Intelligent Monitoring System for Solitary Senior Citizens with Vision-Based Security Architecture

영상보안 구조 기반의 지능형 독거노인 모니터링 시스템

With the increasing of aging population, a lot of researches on monitoring systems for solitary senior citizens are under study. In general, a monitoring system provides a monitoring service by computing the information of vision, sensors, and measurement values on a server. Design considering data security is essential because a risk of data leakage exists in the structure of the system employing the server. In this paper, we propose a intelligent monitoring system for solitary senior citizens with vision-based security architecture. The proposed system protects privacy by ensuring high security through an architecture that blocks communication between a camera module and a server by employing an edge AI module. The edge AI module was designed with Verilog HDL and verified by implementing on a Field Programmable Gate Array (FPGA). We tested our proposed system on 5,144 frame data and demonstrated that a dangerous detection signal is generated correctly when human motion is not detected for a certain period.

사회적으로 고령화 문제가 심화되면서, 독거노인 모니터링 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 모니터링 시스템은 영상, 센서, 계측값 등의 정보를 바탕으로 서버에서 연산을 수행하여, 사용자에게 모니터링 서비스를 제공한다. 서버를 이용하는 시스템의 구조상 데이터 유출의 위험이 존재하며, 데이터 보안을 고려한 설계가 필수적이다. 본 논문에서는 영상보안 구조 기반의 지능형 독거노인 모니터링 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 Edge AI 모듈을 사용하여 카메라 모듈과 서버 간의 통신을 차단하는 구조를 통해 높은 보안성을 보장한다. Edge AI 모듈은 Verilog HDL로 설계되었으며, Field Programmable Gate Array (FPGA)를 통해 기능을 구현하였다. 본 시스템을 검증하기 위해 5,144개의 프레임 데이터에 대해 실험하였으며, 사람의 움직임이 일정 시간 감지되지 않았을 때 위험 감지 신호가 올바르게 발생하는 것을 확인하였다.