식물 감성 모니터링 시스템

 

1. 개요

 

 

 

 

 본 작품은  한국기술교육대학교(KoreaTech) 2012년 1학기 '유비쿼터스 컴퓨팅 및 실습' 과목의 텀 프로젝트로 진행한 것이다. 식물 감성 모니터링 시스템 (Plant Emotion Monitoring System with Facebook) 은 다음과 같은 컨셉으로 개발을 진행하였다.

글보다 소개영상을 먼저 보고 싶다면 이곳을 클릭

 

 

”Facebook을 통해 원격지에서도

식물의 상태를 모니터링 및 관리하며

식물과 대화를 할 수 있는 시스템을

 

아두이노와 Java / Facebook API를 통해 구현한다.“ 

 

 

진행 인원은 총 6명 이다.

 

팀장 : 최경호

기구부 설계 및 제작 : 김들이, 최윤미

Arduino 프로그래밍 : 최경호, 김예슬

중계서버 및 인공지능 : 이지우

Facebook API 인터페이스 및 인공지능 : 전영호

 

 

 

2. 본론

Intro 영상 부터 봅시다!

 

 

 Intro 동영상에서 볼 수 있듯이!

 페이스북을 접근할 수 있는 스마트폰 혹은 컴퓨터만 있으면, 식물을 집에 두고 외출한 상태에서도 덥지는 않은지 혹은 목마르지는 않은지 식물의 상태를 묻고, 물을 주고, 식물의 환풍 팬을 돌리며, 잘 자라고 인사하는 등의 행동을 식물에게 원격에서도 취할 수 있음을 잘 보여준다.
( 동영상 편집 : 이지우 )

 

 

우리 시스템의 전체 구성도는 아래와 같습니다.

 

'식물 감성 모니터링 시스템' 전체 시스템 구성도

 

왼쪽의 User는 식물을 키우는 주인이 됩니다.

Facebook을 통해 User는 식물과 소통할 수 있습니다.

식물은 식물 자신의 페이스북 계정 담벼락에 스스로 글을 남기기도 합니다. 물론, 식물의 온도, 습도, 조도 센서등과 현재 시간, 날씨 등에 의해 간단한 불쾌지수나 감정상태 추정등을 Transmission Server 가 하여, 이를 기반으로 남기는 것입니다.

User는 식물의 담벼락에 글을 남길 수 있고, 식물은 이 글에 댓글을 남길 수 있습니다. 이때에는 User가 남긴 메세지의 의미 분석을 시도하여, 간단한 응답을 하도록 구현 하려고 했지만(응?!) 현재는 매우 단순한 인공지능을 흉내내는 문자열 패턴 분석 정도만을 하여 응답 댓글을 작성하도록 구현 했습니다.

식물에게 User가 내리는 Command를 Transmission Server는 오른쪽의 Arduino 에게 전달하며, Arduino는 해당 명령을 수행하는 Actuator Controller 로써 동작합니다. 현재 가능한 Command로는 '물줘' '팬꺼' '팬켜' 가 있습니다.

 

식물의 감정 상태 추정 방법. 온도 + 습도 + 조도 센서의 값을 활용하여 계산

 

 

 

아두이노는 중계서버로 부터 XBee 신호를 받아 선풍기를 돌리거나 물을 준다

 

 

아두이노와 중계 서버는 XBee 통신을 한다. (결국 무선 Serial 통신이라 볼수 있음)

 

 

 

 

완성된 기구부의 결과물은 위의 사진과 같습니다.

기구부 제작은 김들이 학우와 최윤미 학우가 설계 및 제작을 진행하였습니다.

또한, 기구부 안에 앉아있는 나의 친구, 식물은 최윤미학우가 대여해준 '허브' 입니다.

 

 

 

기구부의 상세한 모습을 보실까요?

 

 

아크릴 큐브 하단의 아두이노와 XBee모듈, 빵판 입니다.

 

 

 

아크릴 큐브 벽면에 부착된 온도, 습도, 조도 센서 회로와, 8mm 팬 입니다.

팬을 부착하기 위해 아크릴판을 자르느라 김들이 학우와 최윤미 학우가 정말 고생을 했습니다!

 

 

 

 

서보모터와 물 호스 입니다. 식물에게 물을 주기 위한 방법으로 이렇게 설계를 했습니다.

원래는 솔레노이드 밸브를 달아, 물의 흐름을 차단하고 개방하는 방식을 취하려 했지만..

문제가 있어서 대체방법으로 이와 같이 했습니다.

 

 

 

 

물탱크의 모습과 타이틀의 모습이 보입니다.

또한 전원 분배기도 벽면에 부착되어있습니다.

 

 

 

아크릴 큐브 안에서 자라날 '식물' 입니다!

최윤미 학우가 빌려준 허브^^

 

 

 

 

아두이노의 연결 모습을 나타냅니다.

 

 

 

 

 

 

아두이노 회로도는 위와 같습니다

 

 

 

 

 

 

 

아두이노와 페이스북 API를 중계해주는 중계서버 프로그램.

자바 SWING으로 간단한 UI를 구성해서 데이터가 제대로 오고 가는지를 확인 가능하게 했고,

내부적으로는 제가 개발한 Facebook API를 JAVA에서 쓸수 있게 해주는 인터페이스가 내장되어 있습니다.

 

 

 

 

 

 

페이스북 API - JAVA 인터페이스 의 클래스 UML 입니다.

 

3. 결론

 

우선! 영상을 하나 더 볼까요?

시연 영상입니다.

 

 

 

잘 보셨나요?

급 결론을 내리겠습니다.

식물은 자신의 페이스북 계정을 갖게 됩니다.

아래와 같이요.

 

 

Emotion Plants Ubiquitous 라고 이름을 붙여 줬습니다.

사진은, 디지털 식물 화분 제품의 사진인데,(허락 없이 썻어요. 헐!)

 

 

페이스북에 보여지는 구현 결과는 아래와 같아요

 

 

 

 

 

 

이상 '식물 감성 모니터링 시스템' 의 소개를 마치겠습니다!!

 

부록. 최경호 학우의 최종 발표 동영상.

용량 100MB 넘어서 추후 인코딩 후 올려야 겠네요.