IoT_BlueThings

집에서 간단하게 쓸 수 있는 Smart Home Hub를 구축

• 스마트 스위치, 콘센트는 Brand Price로 인해서 직접 구매하기엔 가격 부담이 있어서 Arduino Kit와 Raspberry PI를 기반으로 하여 직접 제작을 하는 것에 대한 의의를 두었습니다.
• 기존에 나온 Smart Home Hub 키트들에 대하여 실생활과 연동을 할 수 있는 Smart Kit를 제공을 하는데 목표를 두었습니다.
• 실시간 생활 정보, 기기 작동 제어를 할 수 있는 Smart Desk에 대해서도 추가적으로 구현을 하였습니다.

구상 목적

• 기존의 제품들의 원거리 통신에 대한 불필요를 줄여 단거리 통신인 Bluetooth를 기반으로 제작하였습니다..
• 스마트 콘센트, 스마트 스위치를 Arduino 키트를 이용해서 간단한 구조를 이용하여 제작하였습니다.
• 기존 제품과는 달리 어린이나 노약자들도 쉽게 쓸 수 있도록 Kit를 만드는데 목표를 두었습니다.
• 모바일로는 블루투스 제어가 1대1 관계이지만 라즈베리파이를 이용해 1대 다 관계를 형성하였습니다.

Team BlueThings

• 201332028 장승훈(wkdtndgns) - Design, Arduino Kit, Web UI 구상
• 201332001 강인성(tails5555) - Mobile Application, Connector UI, Software Idea 제공

Create Schedule

Main Project Structure

Final Structure Complete

Using Languages

1. Smart Switch - Arduino C++
2. Smart Plug - Arduino C++
3. Mobile Application - Android Java
4. Web UI - Spring Web MVC 공공데이터 API Java JSP
5. Connector UI - Python

Smart Switch

스마트 스위치 구상도

실제 제작 결과

적용 설명

1. Bluetooth를 기반으로 제작하였습니다.
2. Bluetooth 통신을 통하여 서보 모터가 작동합니다.
3. 뒤에 부착된 보조배터리를 활용해 전력 공급을 하도록 설계하였습니다.

Smart Plug

스마트 스위치 구상도

실제 제작 결과

적용 설명

1. Bluetooth를 기반으로 제작하였습니다.
2. 보조 배터리를 이용하여 작동 관리를 할 수 있습니다.
3. 터치 센서를 추가해서 원 터치를 통하여 전류 관리를 쉽게 할 수 있도록 설계하였습니다.
4. Solid State Relay를 이용해서 기존의 전자식 릴레이를 이용한 스마트 콘센서의 소음의 단점을 해결함과 동시에 누전 방지를 최소화를 하여 안전성을 보완하였습니다.

Web UI

Web UI 적용 결과

pom.xml 를 기반으로 Maven Dependency를 구성하여 Update Maven은 필수입니다. 이는 Raspberry PI에서 작동할 수 있도록 저용량으로 구상을 하였습니다. 공공데이터에 대해 실시간으로 받아오기 위해서는 Wi-Fi 환경으로 설정이 되어 있어야 합니다.

Maven pom.xml

<dependencies>
    <!-- 1. Spring Web MVC Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 2. Lombok Project -->
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    <!-- 3. Tomcat Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        <scope>provided</scope>
    </dependency>
    <!-- 4. Spring Boot Test -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <!-- 5. JSON Encoding Library -->
    <dependency>
        <groupId>org.json</groupId>
        <artifactId>json</artifactId>
        <version>20171018</version>
    </dependency>
    <!-- 6. JSP JSTL -->
    <dependency>
        <groupId>javax.servlet</groupId>
        <artifactId>jstl</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

Mobile Application

Mobile Application 구상도

Mobile Application 적용 결과

적용 설명

• Mobile Device를 통하여 단거리 제어 기능을 탑재하였습니다.
• Switch 버튼을 이용 : 쉬운 조작을 통하여 기계와 친숙하지 않은 사람들도 손쉽게 제어가 가능합니다.
• Smart Switch, Smart Plug 등 새로운 Smart Device가 나오게 되어도 어플리케이션을 재활용 할 수 있는 호환성을 제공하였습니다.

Conenctor UI

Connector UI 구상도 및 적용

적용 설명

• Python 2.7 Tkinter 패키지와 Serial 패키지를 활용하여 Bluetooth를 기반으로 한 통신으로 데이터를 전송하는 원리로 작동을 제어하도록 설계하였습니다.
• Raspberry Pi Monitor에서 탑재한 터치 스크린 기능 을 활용해서 남녀노소가 쉽게 Smart Kit 들을 제어할 수 있도록 제작하였습니다.

Reference Documents

• 사물인터넷 캡스톤 디자인 과제 결과 보고서
• BlueThings 사용 설명서
• 사물인터넷 캡스톤 디자인 최종 발표
• 사물인터넷 최종 결과 보고서 및 제안서

Awards

1. 사물인터넷 캡스톤 디자인 과목 전원 A+

Thanks To

• 성공회대 소프트웨어공학과 유상신 교수님
• 성공회대 소프트웨어공학과 이승진 교수님
• 3D 프린팅 기술에 대하여 알려주신 한상현 선배님
• 실시간 버스 공공데이터 API를 제공하는 서울특별시 교통정보과