So, this thesis designs and implements an IoT-based smart home service system on the data and specifications produced from various devices through the structure of IoT home service environment consisting of open source IoT platform and IoT home gateway. KEYWORDS: Internet of Things; 사물인터너; Open source platform; 아리소스 프 배한; Smart home; smart home; Message Queuing Telemetry Transport; MQTT;
따라서 본 논문의 목적은 오픈소스 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼을 활용하여 스마트 홈 시스템을 설계하고 구현하는 것이다. 셋째, 스마트홈 서비스를 제공할 수 있는 오픈소스 플랫폼을 구축하고, 마지막으로 해당 플랫폼을 활용한 시스템을 설계하고 구현한다.
연구 내용과 범위
낮은 비용: IoT 서비스를 구축하고 운영하는 데 드는 비용이 낮아야 합니다. 3장에서는 사물인터넷 환경에서 스마트홈 시스템을 위한 오픈소스 플랫폼 구축을 제안하고 서비스 구조와 요구사항을 정의한다.
사물인터넷 기술
- 센서/기기 기술
- 네트워킹 기술
- 인터페이스 기술
- 사물인터넷 국내외 기술 동향
또한 사물인터넷의 기술적 구현보다는 사물의 네트워크에서 생성되는 데이터를 활용한 신기술이 등장할 것으로 예상되며, 차별화된 부가가치를 창출할 수 있는 서비스 중심의 시장이 발전할 것으로 예상된다. 미래. KT는 스마트폰을 활용해 가정방범, 전력관리, 검침 등 다양한 IoT 서비스를 제공하고 있다.
사물인터넷에서의 오픈소스
오픈소스 하드웨어
오픈 소스 하드웨어는 오픈 소스 소프트웨어와 크게 다르지 않습니다. 하드웨어 제작을 위한 디자인 리소스입니다.
오픈소스 소프트웨어
이러한 프로토콜은 너무 무거워서 IoT 애플리케이션에 적용할 수 없습니다. 사물 인터넷 환경에서는 개체와 사용자 애플리케이션 모두 메시지를 보내고 받는 클라이언트가 됩니다. 따라서 소형 디바이스를 사용하는 사물인터넷 환경에서 사용하기에 적합합니다.
스마트 홈
사물인터넷 스마트 홈
스마트 홈은 일반적으로 홈 자동화와 원격 제어/액세스로 구성됩니다. 이동통신 3사(SKT, KT, LG유플러스)가 가정 내 스마트 단말과 각종 가전제품을 일반 소비자까지 연결해 스마트홈 기반 사물인터넷 환경 확산을 꾀한다. 서비스 스마트홈 기가 IoT 홈매니저 홈 IoT.
스마트 홈서비스 모델
홈 네트워크에는 다양한 유형의 스마트 장치가 있습니다. 이러한 다양한 스마트 기기들은 네트워크를 통해 기기 상태에 대한 정보와 제어 기능을 제공합니다. 홈 네트워크 내의 스마트 기기와 IoT 기기는 각각 해당 IoT 클라우드에 기기 상태 정보를 제공합니다.
시스템 요구 사항
시스템 기능 명세
두 번째는 모니터링을 통한 알람 서비스이다. 예를 들어 사용자의 시각이나 청각을 자극할 수 있는 LED나 부저 등을 통해 사람이 멀리 있지 않을 때 사물의 상태를 사용자에게 전달하는 서비스이다. 사물인터넷 환경에서 스마트홈 서비스를 통해 액츄에이터가 사람의 개입 없이 자동으로 작동하거나, 알림 서비스를 받은 사용자가 원격으로 관리할 수 있도록 하는 서비스입니다.
세부 요구사항 명세
이 서비스의 목적은 사람들이 언제 물을 주어야 하는지 정확히 알 수 있도록 돕는 것입니다. 외부에서 적절한 수분을 외부로 공급할 수 있습니다. 센서를 통해 화염과 가스를 실시간으로 감지하고, 화재나 가스 누출이 감지되면 경고 경보와 메시지를 전송합니다.
스마트 홈 시스템 구성요소
이 경우 게이트웨이는 장치와 인터넷 간의 중계 역할을 대신합니다. 마지막 구성 요소는 인터페이스입니다. 인터페이스는 수집된 정보를 사용자에게 전달하는 구성요소이다.
스마트 홈 시스템 설계
센서 디바이스 설계
센서 장치는 무선 통신이 가능하고 정보를 수집하고 전송하는 게시자 역할을 하는 장치입니다. 장치에 연결된 버저, 서보 모터, 릴레이 등의 액츄에이터는 사람의 개입 없이 자동으로 작동하거나 정보 상황이나 사용자의 요청에 따라 원격 명령을 통해 작동을 수행합니다. 센서 장치 2의 하드웨어 설계는 그림 3.5에 나와 있습니다. 수집되는 정보는 온도, 습도, 습도계 값이며, 액츄에이터는 릴레이를 이용하여 가정에 있는 장비를 켜고 끌 수 있는 모듈로 설계되었습니다.
게이트웨이 설계
Node-RED는 게이트웨이의 객체를 연결하는 플랫폼 역할을 합니다. 기본적으로 MQTT 프로토콜은 메시지를 게시하고 특정 주제를 구독하는 구조입니다. 브로커에 하나 이상의 주제를 등록하여 해당 주제에 대한 메시지를 수신할 수 있습니다.
인터페이스 설계
이는 송신 고객, 브로커 및 수신 고객 간에 거래 보증이 준수되도록 보장합니다. 네 번째는 연결 종료 단계로, 더 이상 메시지를 보내거나 받을 필요가 없을 때 토픽 등록을 취소하고 클라이언트와 서버 간의 연결을 종료하는 단계이다. 구현된 시스템에서는 모니터링이 지속적으로 수행되며 4단계는 수행되지 않습니다.
사물인터넷 센서 디바이스 구현
하드웨어 구현
MQ2 가스 센서는 주변 지역의 가스 누출을 감지하고 이를 토픽으로 중재자에게 전송합니다. 가스 누출이 감지되면 알람을 통해 경보 서비스를 제공합니다. 모듈의 가변 저항을 사용하여 감도를 조정할 수 있습니다.
소프트웨어 구현
센서가 기록한 데이터를 MQTT 브로커로 전송하는 전체적인 동작은 아래와 같이 6단계로 나누어 볼 수 있다. 이 프로그램은 Wi-Fi 통신을 사용하여 인터넷에 연결하고 메시지를 보냅니다.
게이트웨이 구현
하드웨어 구현
Raspberry Pi CSI 인터페이스와 고품질 8메가픽셀 Sony IMX219 이미지 센서를 일치시키는 Raspberry Pi 맞춤형 모듈입니다.
소프트웨어 구현
브로커가 공개하는 데이터 중 화분의 온도, 습도, 습도 등은 MySQL 데이터베이스에 주기적으로 저장된다. 데이터가 브로커에 공개되면 클라우드 서비스로 전송됩니다. 브로커가 전송한 데이터 타입이 숫자형인 경우에는 UI 노드 간 미터 노드를 그대로 연결해 사용했다.
서비스 평가
본 논문에서는 사물인터넷 환경에서의 홈 서비스 프레임워크를 제안하고, 오픈소스를 활용한 스마트 홈 시스템을 설계 및 구현하였다. 사물 인터넷 환경은 사물을 연결하고, 데이터를 공유하고, 정보의 흐름을 공유하는 것입니다. 사물연결 및 IoT 개발 도구인 Node-RED를 이용하여 집에서 사용할 수 있는 애플리케이션을 개발하였습니다.
