2022학년도 융합캡스톤디자인 개발계획서

①조번호	제 4 조			②개발기간				2022. 3 17. - 2022. 11. 27. (8개월)
③개발형태	6인 공동			④개발분야				전문분야			의료 / 생활
								세부분야			조리
⑤개발과제명	국 문	헬스팟
	영 문	HealthPot
⑥조장	소 속	정보통신융합공학부 (스마트모바일심화전공)
	학 번	1760053		성 명		최윤호			주민등록번호			980603-1******
⑦조원	소 속	정보통신융합공학부 (정보통신융합공학심화전공)
	학 번	1760039		성 명		유지원			주민등록번호			980218-1******
⑧조원	소 속	정보통신융합공학부 (스마트모바일심화전공)
	학 번	1860034		성 명		이성민			주민등록번호			980508-1******
⑨조원	소 속	정보통신융합공학부 (스마트모바일심화전공)
	학 번	1960026		성 명		양한솔			주민등록번호			000820-4******
⑨조원	소 속	정보통신융합공학부 (스마트모바일심화전공)
	학 번	1960038		성 명		이수연			주민등록번호			000823-4******
⑨조원	소 속	정보통신융합공학부 (스마트모바일심화전공)
	학 번	1960009		성 명		김원탁			주민등록번호			000402-3******
⑩소요 기자재 및 부품	품 명		수량		확보여부 (○, ×)		미확보시 구입비(천원)						구입방법 (자비/교비)
							단가			금 액
	W227 HX711AD + 압력 센서 로드셀 5kg 전자저울		2EA		○		35,000			70,000			교비
	라즈베리파이4 (8GB) 기본 키트		2EA		○		201,300			405,300			교비
	[YwRobot] DHT11 온습도센서 모듈 [SEN030000]		1EA		○		6,000			6,000			교비
본인은 상기 "Capstone Design(졸업작품) 개발"을 수행하고자 붙임과 같은 개발 계획서를 제출하며, 본 계획이 허락될 경우 대학이나 학과에서 정한 제반사항을 준수하여 충분한 성과를 거둘 것을 서약합니다. 2022년 9월 14일 소속 : 정보통신융합공학부 개발조장 최윤호 (인) 조 원 유지원 (인) 조 원 이성민 (인) 조 원 양한솔 (인) 조 원 이수연 (인) 조 원 김원탁 (인)
붙임 계획을 정보통신공학과 2022학년도 융합캡스톤디자인 개발계획서로 허락함. 목원대학교 정보통신융합공학부 지도교수 민병원 (인)

목원대학교 정보통신융합공학부

1. 개발 목적 및 필요성

(1) 개발 목적

□ 지속적인 관리가 필요한 환자(당뇨병)에게 식단 관리는 앞으로의 평생 숙제

□ 섭취한 음식물을 기반으로 칼로리를 계산해서 일, 주별 그래프로 표시해 시각화

□ 제공된 식단을 통해 자신의 건강 상태에 알맞은 정량의 음식물을 섭취

(2) 개발 필요성

• 사회적 필요성

지속적인 관리가 필요한 당뇨병 환자에게 칼로리/식단관리는 건강 관리에 중요한 요소를 차지

▲ 신장 손상을 완전히 되돌릴 수는 없지만, 식단 변경을 통해 예방 또는 지연시킬 수는 있으며, 당뇨병 역시 평소 저당 식사 등 칼로리 관리를 하는 것이 예방·치료에 도움이 된다.

출처 : 대한급식신문(http://www.fsnews.co.kr)

• 기술적 필요성

환자 정보를 입력 받아 일일 권장 칼로리를 계산하고, 이를 바탕으로 필요한 영양소를 색출한다. 맞춤식으로 짜여진 레시피를 제공 받아 조리 도우미를 통해 조리한다. 식사를 마칠 시에는 환자 정보에 반영되어 시간별 칼로리 섭취량을 그래프로 표시해준다. 라즈베리파이에 센서를 부착하여 온도와 무게를 측정할 수 있는 모듈을 제작, 측정뿐만 아니라 개인 디바이스로 정보를 전달하여 앱 내에서 이용할 수 있도록 한다.

2. 국내 제품(연구 배경)

I) 국내 제품

기존 측정기는 스트립을 이용한 채혈형 혈당측정기, 채혈을 해야 하는 번거로움이 있다.

채혈을 하지 않는 개선점을 보이고 있지만, 아직 센서의 이용이 필요하다.

센서가 필요하지 않고 간단한 디바이스로 이용 가능한 혈당기를 개발한다.

▲채혈형 혈당측정기

3. 현실적 설계제한요소 분석

설계제한요소	구성 및 작용	해결방안	효과
① 경제성 (시장조사, 원가분석, 수출입분석)	기존의 칼로리 측정기보다 경제적인 효과를 보여줄 수 있는가?	앱과 모듈을 위주로한 작품을 통해 이용성과 편리성을 증가시키며 최대한 사용자의 편의를 위주로 설게하였다.	칼로리를 측정하기 위한 소모성 자재를 구입할 필요가 없다.
② 기술성 (기술적 한계, 신기술의 활용)	칼로리를 측정함에 있어 기존의 제품에 비해 정확도를 보이는가?	각종 함수를 이용하여 일일 칼로리 수치를 정확하게 파악하고 권장 영양소 내에서 칼로리 수치, 인슐린 수치를 계산한다.	기존의 번거로운 검사 과정을 거치지 않아도 칼로리를 확인할 수 있다.
③ 미학성 (작품의 디자인)	휴대하기 불편하지는 않은가?	편의성에 가장 큰 중점을 둔 만큼 모듈의 크기를 크게 설계하지 않았고 칼로리 확인은 주로 앱에서 이루어지기 때문에 어디에서든 사용할 수 있도록 구성하였다.	장소, 시간에 구애받지 않고 칼로리 수치를 확인할 수 있다.
④ 내구성 (견고성 및 신뢰성)	조리도우미를 시행하는 도중 모듈 고장 가능성이 있는가?	모듈에 물이 들어가지 않는 구조로 차폐성을 고려하여 설계하였다.	물에 장시간 노출되거나 큰 충격을 가하지 않는 이상 고장 우려가 없다.
⑤ 안 전	모듈 동작 중 화재 위험성이 있지 않은가?	큰 전력을 소모하지 않으며 휴대용 배터리를 사용하였다.	저전력으로 동작하여 안정적으로 이용할 수 있다.

4. 개발 시스템 요구 규격

구분	시스템 요소명	상세 요구 규격
H/W	온습도 센서	온습도 센서를 통해 음식을 적절히 섭취(음식의 뜨거운 정도, 신선도) 할 수 있도록 도움
	무게 센서	식재료의 정량을 측정
S/W	Android Studio	메인 개발환경
	FireBase	앱 내의 각종 데이터를 데이터베이스에 저장
	Python	센서 값을 일대일로 통신 교환하여 값을 전달

5.  개발 내용 및 방법

(1) 개발 내용

지속적인 관리가 필요한 당뇨병 환자에게 칼로리/식단관리는 건강 관리에 중요한 요소를 차지한다. 먹은 음식에 따라 바뀌는 칼로리를 환자가 편리하게 볼 수 있고 적용할 수 있는 서비스가 필요하다고 생각하여 식단에 대한 체크를 위해 Pot 형태로 제작하고 앱을 통해 레시피와 음식의 영양정보 섭취한 칼로리 등을 확인할 수 있는 기능을 제공하고자 한다.

* 주기능

∘ 섭취한 식단을 바탕으로 칼로리 확인

∘ 맞춤형 식단 관리

∘ 질병에 특화된 영양소 기반의 레시피 제공

(2) 개발 방법

· Android Studio를 이용해 SW를 구현하고, Raspberry Pi SocketServer를 이용해 APP과 정보를 교환

· DataBase 는 FireBase 이용하며 Android Studio, Raspberry Pi와 연동

· XML + JAVA를 이용해 어플리케이션 제작

* 시스템 구성도 *

6. 개발 추진전략

(1) 기술정보 수집 전략

- Firebase + 라즈베리파이 서버

- GitHub, 오픈 API 등 활용

- Google 서버 통신 방법 참고

(2) 타 기관 및 (참고자료)의 협조 방안

- Firebase와 안드로이드 간 데이터베이스 연동

https://m.hanbit.co.kr/channel/category/category_view.html?cms_code=CMS3455201881

- 라즈베리파이에 파이썬 서버를 통해 소켓 통신

https://developmentdiary.tistory.com/510

- Firebase 내 특정 데이터 불러오기

https://firebase.google.com/docs/database/android/read-and-write?hl=ko

(3) 각 조원의 역할 분담

정보통신융합공학부 (Information and Communication Convergence Engineering Department)
이 름	최윤호	유지원	이성민	김원탁	양한솔	이수연
학년 / 학번	4학년	4학년	4학년	4학년	4학년	4학년
역할 분담	안드로이드 앱 개발	안드로이드 앱 개발 / 데이터베이스 구축	안드로이드 앱 개발	안드로이드 내 함수 개발	안드로이드 앱 개발	안드로이드 앱 개발
	개발 계획서 작성	통신 서버 구축 / 센서 및 하드웨어 구성	하드웨어 구성 / 센서 연결	개발 계획서 작성	API 연동 / 센서 연결	개발 계획서 작성
	GitHun 오픈 소스 활용	안드로이드, 서버, API, DB 연동	라즈베리파이 기동 구축	자료 조사	개발 계획서 작성	발표 자료 준비
	조장 / 발표 자료 준비	개발 계획서 작성 / 발표 자료 준비	개발 계획서 작성 / 발표 자료 준비	-	자료 조사	자료 조사

7.  개발결과에 대한 기대효과 및 활용방안

(1) 기대효과

ㅇ 지속적으로 관리가 필요한 당뇨병 환자에게 큰 편의성을 제공

ㅇ 자신이 섭취한 음식의 칼로리를 일,주 별 그래프로 표시해 자신의 건강상태를 한눈에 알아볾

ㅇ 당뇨병 환자에게 식단을 제공함으로써 꾸준한 건강 관리

(2) 활용방안

① 활용분야

지속적인 관리가 필요한 당뇨병 환자에게 칼로리/식단관리는 건강 관리에 중요한 요소를 차지한다. 먹은 음식에 따라 바뀌는 칼로리를 환자가 편리하게 볼 수 있고 적용할 수 있는 서비스가 필요하다고 생각하여 식단에 대한 체크를 위해 Pot 형태로 제작하고 앱을 통해 레시피와 음식의 영양정보 섭취한 칼로리 등을 확인할 수 있는 기능을 제공하고자 한다.

∘ 섭취한 식단을 바탕으로 칼로리를 그래프로 한눈에 표시

∘ 맞춤형 식단 관리

∘ 질병에 특화된 영양소 기반의 레시피 제공

② 활용방법

⦁ 환자 신체 정보를 입력하면 일일 칼로리 계산하여 저장 후 표시

⦁ 계산식을 통해 혈당수치 계산 후 예상 혈당 수치 제공

⦁ 환자의 칼로리를 날짜별로 그래프로 시각화하여 제공

⦁ 환자의 건강상태에 따라 맞춤형의 레시피를 제공

⦁ 온도/무게 센서를 통해 정량의 조리를 할 수 있도록 도움 제공

* 작품 사용 시나리오

<App 동작>

③ 효과

ㅇ 지속적으로 관리가 필요한 당뇨병 환자에게 큰 편의성을 제공

ㅇ 건강 관리에 도움을 주기위해 섭취한 음식의 칼로리를 그래프로 한눈에 표시

ㅇ 당뇨병 환자에게 식단을 제공함으로써 꾸준한 건강 관리

8.  개발추진일정

구분	추진내용	추진일정
			3월	4월	5월	6월	7월	8월	9월	10월	11월	12월
계획	아이디어 회의		■
분석	인터뷰 / 기술자료 수집 / 물품 및 재료조사			■	■
설계	제품 확정 및 피드백					■	■	■	■
개발	기술 구현 및 오류 검출 / 기능 결합 및 재조정					■	■	■	■	■
테스트	완성 및 시연									■
종료	최종보고 및 최종발표										■	■
오프라인 미팅계획	주 3~5회		■	■	■	■	■	■	■	■	■	■

9. 원가 분석

요소명 혹은 품명	수량	확보여부 (○, ×)	가격(원)		구입방법 (자비/교비)
			단가	금 액
W227 HX711AD + 무게 센서 로드셀 5kg 전자저울	2	x	35,000	70,000	교비
라즈베리파이4 (8GB) 기본 키트	2	x	201,300	405,300	교비
[YwRobot] DHT11 온습도센서 모듈 [SEN030000]	1	x	6,000	6,000	교비
[KEYES] 테스트[CH254] 소켓 점퍼 케이블 40P (칼라) (M/F) 20cm	2	x	850	1,700	교비
[SMG] 브레드보드 400핀 Half Size Breadboard [SZH-BBAD-005]	1	x	700	700	교비

10. 소요 연구기자재 및 부품 활용 대책

기자재 및 부품명	유무		기기 및 시설 소재지	없을시의 대책
	유	무
해당 사항 없음
해당 사항 없음
해당 사항 없음
해당 사항 없음

11. 기타사항