

3.2.2 APP설계 및 구현하기

- 최소 4주 만에 코딩의 안전성 및 디버그 완료를 하여야 계획에 변동이 없이 진행할 수 있으며 Android Studio를 사용하여 디자인 및 각 기능들을 삽입과 Data base 연동 및 Google 라이브러리 사용

3.2.3. APP 시험 테스트

APP구현완료시 오작동 및 기타 버그가 발생했는지 시험테스트

3.2.4. Arduino 제작

본 프로그램에서 구상한 Arduino 제작 최소 1주일 이내 끝내야 한다.

3.2.5. Arduino 테스트

본 기능에 있어서 제대로 작동을 하는지 연동이 되었는지 시험테스트 이상 발생 시 수정하는 과정이다.

3.2.6. 최종 및 데모완료

3주차 안드로이드 제작 준비 및 아두이노 구입

3주차 ~ 4주차 Android Studio 3.0을 사용하여 APP 설계를 한다.

5주차 ~ 6주차 Data base 구현

6주~ 7주차 Android Studio & Data base 연동과 실험

8주차 Arduino 제작

9주차 오르골 기능 삽입

10주차 모터동작 기능 삽입

11주차 알람기능 삽입

12주차 모션동작 기능 삽입

13주차 총 데모 실행

14주차 데모 및 최종 보고서 제작과 발표준비

※ 단계별 개발 속도를 일정에 따른다.

3.3. 결과물

APP : 실시간 카메라를 버튼을 사용하여 장착된 카메라의 위치로 아기의 상태를 확인을 할 수 있으며, 오르골 버튼을 누를 경우 오르골이 울린다. 추가적으로 아기의 울음소리를 감지하여 자동적으로 어플의 메시지 창을 뜰 수 있게 제작.

Arduino : Google Library를 사용하여 오르골, 모션인식, 모터로 인한 동작과

아이의 울음소리로 인한 알림 등 기능을 탑재

Data base : 오르골 수록곡 및 이전 내역을 볼 수 있는 저장소를 만든다.

3.4. 기대 효과 및 활용방안

1. App으로 실시간 카메라를 사용한 아이의 반응 및 돌발 행동 방지 및 관찰

2. 오르골 기능으로 아이의 관심을 이끌어 생체리듬 수치를 올린다.

3. 아이가 잠을 청하고자 할 때 모션인식으로 인한 지속된 동작 30초의 시간을 주어 동작이 없을 시 오르골 재생이 중지된다.

4. 모터동작으로 인한 인형 혹은 아이가 좋아하는 작은 물건을 메달아 반복적으로 돌게 하여 시각적 호감 및 관심도를 올린다.

4. 개발 내용 및 평가 방법

4.1. 구조

개발의 전체 구성도 가능한 상세히 작성한다. 개발 환경을 구체적으로 표로 정리한다.

분할	파트명	사양
개발 환경	Android Studio	Android Studio 3.0
	Arduino	Arduino 1.6.8
	Data Base	VirtualBox 5.1.28
목표	Cpu	I5-4200U CPU @1.60Ghz (4Cpus)
	Memory	4096Mb

4.2. 핵심개발요소 1 (필요에 따라 제목 변경 및 추가)

4.2.1 Android Studio 개발

- 먼저 디자인을 도안을 만든 후 시각적으로 한눈에 보이며 간편한  App을 제작 후

실시간 카메라 기능과 아기의 울음을 감지 시 자동적으로 메시지 창 생성과 오르골 버튼을 생성과 이 부분이 시간이 많이 경과되는 부분이므로 오류와 버그 없이 꼭 완성시켜야   하므로 오픈소스 및 참고서적을 이용한 안드로이드 개발 필수

4.2.2. Arduino 개발

- 아두이노 오픈소스 및 참고서적을 이용하여 오르골, 모션인식, 모터, 카메라 등

데모 버전으로 제작을 한다.

4.3. 평가 방법

APP 개발이 완성적으로 되었는지 ?

Arduino 제작이 완성적으로 되었는지?

아기의 울음소리 인식을 하여 메시지 전달이 되었는지?

실시간 카메라 버튼을 누르면 아기의 영상이 앱에 출력이 되는지?

오르골 버튼을 누르면 정상적으로 소리 출력이 되는지?

아기가 수면시 정상적으로 모션인식을 하여 오르골이 멈추는지 ?

5. 기술 개발 추진 방법 및 체계

5.1. 추진 방법

1. APP 개발이 완성적으로 되었는지 ?

2. Arduino 제작 완성이 되었는지?

3. 연동이 되었는지 ?

5.2. 추진 전략 및 체계

배웠던 과정의 책들을 찾아본다.

인터넷 매체 혹은 지인들에게 질문

교수님에게 질문하여 도움을 얻을 것

// 계획에 차질이 있거나 물론 현재 진행이 어려우면 바로 위의 질문대로 이행할 것.

5.3. 비용

항목	수량(EA)	비용(원)
Aduino mp3 모듈	1EA	2300원
Aduino 블루투스 모듈	1EA	5000원
Aduino 브래드 보드(추가)	2EA	2000원
Aduino 모션센서	1EA	4400원
Aduino 회전모터	1 EA	8400원
Aduino 고급키트	1 EA	35200원
Aduino 카메라모듈	1 EA	4800원
기타 장식품 (인형)	3 EA	1500원

6. 추진일정

과제 추진일정을 최대한 구체적으로 계획한다. (아래 표는 예시)

7. 참고문헌

저자 : 유한종, 심승범, 권민철, 최선웅

한국통신학회 학술대회논문집 , 2016.6

출저 : http://insight.dbpia.co.kr/article/related.do?nodeId=NODE07322678