Motivation for Development

현대인의 실내 거주 시간이 길어지고 스트레스·수면 문제가 늘면서 향기 요법 수요가 증가하고 있으나, 기존 디퓨저는 고정된 향을 타이머 주기로 반복 분사하는 수동형 방식에 머물러 있습니다. 반면 사람이 쾌적하게 느끼는 향은 외부 기상 상태와 당일의 감정·피로도에 따라 달라지지만, 기존 제품은 이러한 정황 정보를 능동적으로 인지하지 못합니다. 관련 제품·특허 조사에서도 기존 기술은 단일 향 자동 분사나 단순 인터넷 연동 제어 단계에 그쳐 있음을 확인했습니다. 이에 기상청 공공 API의 정량적 날씨 데이터와 사용자 일기·음성의 정성적 감정 데이터를 융합 분석하여, 상황에 맞는 최적의 향기와 음악을 능동적으로 큐레이션하는 감성 맞춤형 스마트홈 웰니스 가전을 개발하고자 합니다.

Operation Principle

본 시스템은 ESP32-WROOM-32E 기반 FreeRTOS 환경에서 구동되며, 4채널 독립 초음파 분사 모듈을 시간 분할 방식으로 정밀 제어합니다.

[하드웨어·센서] 4채널 로드셀과 HX711 ADC로 카트리지 잔량을 측정하며, 지수이동평균 필터를 적용해 하드웨어 노이즈를 제거하고 잔량을 0~100%로 정밀 가공합니다. 잔량이 임계치 이하로 떨어지면 해당 릴레이를 차단하는 하드웨어 인터록으로 모터 과열을 방지하며, INMP441 I2S 마이크를 통해 실내 소음을 분석하는 앰비언트 모드를 지원합니다.

[서버·AI] AWS Lambda 및 DynamoDB 기반의 서버리스 백엔드에서 기상청 날씨 데이터와 사용자의 감정 좌표를 AI로 융합 분석합니다. 이를 통해 4개 채널의 조향 가중치를 산출하고, 현재 장착된 카트리지 정보를 파악하여 최적의 혼합 분사 레시피를 결정합니다.

[통신·동기화] 디바이스는 HTTP GET 폴링으로 서버 명령을 수신합니다. 앱과 디스플레이 동시 조작 시 발생하는 충돌을 막기 위해, 기기 조작 시 외부 통신을 잠시 차단하는 로컬 쉴드와 앱 명령을 0순위로 처리하는 하이패스 동기화 알고리즘을 독자 구현하여 실시간 양방향 제어의 무결성을 확보했습니다. 무선망 단절 시에는 오프라인 모드로 자동 전환되며, 신호 복구 시 세션을 즉각 재수립합니다.

[인터페이스] 4.3인치 Nextion HMI 디스플레이와 모바일 앱의 듀얼 제어 환경을 제공하며, 카카오톡 챗봇 웹훅으로 기기 초기 설정과 오류 FAQ를 지원합니다.

Expected Effect

날씨·감정·소음 등 주변 맥락에 따라 유연하게 동작하는 능동형 제어를 통해 사용자에게 헬스케어 및 심리적 안정 효과를 제공합니다. 모터 과열을 막는 안전 인터록, 무선 단절 시 자동 복구, 필수 Key 값 검증을 통한 비정상 프로토콜 차단 등 실사용자를 배려한 예외 처리로 시스템 신뢰성을 완벽히 확보했습니다. 기존 단순 타이머형 제품과 달리, 외부 환경과 사용자 감정 데이터를 실시간으로 융합해 향을 스스로 조합하는 능동형 홈 가전이라는 점이 핵심 차별점이며, 향후 스마트홈 IoT 웰니스 가전 시장에서의 높은 상용화 및 확장성을 기대할 수 있습니다.

Photo & Results

졸업작품 소개영상

https://youtu.be/-cAuncVeFOI?si=QvWPjbq_6F9GPnkN