USN 기반 실시간 시약 관리 시스템 = USN-based Real-time Reagent Management System

국문 초록 (Abstract)

최근 Arduino, Raspberry Pi 등 임베디드(Embedded) 보드의 보편화와 인터넷 기술 발달로 인해 스마트 홈 및 산업 분야에서 보드를 활용한 시스템 연구 및 개발이 이루어지고 있다. 이에 따라 기존 장치에 임베디드 보드를 융합하여 스마트 기기로 만들어 효율성을 높이는 방법에 대해 연구가 진행 중이다. 그 중에서도 시약장과 임베디드 보드가 융합된 스마트 시약장의 개발 필요성이 부각되고 있다. 현재 시약장은 시약 자체를 보관하거나 관리하는데 있어 수기 또는 컴퓨터를 사용하여 프로그램에 저장 하는 것이 대부분이다. 이로 인해 사용자가 시약장을 관리하는데 잘못 표기하는 문제가 발생할 수 있다. 또한 사용자가 시약장을 관리하기에 취약한 새벽시간 대에 위험 상황 발생 시 관리자가 인식하지 못할 경우 큰 화재가 발생할 수 있다.
본 논문에서는 임베디드 보드를 활용하여 시약 관리 시스템을 설계 및 구현하였다. 이를 위해 시약장에 RFID(Radio-frequency identification) 태그 및 센서를 부착하여 실시간으로 데이터를 관리하였다. 그리고 이를 데이터베이스와 연동하여 실시간으로 데이터 모니터링 할 수 있도록 하였다. 또한, 시약장 내부에서 이상 상황 시 실시간으로 모바일 기기에 경고 메시지를 전송하여 취약시간에도 위험상황을 알려주는 시스템을 제안한다. 이는 시약장의 안정성과 관리를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recent Arduino, Raspberry Pi, such as embedded (Embedded) universalization of Internet technologies with the development board and the smart home systems and research and development using the board in the industrial sector have been made. Accordingly, under the existing system by integrating an embedded board it is studying how to increase the efficiency made the smart device process. Among reagent bottle case and development needs of the embedded board it is fused smart reagent bottle case has been highlighted. Current reagent bottle case got to hold and manage the reagent itself is mostly to save the program using handwritten or machine. Thus the user can cause problems in managing reagent bottle case misspelled. In addition, if the user is the administrator for the risk to vulnerable dawn of time to manage the situation it does not recognize reagent bottle case can cause a large fire.
In this paper, we designed and implemented the reagent management system to leverage the embedded board. For this purpose, attached RFID (Radio-frequency identification) tag and a sensor on the reagent bottle case was management data to the database in real time. And interlock it with the web database, which was to be monitored in real-time data. Further, by sending a warning message to the mobile unit in real time at least the situation in the internal indicate a dangerous situation, even weak reagent bottle case time we propose a system. This is expected to be able to enhance the stability and manageability of reagent bottle case.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 -------------------------------------------------------ⅰ
• 목 차 -------------------------------------------------------ⅱ
• 그림목차 ------------------------------------------------------ⅳ
• 도표목차 -------------------------------------------------------ⅵ
• Ⅰ. 서 론 ------------------------------------------------------1
• 1. 연구배경 및 목적 ----------------------------------------------1
• 2. 연구내용 및 범위 ----------------------------------------------2
• 3. 논문의 구성 ---------------------------------------------------2
• Ⅱ. 관련 연구 ----------------------------------------------------3
• 1. 임베디드시스템(Embedded System)------------------------------3
• 1) BeagleBone Bleck -------------------------------------------3
• 2. Qt -------------------------------------------------------5
• 3. RFID/USN -------------------------------------------------6
• 4. GCM(Google Cloud Messaging) --------------------------------8
• Ⅲ. USN을 활용한 실시간 시약 관리 시스템 설계-----------------------10
• 1. 시약 관리 시스템 설계 ------------------------------------10
• 1) MCU(Micro Controller Unit) 구성 ----------------------------11
• 2) External Device 구성----------------------------------------12
• 3) NFC Shield 와 임베디드 보드 간 시리얼 통신------------------14
• 4) 원격 시약장 품목 관리 및 경고 메시지 -----------------------15
• 2. 시약관리 시스템 흐름도 --------------------------------------16
• Ⅳ. USN을 활용한 실시간 시약 관리 시스템 구현-----------------------19
• 1. 임베디드 GPIO(Genrel Purpose IO) 제어 -----------------------19
• 1) GPIO제어 파일 생성 ---------------------------------------19
• 2) NFC Shield를 사용한 데이터 읽어오기 -----------------------22
• 2. Qt 프로그램 개발 --------------------------------------------24
• 1) Qt 프로그램 설치 --------------------------------------------24
• 2) 라이브러리 설치----------------------------------------------24
• 3) 시스템 UI 구현----------------------------------------------25
• 4) 온도 값 가공 및 출력------------------------------------------27
• 5) ID 태그 값 데이터화------------------------------------------29
• 3. GCM을 활용한 경고 메시지 구현 --------------------------------32
• 1) GCM 서버 구축 및 API 생성 --------------------------------32
• 2) 기기를 통한 원격 관리 구현 --------------------------------38
• 4. 시스템 고찰 --------------------------------------------------41
• Ⅴ. 결론 및 향후연구---------------------------------------------42
• 참고문헌 -------------------------------------------------------43
• 영문초록 -------------------------------------------------------47
• 감사의 글 -----------------------------------------------49