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Zoombo - 자가 교정 열화상 감시 장치

Arduino ESP32 C++ C# Java Tizen Google Cloud IoT

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🏆 2020 서울 해커톤 대회 장려상 수상작 🏆

저비용 고정밀 IoT 기반 열화상 감시 솔루션

� 목차

�📋 프로젝트 개요

Zoombo는 기존 200만원 이상의 고가 열화상 통제 시스템을 대체하는 저비용 고정밀 감시 장치입니다. 다중 센서 융합과 스마트 교정 알고리즘을 통해 계절별 온도 오차 문제를 해결합니다.

🎯 주요 목표

  • 비용 효율성: 기존 대비 1/10 이하 비용으로 구현
  • 정확도 향상: 다중 센서 데이터 융합을 통한 자가 교정
  • 실시간 모니터링: IoT 클라우드 기반 원격 감시

👥 팀 정보

  • 팀명: Zoombo
  • 팀원:
    • 임현근 - 프로그램 개발 및 하드웨어 설계
    • 김혜경 - 디버깅 & 케이스 디자인 제작

🏆 수상 내역

2020 서울 해커톤 대회 장려상 수상

2020 서울 해커톤 장려상 수상증

저비용 고정밀 IoT 기반 열화상 감시 솔루션의 혁신성과 기술적 완성도를 인정받아 장려상을 수상하였습니다.

🏗️ 시스템 아키텍처

┌─────────────┐    WiFi    ┌──────────────┐    HTTP    ┌─────────────┐
│   ESP32D    │ ────────── │ ThingsPark   │ ────────── │   Tizen     │
│   센서수집    │            │   (IoT Hub)  │            │    App      │
└─────────────┘            └──────────────┘            └─────────────┘
       │                           │
       │ 센서 데이터                  │ RESTful API
       ▼                           ▼
┌─────────────┐            ┌──────────────┐
│   다중센서    │            │ Google App   │
│   모듈들     │            │   Engine     │
└─────────────┘            └──────────────┘

🔧 하드웨어 구성

메인 보드

  • ESP32D: 메인 컨트롤러 및 WiFi 통신

센서 모듈

  • MLX90615: 적외선 온도 센서 (비접촉식 체온 측정)
  • DHT22: 온습도 센서 (환경 데이터 수집)
  • VL53L0X: 레이저 거리 측정 센서
  • SR602: PIR 모션 센서
  • RCWL0516: 마이크로파 레이더 모션 센서
  • WS2812B: RGB LED (상태 표시)
  • 터치 센서: 사용자 인터랙션
  • 레이저 포인터: 포지셔닝

💻 소프트웨어 스택

계층 기술 스택 설명
펌웨어 Arduino C++ ESP32 센서 제어 및 데이터 수집
IoT 플랫폼 ThingsPark 센서 데이터 중계 및 저장
백엔드 Java, Google App Engine RESTful API 서버
모바일 앱 C#, Xamarin.Forms, Tizen 실시간 모니터링 인터페이스

🚀 주요 기능

🎯 스마트 교정 시스템

void calibration(){
  if(distance < maxDistance){
      objTemp = objTemp + distance*0.011; // 거리 기반 온도 보정
  }
}

📊 다중 센서 융합

  • 이중 모션 감지: PIR + 레이더 센서로 정확한 인체 감지
  • 거리 보정: 측정 거리에 따른 온도 자동 보정
  • 환경 보상: 주변 온도/습도를 고려한 측정값 조정

🌐 실시간 데이터 전송

void sendWiFiData(){  
  if(pirState==HIGH ){ // 인체 감지 시에만 전송
    // ThingsPark IoT 플랫폼으로 센서 데이터 전송
  }
}

📁 프로젝트 구조

zoombo/
├── 📁 firmware/           # ESP32 펌웨어 (Arduino)
│   └── sensors/           # 센서별 모듈 코드
├── 📁 mobile-app/         # Tizen 모바일 애플리케이션
│   └── ZoomboTA/         # Xamarin.Forms 프로젝트
├── 📁 server/             # Google App Engine 백엔드
│   └── ZoomboAPI/        # Java RESTful API 서버
├── 📁 docs/              # 프로젝트 문서
│   ├── architecture/     # 시스템 아키텍처 문서
│   ├── hardware/         # 하드웨어 설계 도면
│   └── workshop/         # 해커톤 교육 자료
├── 📁 assets/            # 미디어 및 리소스
│   └── images/           # 프로젝트 이미지
└── 📄 README.md          # 프로젝트 메인 문서

🛠️ 설치 및 설정

1. 하드웨어 설정

  1. ESP32D 보드에 센서 모듈들 연결
  2. 회로도에 따라 배선 완료
  3. 전원 공급 및 동작 확인

2. 펌웨어 업로드

# Arduino IDE에서 ESP32 보드 패키지 설치
# 필요한 라이브러리 설치:
# - MLX90615 (적외선 센서)
# - DHT sensor library
# - VL53L0X
# - SimpleTimer

3. 서버 배포

# Google App Engine 프로젝트 배포
cd server/ZoomboAPI
gcloud app deploy

4. 모바일 앱 빌드

# Tizen Studio에서 빌드
cd mobile-app/ZoomboTA
# Xamarin.Forms 프로젝트 빌드 및 배포

📊 API 문서

ThingsPark IoT 연동

GET /channels/YOUR_CHANNEL_ID/last
Response: field1/field2/field3/created_at
- field1: 환경온도 (°C)
- field2: 물체온도 (°C)  
- field3: 거리 (mm)

Google App Engine API

GET /api/thermal/last
Response: "envTemp/objTemp/distance/timestamp"

🎮 사용 방법

  1. 센서 모듈 활성화: ESP32 전원 투입 후 자동으로 센서 데이터 수집 시작
  2. WiFi 연결: 설정된 WiFi 네트워크에 자동 연결
  3. 모바일 앱 실행: Tizen 앱에서 실시간 데이터 모니터링
  4. 데이터 확인: 온도, 거리, 모션 감지 상태 실시간 표시

🔬 기술적 혁신

자가 교정 알고리즘

  • 거리 보정: 측정 거리에 따른 온도값 자동 조정
  • 환경 보상: 주변 온습도를 고려한 측정값 보정
  • 다중 센서 융합: 여러 센서 데이터의 교차 검증

효율적 데이터 전송

  • 선택적 전송: 인체 감지 시에만 데이터 전송으로 전력 절약
  • 실시간 처리: 1초 간격 센서 데이터 수집 및 전송
  • 클라우드 연동: IoT 플랫폼을 통한 안정적인 데이터 저장

📈 성능 지표

항목 사양 비고
측정 범위 0.1m ~ 1m VL53L0X 거리 센서 기준
온도 정확도 ±0.5°C 거리 보정 적용 시
응답 시간 < 1초 센서 데이터 수집 주기
전력 소모 < 500mA ESP32D + 센서 모듈
통신 범위 WiFi 커버리지 내 802.11 b/g/n

🔮 향후 계획

Phase 1: AI/ML 통합

  • 데이터 보정용 머신러닝 학습기 구축
  • Google App Engine ML API 연동
  • 패턴 인식 기반 자동 교정

Phase 2: 하드웨어 업그레이드

  • Teensy 고속 보드로 교체
  • 원거리용 적외선 센서 적용
  • I2C 직접 통신 라이브러리 개발

Phase 3: 기능 확장

  • 영상처리 얼굴인식 기능 추가
  • 다중 디바이스 동시 모니터링
  • 데이터 분석 대시보드 구축

📜 라이선스

이 프로젝트는 MIT 라이선스 하에 배포됩니다. 자세한 내용은 LICENSE 파일을 참조하세요.

📞 문의하기

Email Website

개발 관련 컨설팅 및 외주 받습니다.

프로젝트 관리자 연락처:

🛠️ 전문 분야

  • IoT 시스템 설계 및 개발
  • 임베디드 소프트웨어 개발 (Arduino, ESP32)
  • AI 서비스 개발 (LLM, MCP Agent)
  • 클라우드 서비스 구축 (Google Cloud Platform)
  • 하드웨어 프로토타이핑

💼 서비스

  • 기술 컨설팅: IoT 프로젝트 기획 및 설계 자문
  • 개발 외주: 펌웨어부터 클라우드까지 Full-stack 개발
  • 교육 서비스: 임베디드/IoT 개발 교육 및 멘토링

🙏 감사의 말

  • 2020 서울 해커톤 주최측 - 혁신적인 플랫폼 제공 및 장려상 수여
  • Tizen 개발팀 - 전문적인 멘토링 및 기술 지원
  • ThingsPark & Google App Engine - 안정적인 플랫폼 서비스 지원

🔗 프로젝트 링크


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"Innovation is taking two things that already exist and putting them together in a new way." - Tom Freston

🏆 2020 서울 해커톤 장려상 수상작 🏆

Made with ❤️ by Zoombo Team

About

Smart thermal monitoring IoT solution using ESP32, multiple sensors (MLX90615, DHT22, VL53L0X), WiFi connectivity, Google App Engine backend, and Tizen mobile app. Winner of 2020 Seoul Hackathon.

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