StudyBuddy

2023 Spring System Programming and Practice Team Project: StudyBuddy

• 프로젝트 개요: Raspberry Pi 환경에서 Linux의 functions를 활용하여 Sensor – Actuator를 이용하는 프로그램 개발
• 프로젝트 기간: 2023.05.01 ~ 2023.06.12
• 프로젝트 이름: StudyBuddy
• 프로젝트 목표: 사용자의 학습 환경을 지속적으로 피드백하는 프로그램 제작

StudyBuddy

동작 원리

1. 사용자가 의자에 앉으면, 타이머로 원하는 시간을 설정한다.
2. 타이머를 시작하면 지속적으로 사용자의 착석 자세를 트래킹하고, 주변환경을 피드백한다.
3. 문제가 있는 경우 LED로 즉각적인 피드백을 표시하여 교정 혹은 개선할 수 있도록 도움을 준다.
4. 타이머가 끝나면 소켓을 닫고 통신을 종료한다.

파이 구성

1. 타이머 파이: 버튼을 이용하여 타이머를 설정. 타이머는 1분 단위로 올리거나, 내려서 설정할 수 있고 LCD로 남은 시간을 표시
   • LCD에 남은 시간을 표시, LED에 현재 상황을 표시
2. 자세측정 파이: 사용자의 착석을 감지하고, 초음파 센서를 이용하여 학습 자세가 올비른지 확인하고 피드백
   • 초음파 센서는 4개 사용 (의자의 좌우-상체, 의자-허리, 책상-상체 간의 간격 측정)
3. 얼굴인식 파이: 카메라 센서로부터 실시간 영상을 입력받고, 사용자가 공부에 집중하고 있는지 확인하고 피드백
   • opencv를 이용하여 영상처리
4. 환경측정 파이: 온습도와 조도를 측정하여 사용자의 공부 환경이 쾌적한지 측정하고 피드백

Signal 정리

• RED: 자세 불량 확인
• YELLOW: 집중 확인
• WHITE: 조도 확인
• BLUE: 온습도 확인

전체 구성

• server: LCD/LED 파이
• client: 카메라, 초음파/압력, 온습도/조도 파이

컴파일 방법

• 타이머 파이 (lcd 폴더 내 gpio.c, gpio.h, lcd.c, lcd.h, lcd_pi.c)

  gcc -o lcd * -lpthread -lwiringPi
  ./lcd [Port 번호]

• 자세측정 파이

  gcc -o ultrasonic_wave ultrasonic_wave.c -lpthread
  ./ultrasonic_wave [IP주소] [Port 번호]

• 환경측정 파이

  gcc -o use_socket use_socket.c -lpthread -lwiringPi
  ./use_socket [IP주소] [Port 번호]

• 얼굴인식 파이

  python3 camera.py [IP주소] [Port 번호]

회의 내용

5/19 회의

• 시프 proposal 발표 정리

• 피드백 내역

  1. 프로젝트 규모에 따른 다양한 센서 사용
  2. 명확한 프로젝트 목표 및 구현 가능성
  3. 4대가 유기적으로 사용되게 구현 바람
  4. 적외선 센서 혹은 카메라 센서 도입 검토

• 토론 내역

  1. DC모터를 이용한 바람개비
  2. LED 사용 구상
  • 온도, 습도 각각 하나
  • 조도 하나
  • 초음파 하나
  • 카메라 하나

5/26 회의

• 파트 정리

  • 준서: 카메라 테스트해보고 가능하면 사용
  • 다인: 초음파(5개)+압력센서(1개) — 압력센서/ 초음파 센서 양 옆 (2)+ y축(3)
  • 종호: LCD 출력 + LED — 버튼 이용한 타이머 설정(LED 점등) + 타이머 보여주기/ 통신 입력
  • 지영: 온습도+ 조도 + 바람개비(온도) -온습도 센서 파악 + 바람개비 설정 / 조도 센서 파악

• 통신 정리

  • start: 압력센서 → 카메라, LCD, 온습도/조도에 signal
  • 이후 카메라, 초음파, 온습도/조도 → LED로 signal
  • LCD 측에서 버튼을 누르면 데이터 전송을 중단

6/2 회의

• 통신 세부 정리
  • 처음에 앉았을 때 압력센서에 신호 → lcd에 신호
  • 종호님이 준서님이랑 지영님, 다인님 다시 신호

-> 카메라 따로 -> 불쾌 지수 센서(2)/ 조도 센서 신호(1) 둘 (3) -> 다인님 초음파센서 자세 신호

-> lcd파트에서 LED -> 타이머 종료되면 다른 파이에 신호 -> 중간에 종료되어도 다른파이에 신호

6/7 회의

• server - client 소켓 정리
• server에서 thread를 3개 열어서 초음파, 카메라, 온습도/조도와 소켓 통신
• C - Python간 통신 방법 정리
• 카메라 - opencv + openpose (MobileNet기반) 시도

6/9 회의

• 구현 영상 촬영
• docs, ppt 구성 토론 및 작성