[논문 리뷰] Controlling and securing a Digital Home using Multiple Sensor Based Perception system Integrated with Mobile and Voice technology

Avishek Ahmed, Tanvir Ahmed외 2명|arXiv (Cornell University)|2012. 09. 24.

IoT-based Smart Home Systems참고 문헌 6인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 다수의 센서, 모바일 기술 및 음성 기술을 활용하여 원격 제어와 향상된 보안을 가능하게 하는 저비용 통합 디지털 홈 시스템을 제시한다. 음성 명령어, GPRS, 웹 액세스 및 실시간 비디오 감시를 결합하여 무단 침입 시 자동 경고 및 이미지 촬영을 구현함으로써 스마트 홈 자동화를 일반 대중이 접근할 수 있고 안전하게 이용할 수 있도록 한다.

ABSTRACT

Fully controlled digital home had always been considered as a luxury of rich people because of excessive cost to install the system. It is now within the reach of mass people with lots of inexpensive cool features. In this paper we have designed and developed a very low cost, efficient and reliable Digital home system. Fully Controlled Digital Home is no more a Luxury. Our proposed system made it affordable. We built a low-cost feature-rich Digital Home System (DHS). Digital Home System is combination of automated services i.e. Electronic Device Controller, IR Security System, Web Desktop, Remote Video Surveillance System and Virtual Mobile by which we can control our home by avoiding old manual processes e.g. our physical presence at home is optional. The System provides some of the modern luxury & security features to us. Now we can control Light, fan, AC or any electronic devices by voice command, Blue-tooth, GPRS or Website. To control the system remotely, GPRS connectivity is added. We can also monitor our home from remote area by using Remote Video Surveillance System. This enables live video into mobile device of the digital home. Moreover, we can also access our PC and do the necessary tasks from any internet enabled computer in the world by using Web Desktop which is specially built for this purpose. Furthermore, access of unauthorized person in the home will be notified by SMS & store the image of the person and also generate a voice alarm. So that ensures the security of our valuable things. Also we can identify and monitor the location of our valuable assets e.g. precious metals remotely. Finally, Virtual mobile application is a Universal mobile Driver by which we can exactly perform some same task e.g. Remote call, Phone book access, SMS read-write of our mobile device from our new invented computer's virtual mobile.

연구 동기 및 목표

• 광범위한 접근성을 확보하기 위해 저비용이며 신뢰성 있고 기능이 풍부한 디지털 홈 시스템을 개발하는 것.
• 모바일, 웹 또는 음성 제어를 통해 홈 기기의 원격 제어를 가능하게 하여 신체적 존재에 의존하는 것을 제거하는 것.
• 실시간 침입 탐지, SMS 경고, 이미지 촬영 및 음성 경보를 통해 홈 보안을 향상시키는 것.
• 원격으로 홈 PC에 액세스하고 가상 모바일 기능을 통해 원활한 기기 관리를 가능하게 하는 것.
• 다양한 센서 및 통신 기술을 통합하여 단일 저비용 스마트 홈 솔루션을 제공하는 것.

제안 방법

• 실시간 환경 및 보안 상태 모니터링을 위한 다중 센서 인식 시스템을 구현하였다.
• 조작이 필요 없는 조명, 선풍기, 에어컨 및 기타 전자 기기 제어를 위한 음성 명령어 인식 기능을 통합하였다.
• 모든 인터넷 연결 기기에서 제어 및 감시가 가능한 원격 연결을 위해 GPRS를 활용하였다.
• 사용자가 원격으로 자신의 홈 PC에 액세스하고 운영할 수 있도록 웹 기반 데스크톱 인터페이스를 구현하였다.
• 지속적인 원격 감시를 보장하기 위해 실시간 비디오 스트리밍을 모바일 기기로 전송하는 기능을 구현하였다.
• 전화 통화, SMS, 연락처 기능 등의 핵심 모바일 기능을 원격 컴퓨터에서 재현하는 가상 모바일 애플리케이션을 개발하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비싼 전용 솔루션에 의존하지 않고도 전체 자동화와 보안을 제공할 수 있는 저비용 디지털 홈 시스템을 어떻게 설계할 수 있는가?
• RQ2 센서 기반 인식, 모바일 및 음성 기술의 조합 중에서 어떤 조합이 홈 시스템의 신뢰성 있는 원격 제어 및 모니터링을 가능하게 하는가?
• RQ3 이미지 촬영 및 SMS 알림을 활용하여 실시간 침입 탐지 및 경고를 비용 효율적으로 어떻게 구현할 수 있는가?
• RQ4 통합 가상 인터페이스를 통해 홈 PC 및 모바일 기기의 원격 액세스는 어느 정도 실현 가능할 수 있는가?
• RQ5 여러 제어 및 모니터링 방식(음성, 모바일, 웹)을 하나의 확장 가능한 디지털 홈 플랫폼에 통합하는 데의 실현 가능성은 어떠한가?

주요 결과

• 제안된 시스템은 음성, 블루투스, GPRS 및 웹 인터페이스를 통해 홈 가전 기기를 원격 제어할 수 있었으며, 신체적 존재에 대한 의존도를 감소시켰다.
• 무단 침입자에 대한 이미지 촬영과 즉각적인 SMS 경고 전송을 통해 침입 탐지 기능을 효과적으로 달성하였다.
• 실시간 비디오 감시 기능이 성공적으로 모바일 기기로 스트리밍되어 실시간 원격 모니터링 기능을 확보하였다.
• 가상 모바일 애플리케이션을 통해 사용자는 컴퓨터에서 원격 통화, 연락처 액세스 및 SMS 관리를 수행할 수 있었으며, 사용성 향상에 기여하였다.
• 표준 부품를 활용하여 기능이 풍부하고 안전하며 완전히 자동화된 디지털 홈을 저비용으로 구축할 수 있음을 시스템이 입증하였다.
• 다양한 통신 및 센서 기술을 단일 플랫폼에 통합하는 것이 대량 시장에 적합한 방식으로 실현 가능하고 신뢰성 있는 것으로 입증되었다.