Device development, Wearable Devices, Wearable application, application services, development toolkit
Funding Org.
산업통상자원부
Research Org.
한국전자통신연구원
Project Code
19PS1600, Development of wearable device development toolkit for various wearable application services,
Woo Duk Kyun
Abstract
3. 개발결과 요약 □ 최종목표 ○ 다양한 웨어러블 서비스 적용이 가능한 저전력 웨어러블 디바이스 개발킷(WDK: Wearable Development Kit) 핵심기술 및 개방형 통합개발환경 기술 개발 - 저전력 웨어러블 디바이스 개발킷(개발보드, 시스템 및 응용 라이브러리) 핵심기술 개발 - 다양한 웨어러블 응용 서비스 적용을 위한 클라우드 기반 개방형 통합개발환경 개발 - 웨어러블 디바이스 응용 시범 적용을 통한 결과물 검증
□ 개발내용 및 결과 ○ 모듈 조립형 웨어러블 디바이스 개발보드 개발 완료 - 다양한 센서, 통신, AP 모듈들이 적층식으로 조립되어, 신체 착용 및 부착을 통하여 웨어러블 제품 수준의 개발, 시험 및 검증이 가능한 모듈 조립형 개발보드 제작 완료 - 경량 AP 3종(텔레칩스, STM, Nordic), 센서 5종(가속도, 관성, PPG, ECG, 온도), 통신 3종(BLE, WiFi, NFC) 지원 완료 - 편리한 사용자 인터페이스를 지원하는 UI 보드 및 센서 추가 및 센싱 주기 등의 타이밍 분석을 지원하는 Dummy 보드 제작 완료
○ 경량 운영체제 기반 웨어러블 시스템 및 응용 라이브러리 개발 완료 - 3종의 경량 AP BSP(Board Support Package) 및 3종의 경량 운영체제(NanoQplus, FreeRTOS, RIOT) 지원 완료 - 3종의 경량 AP, 3종의 경량 운영체제에서 동일한 응용 프로그램 및 센서 드라이버가 소스코드 수정 없이 컴파일되어 수행될 수 있는 시스템 라이브러리 공통 API 구현 완료 - 99% 이상의 정밀한 센싱 주기와 보다 빠른 센서 응용 개발을 지원하는 운영체제 기반의 웨어러블 센서 프레임워크 구현 완료 - 배터리 잔량 예측을 위한 배터리 전압 분석 및 2.7배의 전력 소모량 개선을 보인 전력관리 SW 모듈 구현 완료 - PPG 센서 기반의 95% 이상의 정확한 심박수 계산 및 가속도 센서 기반의 걸음수, 이동거리, 소모 칼로리 계산 및 수면 분석을 지원하는 응용 라이브러리 구현 완료
○ 다양한 경량 AP 지원 웨어러블 디바이스 통합개발환경 개발 완료 - 윈도우즈, 리눅스, Mac, 라즈베리파이, 클라우드 서버 등 다양한 환경에서의 컴파일 지원 및 운영체제, BSP, 응용 등의 독립적인 빌드 구조로 소스코드 추가 삭제가 용이한 웨어러블 개발킷 빌드시스템 구현 완료 - 운영체제, BSP 등의 소스코드 기반 빌드 및 운영체제 및 BSP 라이브러리 기반의 빌드 환경 제공으로 컴파일 시간 단축 (라이브러리 기반 컴파일 시간은 전체 소스코드 컴파일 대비 5배 빠름) - OpenOCD 기반 이미지 퓨징 및 디버깅 지원으로 신규 AP 추가가 용이하여 다양한 경량 AP 지원 가능 - 동시 접속자수 100명 이상 지원하는 클라우드 기반 웨어러블 응용 개발도구 구현 완료 - 타겟 하드웨어 없이 웨어러블 응용 알고리즘 개발 및 기능 검증이 가능한 클라우드 기반 웨어러블 응용 검증도구 구현 완료 - 웨어러블 개발킷 연동 실시간 센서 데이터 수집 및 분석을 지원하는 센서 데이터 수집 서버 및 센서 데이터 시각화 SW 구현 완료
○ 웨어러블 디바이스 응용 시범 적용 및 결과물 공개 완료 - 웨어러블 개발킷 활용 웨어러블 스마트 활동량 기기 시제품, 노약자 헬스케어용 웨어러블 기기 시제품, 행동인지 웨어러블 기기 시제품, 심박 측정용 패치형 웨어러블 기기 시제품 제작 완료 - 웨어러블 개발킷 및 통합개발환경의 HW 및 SW 패키지, 설치 설명서 및 사용자 매뉴얼 제작 완료 - 웨어러블 개발킷 홈페이지(openwdk.org) 제작, 바이너리 및 소스코드 패키지 자료실에 공개, 공개 세미나 2회, 실습 중심의 공개 교육 6회 진행 완료 - 공개 교육을 통하여 웨어러블 개발킷 솔루션에 적극적인 관심을 보인 기관 및 기업들에게 샘플 제공 등을 통하여 다양한 활용 사례 확보
□ 기술개발 배경 ○ 웨어러블 제품은 다품종 맞춤형 생산(mass customization) 특성이 강하므로 신속한 개발이 중요하나, 이를 지원하는 개발킷과 SW 라이브러리는 부족한 실정임
○ 우수한 사업 아이디어와 핵심 기술을 보유한 중소기업이 웨어러블 디바이스 제품을 빠르고 정확하게 개발할 수 있도록 지원하는 웨어러블 디바이스 개발킷(WDK, Wearable Development Kit)과 통합개발환경 개발 필요
○ SW 업체, HW 업체, SoC 업체, 웨어러블 제품 개발업체 등 관련 기관이 서로 협력하여 세계적 경쟁력을 키울 수 있는 웨어러블 생태계 구축 방안 및 관련 기술 필요
□ 핵심개발 기술의 의의 ○ 신체 착용 및 부착이 용이한 국내 최초의 모듈 조립형 웨어러블 디바이스 개발보드 개발로 실제 웨어러블 제품과 유사한 형태의 개발 및 시험 검증이 가능하여 웨어러블 제품 개발 비용 및 기간 단축 (웨어러블 전문기업의 활용을 통하여, 기존 개발 비용의 1/3 수준으로 절감 가능 확인)
○ 신규 센서, 통신, 경량 AP(MCU) 모듈 추가가 용이한 모듈 조립형 개발 보드 형태로, 국내 칩 및 부품 제조사의 자사 모듈의 플러그인을 통하여 빠른 통합 시험 검증이 가능하여 국내 칩 및 부품 제조사의 경쟁력 강화에 기여
○ 웨어러블 개발킷의 운영체제, BSP 기반의 시스템 라이브러리 공통 API 제공을 통하여, 시스템 개발자와 응용 개발자를 분리할 수 있어 웨어러블 제품 개발 생산성을 높일 수 있음 (저사양 웨어러블 디바이스의 응용도 점점 복잡해짐에 따라, 기존 펌웨어 기반의 응용 SW 개발에서 경량 운영체제 기반의 응용 SW 개발에 대한 수요가 증가하고 있음)
○ 정확도 99% 이상의 정밀한 센싱 주기를 지원하는 시스템 라이브러리 활용을 통하여 기존 웨어러블 헬스케어 분야뿐만 아니라, 웨어러블 의료기기 분야까지도 다양하게 활용 가능
○ 본 과제의 웨어러블 개발킷 솔루션은 개발 플랫폼 형태로 웨어러블 분야뿐만 아니라 IoT 분야 등 다양하게 확장 가능함 (IoT 디바이스용 센서 및 통신 모듈 지원하면 IoT 디바이스용 개발 플랫폼으로도 활용 가능)
□ 적용 분야 ○ 적용 대상 - 저사양 액세서리형 웨어러블 디바이스(스마트 밴드, 스마트 벨트, 스마트 반지, 스마트 목걸이 등) - 의류일체형 웨어러블 디바이스(소방관 특수복, 폐질환 모니터링 셔츠, 스마트 브라 등) - 신체부착형 웨어러블 디바이스(스마트 가발, 생체신호 측정기 등) - 초소형 IoT 디바이스
(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록 5p)
Copyright Policy
ETRI KSP Copyright Policy
The materials provided on this website are subject to copyrights owned by ETRI and protected by the Copyright Act. Any reproduction, modification, or distribution, in whole or in part, requires the prior explicit approval of ETRI. However, under Article 24.2 of the Copyright Act, the materials may be freely used provided the user complies with the following terms:
The materials to be used must have attached a Korea Open Government License (KOGL) Type 4 symbol, which is similar to CC-BY-NC-ND (Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives License). Users are free to use the materials only for non-commercial purposes, provided that original works are properly cited and that no alterations, modifications, or changes to such works is made. This website may contain materials for which ETRI does not hold full copyright or for which ETRI shares copyright in conjunction with other third parties. Without explicit permission, any use of such materials without KOGL indication is strictly prohibited and will constitute an infringement of the copyright of ETRI or of the relevant copyright holders.
J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
If you have any questions or concerns about these terms of use, or if you would like to request permission to use any material on this website, please feel free to contact us
KOGL Type 4:(Source Indication + Commercial Use Prohibition+Change Prohibition)
Contact ETRI, Research Information Service Section
Privacy Policy
ETRI KSP Privacy Policy
ETRI does not collect personal information from external users who access our Knowledge Sharing Platform (KSP). Unathorized automated collection of researcher information from our platform without ETRI's consent is strictly prohibited.
[Researcher Information Disclosure] ETRI publicly shares specific researcher information related to research outcomes, including the researcher's name, department, work email, and work phone number.
※ ETRI does not share employee photographs with external users without the explicit consent of the researcher. If a researcher provides consent, their photograph may be displayed on the KSP.