생체인식 기술은 신뢰성과 편의성을 제공하는 차세대 정보보안기술이며, 글로벌 시장 규모의 상승추세와 비접촉 방식의 수요도 증대되고 있다. 포스트 코로나 시대 핵심기술로 비접촉방식의 생체인식 출입통제 시스템이 비대면과 자동화 기술까지 가능하여, 국내 뿐만 아니라 미국, 유럽, 중동 등 해외시장에서 크레 활약하고 있다. IoT 기반 스마트 디바이스 맞춤형 센서 개발과 H/W 시스템 확보에 기업간 협조와 미국 식약청의 허가 등 요구사항을 반영하여야 하는 주의사항이 있다.
본 논문에서는 RFID 기술과 유비쿼터스 센서네트워크 기술이 적용된 도어락과 출입에 필요한 카드 및 무선 도어락 정보를 관리하고 모니터링 하는 출입 통제 시스템(EMS:Entrance Management System)을 개발하였다. 근거리 무선통신 표준인 Zigbee와 비접촉식 RFID 기술이 적용된 도어락 그리고 무선 도어락과 Zigbee로 통신하는 ARM코어 기반의 도어락 제어 모듈을 개발하였고 출입통제에 사용되는 응용프로램을 웹기반으로 개발함으로써 출입통제 시스템의 접근과 관리가 용의하도록 하였다.
본 논문은 COVID-19 유증상자를 사전에 판별해 유증상자의 시설 출입을 제한하고, 비접촉 인증 방식인 RFID, 얼굴인식을 사용해 시설 내 COVID-19 집단 감염을 예방하는 시설 관리 스마트 도어록을 제안한다. 기존 디지털 도어록 및 스마트 도어록은 가정용으로 개발되어 많은 사람이 이용하는 다중 시설에서 사용하기에 불편하다. 본 연구에서 구현한 도어록은 아두이노 센서를 통해 시설 사용자의 체온과 산소 포화도 값을 받아 사용자의 COVID-19 증상 유무를 판단한다. 유증상자의 경우 경고음을 울려 시설 출입을 사전에 제한한다. 체온과 산소포화도 측정 후 비접촉 인증 방식인 RFID, 얼굴인식을 통해 시설 출입을 통제한다. 시설 관리자는 RFID, 얼굴인식, 도어록 전용 애플리케이션을 사용해 시설에 출입할 수 있다. 본 시스템을 통해 시설 관리가 편리해지고, 증가하고 있는 스마트 빌딩 및 무인 시설에 활용할 수 있다.
2019년 의료법 시행규칙에 따라 감염관리가 필요한 시설(수술실, 분만실, 중환자실 등)에 대하여 출입기준을 준수함은 물론이며 출입자에 대한 입실, 퇴실, 연락처 등의 출입 사실에 대한 기록을 남겨 1년간 보존하도록 의료기관의 특수 실에 대한 출입기준이 개정되었다. 하지만, 현재까지도 이러한 내용에 대하여 수기로 작성을 하거나 오기 등의 이유로 불편함이 지속하고 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 IoT 장치와 UWB 기술을 활용하여 인가된 사용자에 대한 자동 개폐 및 출입 기록 저장 기능을 제공하는 시스템을 설계 구현하였고, 이를 통해 출입자의 편의와 시스템화된 출입통제가 가능할 수 있을 것으로 기대한다.
RFID의 대표적 예인 비접촉식 IC 카드는 현재 교통 및 출입 통제 시스템 등에 널리 사용되고 있으며, RF 기술의 발달과 사용자 편의성 요구의 증대로 인해 점점 더 보편화되는 추세에 있다. 본 논문은 비접촉 IC 카드를 구현하기 위해 필요한 내장형 비접촉 프로토콜 처리용 하드웨어 모듈에 관한 것으로서 아날로그 회로부와 특화된 디지털 로직부로 구성된다. 그리고 비접촉 IC 카드 설계시 아날로그 회로, 디지털 로직, 그리고 소프트웨어가 담당한 기능을 잘 구분하여 설계할 수 있는 방법을 제시한다.
무선주파수를 이용해 직접적인 접촉 없이 사물에 부착된 태그를 식별하여 원하는 정보를 처리하는 자동인식기술인 RFID는 빠른 인식속도, 긴 인식거리, 금속을 제외한 대부분의 장애물 투과 기능 등의 특성으로 적용범위가 넓어지고 있다. 현재 125KHz, 134KHz, 13.56MHz, 433.92MHz, 900MHz, 2.45GHz 대의 주파수를 이용하여 물류, 교통, 안전 등 다양한 분야에 활용되고 있으며, 이러한 환경은 보안목적을 위해서도 유용하게 적용할 수 있는 중요한 기술적 요소가 되고 있다. RFID는 전 세계적으로 새로운 성장동력으로 각광받고 있으며, 우리나라에서도 향후 산업적으로 발전 가능성이 매우 높은 것으로 판단하여 정부차원에서 이 기술을 산업에 효과적으로 접목시키기 위하여 연구개발과제와 시범사업 등을 정책적으로 추진하고 있어 그 적용성 향상과 함께 보안업무를 위한 적용성도 높을 것으로 기대된다. RFID는 사람 및 차량에 대해 구역별로 구분하여 출입통제를 할 수 있어 기존의 통제업무를 한층 보완할 수 있을 뿐 아니라 RFID카드에 암호키를 격납하여 본인인증에 사용할 수 있다. RFID는 자기카드에 비해 보안이 강하기 때문에 주민등록증, 여권 등의 불법복제방지를 위해 이용할 수 있는데, 국제차원에서 여권 및 국제운전면허증 등에 RFID 도입을 추진하고 있는 것도 이러한 이유에서이다. 능동형 RFID는 장거리 데이터 전송이 가능하여 실시간 위치정보시스템에 적용하여 위치확인과 모니터링을 통해 사람을 보호하는 기능을 제공할 수 있고, RFID시스템이 지닌 인식 추적기능은 출입통제시스템과 연계하여 특정한 지역을 방문하는 외부인의 등록, 신분확인, 위치 확인 등의 효율적 관리와 방문자자가 불필요한 지역에 진입하는 것을 통제할 수 있으며, 반입되는 장비의 관리와 분실방지 등 체계적 운영을 위해 적용할 수 있다. RFID를 복사기에 적용하여 복사기 사용자, 복사량 등에 대해 효과적으로 관리 통제할 수 있으며, RFID 시스템과 연계된 프린터, 팩스 등의 접근통제 및 복사 내용을 감시할 수 있다. 갈수록 소형화 되고 있는 저장장치에 RFID 태그를 부착하고, RFID의 위치추적기능을 통해 물품의 무단 반출을 방지하고 물품의 반입과 반출을 효과적으로 통제할 수 있다. 기존의 출입통제시스템에서 사용하는 마그네틱 카드나 스마트카드는 출입자를 인식하고 통제하는 기능을 잘 수행했으나 물품의 반입을 통제하는 기능을 수행하지 못했다. 그러나 RFID 시스템의 무선 인식과 추적 기능은 출입통제 기능뿐 아니라 물품의 반출을 감시하고 통제할 수 있어 노트북이나 소형저장장치, 하드웨어와 같은 유형자산의 무단반출을 감시 통제하기 위해 적용할 수 있다.
RFID는 전자TAG를 사물에 부착하여, 사물이 주위 상황을 인지하고 기존 IT 시스템과 실시간으로 정보교환과 처리할 수 있는 기술이다. 바코드나 Smart Card에 비하여 우수한 특성에 의해 다양한 응용이 가능하며, 향후 900MHZ 대역 제품이 현재의 13.56MHZ 대역을 대신하여 주력 제품이 될 것이라고 예상되고 있다. 현재 RFID가 도입되어 사용되는 T-Money(버스카드)와 출입통제 등 여러가지 분야에서 활용되고 있다. 하지만 RFID는 비접촉식 수신거리에 최대 장점을 가지고 있지만 반대로 수신거리의 문제로 추적이 가능하다는 문제를 가지고 있다. 이것은 사용자의 프라이버시가 될 수 있으며 위조나 변조에 대해서 매우 취약하다는 것에 문제가 있다. 이 논문에서는 보안위협과 제시된 보안기법을 보고 활용성에 대한 고찰을 보겠다.
본 연구에서는 코로나-19시대에 개인인식 모듈과 발열감지 모듈이 상호연동을 통해서 동시에 두가지 기능을 수행할 수 있는 모듈을 개발하였다. 이는 기존 시스템에서 발생하는 개인인식 모듈의 호환 문제와 발열감지의 별도 시행에 따르는 정체 시 발생 가능한 2차 감염 문제를 동시에 해결할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 NFC, Bluetooth 메인보드를 개발하였고, 발열 감지를 위해서 array 방식의 비접촉 온도센서를 적용하였다. 개발된 시스템은 AI 자동화 출인통제가 필요한 공공기관이나 민간기업에서 유동인구의 출입관리와 효율적인 방역을 동시에 실현할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 개발 시스템의 모듈을 이용한 임베디드 프로그래밍과 웹 프로그래밍 구현방법을 교육 프로그램으로의 연계도 가능할 것으로 판단된다.
전 세계적으로 감염이 확산되고 있는 코로나19 바이러스의 확산 방지 및 효과적인 추적 관리를 위해 정부에서는 공공시설에 대한 전자출입명부 시스템 도입을 의무화하고 있다. 초기에는 수기로 명부를 작성하는 불편함이 컸으나, 최근에는 QR 코드를 활용한 전자출입명부 작성 시스템이 주로 사용되고 있다. 하지만, QR 코드 생성을 위한 절차가 다소 번거로운 측면이 있다. 본 논문에서는 QR 코드 생성이 불필요한 새로운 방식의 전자출입명부 작성 시스템을 제안한다. 제안된 시스템에서는 딥러닝 기술로 구현된 마스크 착용 판별기와 비접촉 온도계를 활용하여 감염 의심 방문자를 효과적으로 통제한다. 또한 근거리 무선통신 기술인 비콘과 방문자의 스마트폰 앱을 연동하여 시설 출입자의 기본 정보를 서버를 통해 질병관리청에 자동 등록되도록 한다. 한편, 개인정보 보호를 위해 서버에 등록된 방문자 출입 정보는 암호화되어 보관되며, 최대 4주 후 자동 폐기된다. 제안된 시스템은 전 세계적으로 높은 확산세를 기록하고 있는 코로나 바이러스에 대한 대응은 물론 기타 신종감염병 확산 방지 및 대응에도 매우 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
감염 질병의 심각한 확산으로 인해 방역의 중요성이 점점 커지고 있다. 또한 방역 이슈가 없는 언택트 산업에 대한 관심도 늘어나고 있다. 본 논문에서는 등록된 사용자의 얼굴을 인식함으로써 비접촉 방식으로 출입을 통제하는 비용 효율적인 라즈베리파이 기반 도어락 시스템을 설계하고 개발한다. 우선, OpenCV의 Haar-based cascade를 사용하여 매우 단순한 특징들을 조합하여 객체를 찾고, 얼굴 인식을 진행한다. 그리고 LBPH (Local Binary Pattern Histogram)을 사용하여 이미지의 질감을 이진화하여 특징을 찾아낸다. 라즈베리파이 3B+ 보드, 초음파 센서, 카메라 모듈, 모터 등으로 언택트 도어락 하드웨어를 구현하고, 얼굴 인식 및 매칭 알고리즘을 포함한 소프트웨어를 기반으로 약 500장의 이미지 데이터를 학습시켜 실험한 결과, 최대 85.7%의 인식률을 보이며 사용자를 구분하는 성능을 검증할 수 있었다. 또한, Haar-cascade 알고리즘 성능의 광원에 대한 영향성을 파악하여 그 개선 가능성을 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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