연구실에서 개발된 백신캐리어와 같이 연동되는 모바일 앱 'Peanut Butter'
Peanut Butter 앱과 백신캐리어 연동되고 정보가 웹사이트로 전송
백신 캐리어의 이동경로와 해당 시간동안의 상태를 웹 페이지에서 추적가능함.
Nepal Projects 1 & 2
Nepal Project #1: 모바일을 이용한 백신 캐리어 모니터링
모바일 앱을 이용하여 백신 캐리어의 위치 및 경로를 추적하고 상태를 알 수있는 시스템을 구축하였습니다. 탄자니아, 말라위, 케냐 등에서 실제로 사용되었고 이후에도 계속 연구가 진행될 예정입니다.
백신캐리어가 무엇인가요?
백신 캐리어는 개발도상국에서 백신 접종을 할때 사용되는 미니 냉장고라고 보시면 될것 같습니다. 백신 캐리어 안에는 백신 바이알(vial)이 들어있습니다. 그런데 이 백신들은 상온에서는 보관이 불가능하여 백신 접종시에 캐리어안에 냉각을 시켜서 보관을하여 움직입니다. 2도에서 8도 구간으로 유지가 되어야 합니다. 백신캐리어는 연구실에서 개발된 것이고 저는 이 기기와 연동이 되는 모바일 앱(Peanut Butter)과 웹 사이트를 만들었습니다.
백신 캐리어 모니터링
백신 캐리어의 전력이 무한한것이 아니기 때문에 온도를 적절하게 효율적으로 사용하는것이 필요합니다. 백신캐리어의 이동 경로를 최소화하여 정해진 전력을 가지고 최대한 멀리 백신을 전달하는것이 저희 연구실에서 진행되고 있는 연구입니다. 이때 백신 캐리어 모니터링이 필요합니다. 말 그대로 백신 캐리어의 이동 경로와 해당 구간에서의 온도, 위치, 시간 데이터를 모바일과 백신캐리어가 연동하여 웹 상으로 업로드 시킵니다. 해당 데이터가 DB에 축적됨에 따라 어떤 구간에서 문제가 있었는지 알 수 있습니다. 해당 데이터를 통해 경로를 최적화 하는 연구도 이루어질 것입니다.
사용된 기술
먼저 백신 캐리어와 모바일은 블루투스 연동을 통해서 통신을 합니다. 모바일은 안드로이드 기반으로 백그라운드 서비스를 통해 계속해서 백신 캐리어 내부의 상태와 위치 데이터를 기기 내부에 JSON 형태로 저장합니다. 또한 인터넷 통신이 가능하다면 즉각적으로 지정된 웹서버로 해당 데이터를 업로드 합니다. 옆에 보시는 것처럼 웹 사이트에서 백신캐리어의 경로와 이동 정보를 확인할 수 있도록 만들었습니다.
SMS 문자를 활용한 발전기 모니터링 시스템. 인터넷이 되지 않는 개발도상국에 적용
네팔에서 SMS로 문자 전송. 한국에 데이터 자동 축척
SMS는 160byte의 양을 담을 수 있어 주기적으로 압축 데이터 전송.
네팔에서부터 문자로 데이터를 수신하고 클라우드로 해당 정보를 업로드
발전기-아두이노-모바일이 연결되어 있는 상태. 아두이노와 모바일이 시리얼 통신을 한후 모바일 앱이 자동으로 한국으로 SMS 데이터 송신
Nepal Project #2: 모바일을 이용한 발전기 모니터링
위의 백신캐리어 모니터링 연구와 더불어 발전기 모니터링 연구도 진행을 하였습니다. 인터넷 환경이 좋지 않은 개발 도상국에서 SMS문자를 활용하여 발전기의 상태 및 각종 상태량을 모니터링할 수 있는 시스템을 구축하였습니다. 저희 연구실에서 발전기를 네팔의 만탈리, 팅간 지역에 설치한 바 있습니다. 발전기가 잘 작동이 되는지의 여부를 원격 지역에서 확인할 수 없었는데 그 이유는 인터넷 통신이 불가능했기 때문입니다. 따라서 발전기에 핸드폰을 붙여서 주기적으로 한국으로 발전기의 상태와 정보를 SMS문자의 형태로 송신을하독 만들었습니다. 실제로 2017년 2월에 네팔을 가서 시스템을 구축하도 돌아왔습니다.
개발된 앱: Choco Cookie & Vanila Shake
해당 프로젝트에서 개발된 앱은 2 종류가 있습니다. 네팔 발전기에 부착되어 주기적으로 정보를 전송하는 앱 'Choko Cookie'그리고 한국에서 네팔로부터 문자를 수신하여 아틱에 업로드하는 'Vanila Shake'가 있습니다.
아틱 클라우드
삼성에서 만든 IoT 플랫폼을 이용하였습니다. 네팔로 부터 발전기 상태정보를 포함한 SMS 문자를 수신하면 핸드폰은 자동으로 아틱 모듈을 통해서 아틱 클라우드로 정보들을 다시 한번 송신 합니다.
아틱모듈에서는 NODE RED를 사용할 수 있는데 해당 플랫폼을 이용하여 트위터 연동 등 다양한 기능을 넣을 수 있었습니다.
네팔 -->한국 데이터 송신
네팔 만탈리, 팅간 지역은 고산 지역이라 태양광, 수력, 풍력 발전등 하이브리드 형태의 발전을 사용합니다. (연구실에서 설치를 하였습니다).지역 특성상 인터넷 통신이 불가능하기 때문에 모바일 앱과 발전기를 연동 시키는 작업을 진행 하였습니다. 발전기와 모바일 인터페이스 기기로는 아두이노를 사용하였습니다. 아두이노가 발전기에 부착된 센서로 부터 정보를 읽어들이고 시리얼 통신으로 핸드폰에 데이터를 전송합니다. 'Choco Cookie'앱은 지속적으로 해당 데이터를 확인하고 저장하고 SMS 형태로 한국의 지정된 폰으로 문자를 보냅니다.
시스템의 특징
SMS를 보낼때 MMS를 사용할 수 없었습니다. MMS도 데이터 통신이 존재해야 사용 가능했기 때문입니다. 따라서 발전기의 정보를 주기적으로 수시로 SMS형태로 보내야했고 SMS는 160바이트의 정보를 포함할 수 있기 때문에 정보를 16진수로 변환하여 한국으로 송신 하였습니다. 또 한가지 특징은 해당 개발된 시스템은 발전기의 상태를 모니터링 하는것 뿐만이 아니라 발전기의 시설을 On/ Off 할 수 있도록 설계가 되었습니다. 예를들어 한국->네팔의 발전기 핸드폰에 문자로 커맨드를 날리면 릴레이로 발전기를 끄거나 켜거나 끌 수 있습니다.
한국에서 데이터 수신
옆의 그림에서 볼 수 있는 것처럼 한국에서는 네팔의 발전기에 부착된 핸드폰으로 부터 정보를 SMS 형태로 수신 받습니다. 핸드폰에 설치된 'Vanila Shake'앱은 문자를 받으면 ARTIK5 (삼성이 개발한 IoT 모듈)에게 정보를 릴레이 합니다. ARTIK5내부에 는 NODE RED가 설치되어 있고 해당 플랫폼을 통해 트위터 연동, 사용자 알림, 데이터 저장, 등의 기능을 사용함과 동시에 아틱 클라우드 서버에 데이터를 전송합니다. 그렇게 되면 아틱클라우드 계정에서 발전기의 각종 센서 데이터들을 시각화 하여 확인할 수 있습니다.
본인의 역할
백신 캐리어 & 발전기 모니터링 시스템에 있어 소프트웨어 적인 부분은 제가 모두 개발하였습니다.