프로젝트 배경
1) 문제점
- 기존 병원용 압력 측정 장비는 고가이거나 설치가 복잡해 일상 활용이 어려움
- 압력 데이터를 수집하더라도 실시간 분석이나 시각화 기능이 없어 활용도가 낮음
- 다수의 센서에서 발생하는 데이터를 안정적으로 처리하기 위한 회로 설계가 필요함
- 논문 수준의 분석 알고리즘이 현장 적용을 위한 UI와 통합되지 않아 실용성이 부족함
2) 프로젝트 목표
- 사용자의 체중 분포를 감지하는 센서 기반 스마트 침대 및 깔창 제품 제작
- 블루투스 및 USB를 통해 대용량 데이터를 안정적으로 전송하는 시스템 구현
- Qt 기반의 실시간 데이터 시각화 프로그램 개발
- 수집된 데이터를 분석하여 질병 가능성을 예측하는 알고리즘 개발
3) 주안점
- 클라이언트 요구에 따른 센서 회로 맞춤 설계 및 고속 통신 안정성 확보
- 논문에서 제시된 알고리즘을 실제 제품에 맞게 변환 및 적용
- 의료 연구나 헬스케어 제품으로 확장 가능한 분석 정확도 및 인터페이스 제공
프로젝트 성과
압력 데이터 전송 안정성 99.5% 확보
- 기존 병원용 압력 측정 장비는 고가이거나 설치가 복잡해 일상 활용이 어려움
- 압력 데이터를 수집하더라도 실시간 분석이나 시각화 기능이 없어 활용도가 낮음
- 다수의 센서에서 발생하는 데이터를 안정적으로 처리하기 위한 회로 설계가 필요함
- 논문 수준의 분석 알고리즘이 현장 적용을 위한 UI와 통합되지 않아 실용성이 부족함
2) 프로젝트 목표
- 사용자의 체중 분포를 감지하는 센서 기반 스마트 침대 및 깔창 제품 제작
- 블루투스 및 USB를 통해 대용량 데이터를 안정적으로 전송하는 시스템 구현
- Qt 기반의 실시간 데이터 시각화 프로그램 개발
- 수집된 데이터를 분석하여 질병 가능성을 예측하는 알고리즘 개발
3) 주안점
- 클라이언트 요구에 따른 센서 회로 맞춤 설계 및 고속 통신 안정성 확보
- 논문에서 제시된 알고리즘을 실제 제품에 맞게 변환 및 적용
- 의료 연구나 헬스케어 제품으로 확장 가능한 분석 정확도 및 인터페이스 제공
프로젝트 성과
압력 데이터 전송 안정성 99.5% 확보
프로젝트 성과
압력 데이터 전송 안정성 99.5% 확보
100회 반복 테스트 기준 블루투스 및 USB 통신 오류율 0.5% 이하로 유지하며 대용량 데이터 안정 전송 성공
시각화 프로그램 반응 속도 200ms 이내
Qt 기반 GUI에서 센서 입력 후 그래프 반영까지의 지연 시간 평균 180~200ms로 실시간성 확보
분석 알고리즘 정확도 92% 달성
의료 논문 기반 알고리즘 적용 후, 실제 측정 데이터로 질병 예측 시 테스트 정확도 92% 확인
하드웨어 커스터마이징 요청 100% 반영
클라이언트 요청에 따라 침대형·깔창형에 맞춰 센서 수량 및 회로 구성을 각각 맞춤 설계 및 납품 완료
수작업 분석 시간 90% 단축
기존 수기 기록 기반 분석 대비 자동화 알고리즘 도입 후 평균 분석 소요 시간 30분 → 3분 이내로 단축
핵심 기능
고해상도 압력 측정 센서 네트워크
수십 개의 압력 센서를 정교하게 배열하여 미세한 체중 분포 차이까지도 감지 가능한 구조로 구현
Qt 기반 실시간 시각화 인터페이스
사용자의 압력 데이터가 실시간으로 수신되어 그래프 및 히트맵 형태로 시각화되는 GUI 제공
무선 및 유선 동시 지원 통신 설계
블루투스와 USB를 병렬로 활용해 환경에 맞는 유연한 연결 방식 제공 및 전송 안정성 확보
의료 논문 기반 질병 분석 알고리즘
논문 내 압력 패턴을 분석해 족저질환, 허리 불균형 등의 징후를 자동으로 분류하고 위험도를 수치화
사용자 맞춤 하드웨어 설계 옵션
침대형, 깔창형 등 고객 환경에 따라 센서 수, 크기, 회로 배치 등을 변경할 수 있는 유연한 설계 구조
진행 단계
기획 및 요구사항 분석
2020.01.
사용자의 체중 분포 측정 목적 정립, 침대/깔창 제품별 센서 위치와 데이터 흐름 정의
센서 회로 및 하드웨어 설계
2020.02.
압력 센서 및 PCB 설계, 블루투스·USB 데이터 전송 회로 구성 및 프로토타입 제작
시각화 소프트웨어 개발
2020.03.
Qt 기반 GUI 프로그램 개발, 실시간 데이터 수신 및 시각화 기능 구현
분석 알고리즘 개발
2020.04.
논문 기반 데이터셋 분석, 체중 분포 이상 탐지 및 질병 예측 알고리즘 개발
통합 테스트 및 개선
2020.05.
하드웨어-소프트웨어 연동 테스트, 데이터 누락·지연 문제 해결 및 정확도 보정
프로젝트 상세
본 프로젝트는 사용자의 체중 분포와 압력 패턴을 측정하여 신체 상태를 분석할 수 있는 스마트 압력 측정 시스템을 구축한 사례입니다. 대상 제품은 침대와 깔창이며, 두 제품 모두 다수의 압력 센서를 통해 인체 하중 분포를 실시간으로 수집하고, 이를 시각화 및 분석 가능한 구조로 설계되었습니다.
하드웨어 측면에서는 클라이언트의 요청에 맞추어 센서 회로와 PCB를 맞춤 설계하고, 블루투스 및 USB 연결 방식을 적용하여 데이터 전송의 유연성과 신뢰성을 확보하였습니다. 특히 수백 개의 센서로부터 동시에 유입되는 대용량 데이터를 안정적으로 수신하고 처리할 수 있도록 회로 설계와 데이터 흐름 구조에 집중하였습니다.
소프트웨어는 Qt 기반 GUI 프로그램을 통해 압력 데이터를 실시간으로 시각화할 수 있도록 구현하였으며, 연구 기반 질병 분석 모델을 접목하여 사용자 체중 분포 패턴에서 특이점을 탐지하고 이상 징후를 예측할 수 있는 알고리즘도 함께 개발하였습니다.
이 프로젝트는 단순한 데이터 수집을 넘어, 시각화와 예측 분석까지 포함한 통합 솔루션으로서, 사용자 맞춤형 헬스케어 제품 또는 의료 연구 도구로의 확장 가능성을 가진 결과물입니다.
하드웨어 측면에서는 클라이언트의 요청에 맞추어 센서 회로와 PCB를 맞춤 설계하고, 블루투스 및 USB 연결 방식을 적용하여 데이터 전송의 유연성과 신뢰성을 확보하였습니다. 특히 수백 개의 센서로부터 동시에 유입되는 대용량 데이터를 안정적으로 수신하고 처리할 수 있도록 회로 설계와 데이터 흐름 구조에 집중하였습니다.
소프트웨어는 Qt 기반 GUI 프로그램을 통해 압력 데이터를 실시간으로 시각화할 수 있도록 구현하였으며, 연구 기반 질병 분석 모델을 접목하여 사용자 체중 분포 패턴에서 특이점을 탐지하고 이상 징후를 예측할 수 있는 알고리즘도 함께 개발하였습니다.
이 프로젝트는 단순한 데이터 수집을 넘어, 시각화와 예측 분석까지 포함한 통합 솔루션으로서, 사용자 맞춤형 헬스케어 제품 또는 의료 연구 도구로의 확장 가능성을 가진 결과물입니다.

