오늘은 학교에서 진행했던 산학연계 캡스톤디자인 프로젝트에 대해 기록해보려고 해요. 주제는 큰 맥락에서 IoT 입니다 :)
프로젝트 명은 정확히, 'IoT 플랫폼 기반 센서 및 디바이스를 활용한 독거노인 홈케어 서비스 구축' 입니다.
<개발동기>
한국보건사회연구원의 ‘2017년도 노인실태조사’에 의하면 3개월 이상 지속적으로 앓고 있으며 만성 질병이 있다고 응답 한 비율은 전체 노인의 89.5%입니다. 건강 보조제라면 큰 문제가 없지만 생명과 직결된 의약품을 복용 중이라면 정해진 시간에 맞춰 약을 챙겨 복용하는 것은 매우 중요하죠. 고령사회에 접어들면서 독거노인의 비율은 전체의 14.2%를 차지할 정도로 높아졌고 그들의 복약이 원활하게 이루어지고 있는지의 여부를 실시간으로 확인하기는 어렵다는 문제점이 있었습니다.
이같은 문제점을 해결하기 위해서 고안한 것이 Smart Pill case입니다. 독거노인이 정해진 시간에 약을 복용할 수 있도록 도와주고 복용여부를 실시간으로 확인함으로써 효과적인 복약관리 시스템을 제안했습니다.
<결과물>
라즈베리파이를 이용해 필요한 센서들을 달고 파이썬으로 센서 관련 동작을 코딩, oneM2M를 기반으로 IoT 플랫폼을 구축해서 복약 기록을 확인할 수 있게 만들었습니다. 또한 복약 기록과 처방 주기를 안드로이드 앱을 통해 실시간으로 확인하고 buzzer로 알람기능을 넣어 노인 분들이 원활하게 약을 복용할 수 있게 했습니다.
방식은 이렇습니다.
- 병원이나 약국에서 Smart Pill Case를 동작시키기 위해 어플리케이션의 Pill-case Setting을 통해 복약 횟수와 시간을 설정합니다.
- 1.의 설정 값이 Server를 통해 Smart Pill Case에 전달되어 설정된 시간에 맞추어 일정시간동안 알람이 울린다.
- Pill Case 내부에 장착된 조도센서가 Pill Case가 열림을 인식하면 Pill Case 내부에 장착된 LED가 일정시간동안 켜지며, 열린 시각이 Server에 전송되어 복약 횟수가 카운팅된다.
- 사용자뿐만 아니라 병원이나 생활 관리사, 보호자는 어플리케이션을 통해 Pill-case Monitoring을 할 수 있다.
쉽게 설명하면, 약통을 열면 빛의 밝기가 차이나는 것을 조도센서를 통해 감지, 약통을 여는 것으로 복약 횟수를 추정해 카운트하고 어두운 곳에서는 약을 원활히 복용할 수 있도록 네오픽셀로 빛을 밝혀주는 것입니다.
[System Architecture]
[System Configuration]
[Python Code]
프로토타입이라 투박해보일 수 있지만 정말 힘들게 만들었습니다. 을지로를 돌며 라즈베리파이와 센서, 선들이 여유롭게 들어갈 수 있는 약통을 고르고 몇개씩 뽀개가며 구멍을 뚫고 센서를 달고... 마감일이 다가올수록 급박해지던 정신과 마음이 아직도 생생하네요.
라즈베리파이 내부 리눅스를 사용해 파이썬으로 코딩을 했고 간단한 코드임에도 실제 하드웨어랑 연계해서 작동하다 보니까 위 내용들을 완벽히 구현해내는 데에 시간이 좀 걸렸습니다. 조도센서 감지 코드에 문제가 없으면 buzzer가 안울리고 buzzer가 잘 울리면 연계돼서 울리는 게 아니라 그냥 별개로 울린다던지 하는 답답한 상황이 많았는데 .. 몇시간씩 실습실에 앉아서 빨간 눈으로 오류를 해결하려고 이짓 저짓 다 했던 게 생각이 납니다. 구글링도 정말 많이 했습니다.
모비우스랑 소켓통신 쪽도 끝까지 잘 해결되지 않아서 다른 팀원들이 멘토님과 대학원 선배님을 붙들고 늘어지던 게 생각이 나구요.
힘들었지만 프로젝트를 완성하는 경험이 큰 도움이 된 것 같습니다. 상금이 많진 않았지만 우수상도 수상했어요 :)! 이론적인 공부만 백날 하는 것보다 직접 부딪혀보는 게 도움이 된다는 말에도 공감하게 됐어요. 이 캡스톤을 경험한 덕에 후에 임베디드 관련 수업을 듣거나 센서가 필요한 프로젝트를 한다면 더 쉽게 해나갈 수 있을 것 같습니다.
