Method of Transfer Disaster Informations using a Smart-Watch

스마트워치를 활용한 재난정보전달 방안

Abstract

In this paper, we conducted a study on ways to not only check disaster information on smart-phone in the event of a disaster, but also simultaneously check it on wearable devices using short-range wireless communication. Wearable devices commonly used include such devices as wireless earphones, smart bands and smart-watches. Among these devices are smart-watches that allow users to view disaster information in the event of a disaster. However, because current disaster message can only check on smart-phones, research was conducted on how to deliver disaster information received from smart-phones to smart-watches. If studies such as this paper continue, we will be able to recognize disasters more efficiently in the event of a disaster and to carry out preparations for them.

본 논문에서는 재난이 발생하였을 경우 재난 정보를 스마트폰에서 확인할 뿐만 아니라 근거리 무선통신을 활용한 웨어러블 기기에서 동시에 확인할 수 있는 방안에 대해 연구를 진행하였다. 통상적으로 사용하는 웨어러블 기기는 무선 이어폰, 스마트밴드, 스마트워치와 같은 기기들이 있다. 이러한 기기 중에서 재난 발생 시 사용자가 재난 정보를 눈으로 확인할 수 있는 기기로는 스마트워치가 있다. 하지만 현재 재난문자는 스마트폰에서만 확인할 수 있기 때문에 스마트폰에서 수신 받은 재난 정보를 스마트워치로 전달하는 방안에 대하여 연구를 진행하였다. 본 논문과 같은 연구가 지속될 경우 재난 발생 시 다양한 환경에서 재난을 인지하고 재난에 대한 대비를 수행할 수 있을 것이다.

Ⅰ. 서론

최근 들어 자연적이거나 인위적으로 발생하는 자연재난이 급증하고 있으며 보다 효율적이고 체계적인 재난관리 시스템을 구축하고자 하는 것이 국가차원의 주요 과제로 인식되고 있다. ^[1] 이를 위해 여러 선진국에서는 재난정보 전달체계를 구축하고 있다. 대표적인 재난정보 전달체계로는 미국의 IPAWS(Integrated Public Alert and Warning Systems)와 일본의 J-Alert가 있다. IPAWS의 경우 한 번의 경보발령으로 재난 지역의 모든 매체를 통해 경보 메시지를 전송하는 방식으로 모든 매체에 재난 정보를 전달하기 위해 하나로 통일된 프로토콜인 CAP 프로토콜을 사용하여 재난 정보를 전달한다. 또한 IPAWS는 문자 형식의 재난정보 외에도 사진, 지도, 영상 등의 재난정보도 함께 전달한다.^[2] J-Alert는 재난 정보를 수집하여 변환한 L-Alert를 인공위성과 LGWAN 방식을 통해 각 자치단체로 전달하는 방식을 사용하며 각 자치단체는 수신 받은 재난 정보를 다양한 방식의 전송매체로 전달하여 재난을 인지할 수 있도록 한다.^[3]

국내 또한 재난정보 전달체계를 구축하고 있지만 현재 제공되는 재난정보의 경우 문자메시지 형식에 한해서만 즉각적으로 정보 전달이 가능하도록 구성되어 있다. 해당 방식의 경우 재난 정보를 쉽게 확인 할 수 있지만 텍스트 형식의 재난정보만을 수신할 수 있으며 휴대폰을 소지하고 있지 않을 경우 재난정보를 확인할 수 없다는 단점이 있다.

휴대폰으로만 전달되는 문제를 해결하기 위해서는 사용자가 휴대폰을 가지고 있지 않은 상황에서도 재난을 인지할 수 있는 방안이 필요하며 이를 해결하기 위해 스마트폰과 연동되는 웨어러블 기기에도 재난 정보를 표시 하는 방법을 적용하고자 한다. 웨어러블 기기에는 무선이 어폰, 스마트밴드, 스마트워치와 같은 기기들이 있으며본 논문에서는 사용자가 휴대폰에 표시된 정보를 유사하게 확인 할 수 있는 기기인 스마트워치를 통해 재난 정보를 전달하 방안 대해 연구를 진행하였다. 또한 전달 방안을 통해 실제 스마트워치에 데이터를 전달하고 전달 결과에 따른 스마트워치 구동 결과를 확인해보았다.

이하 본 논문의 구성은 다음과 같다. Ⅱ장에서는 국내 재난정보 전달 체계에 적용된 메시지 전달 방식 및 전달 조건에 대해 설명하고 Ⅲ장에서는 스마트폰에 수신된 문자가 재난문자인지 판별하고 스마트워치로 전달하는 방안에 대해 설명하고 Ⅳ장에서는 스마트워치 전달 결과를 정리하고 Ⅴ장에서는 결론을 맺는다.

Ⅱ. 국내 재난정보 전달 체계

국내 재난정보 전달 체계는 셀 기반으로 정보를 전달하는 CBS(Cell Broadcast System)을 적용하여 단말기에 재난 정보를 전달한다. 전체적인 재난 메시지 전달 과정은 그림 1과 같이 구성되어 있다. 재난이 발생할 경우 예/경보 플랫폼에 수집된 데이터에 따라 순차적으로 메시지 전달을 수행하게 되며 메시지 전달 방식은 그림 1 과 같은 단계로 이루어져있다. 그림 1에서는 예/경보 플랫폼에서 수집된 재난 정보를 정리한 뒤 CBE(Cell Broadcast Entity)로 전달하며 CBE는 전달 받은 재난 정보에서 경고의 종류, 내용, 경고 대상 지역 등 재난 상황을 CBC(Cell Broadcast Center)로 전달하게 된다. 그 후 CBC는 재난에 대한 데이터와 속성을 담은 경고 메시지를 MME(Mobility Management Entity)로 전달하며 MME는 경고 대상 지역에 있는 기지국(eNodeB)으로 경고 요청 메시지를 전달한다. 경고 요청 메시지를 전달받은 기지국은 기지국이 데이터를 전송할 수 있는 셀에 속해있는 단말기(UE)에 재난 정보 메시지를 전달하게 된다.^[4]

그림 1. 국내 재난정보 전달 체계

Fig. 1. System of transferring disaster information in korea

그림 1과 같은 과정을 통해 재난 메시지를 전달할 경우에는 다음과 같은 재난 경고 메시지 요구사항을 만족 시켜야 한다.^[5]

- 서비스 지역 : 재난문자 서비스는 시, 군, 구 단위로 전송되어야 한다.

- 메시지 표시 : 사용자의 영향에 관계없이 단말에 팝업시켜야 한다.

- 메시지 크기 : 재난문자 메시지는 최대 315byte(한글 157자) 까지 전송되어야 한다.

- 전송 시간 : 재난문자는 최대한 짧은 시간(수 초 이내)안에 전송되어야 한다.

- 전송 간격 : 재난문자 메시지는 다른 메시지와 상관없이 최소 30초 이상의 간격으로 전송되어야 한다.

- 알림 방식 : 재난문자는 사이렌 또는 진동을 통해 사용자가 인지하기 쉽도록 하여야 한다. 

Ⅲ. 재난문자 판별 및 스마트워치 전달 방안

1. 스마트폰 재난문자 판별 및 스마트워치 전달 방안

기존의 국내 재난문자 전달체계는 각 기지국에서 통신 단말기로 재난문자 규격에 따라 직접 전달하는 방식을 적용하였다. 하지만 기존 스마트폰에서 스마트워치로 전달되는 문자는 문자의 형식과 상관없이 일반문자 형식으로 전달되기 때문에 재난문자를 송신 받았을 경우 스마 트폰 어플리케이션에서 해당 문자가 재난문자인지 판별 하고 재난문자일 경우 스마트워치로 전달해야 한다. 그림 2는 스마트폰에서 재난 문자를 판별하고 스마트워치로 전달하는 과정에 대한 플로우차트이다.

그림 2. 스마트폰의 재난문자 판별 플로우차트

Fig. 2. Disaster message identification flowchart in smart-phone

가. 재난문자 판별

그림 2에서 재난문자 판별은 행정안전부와 기상청에서 규정한 재난문자 방송 기준을 활용하였다. 재난문자 방송 기준은 아래의 표 1과 같은 형식으로 구성이 되어 있으며 표 1의 경우 전송 기관, 재난 발생 시간, 재난 발생 지역, 재난 종류와 같은 정보를 가지고 있다.^[6]

표 1. 재난문자 표준

Table 1. Standard disaster message

본 논문에서는 이러한 정보들을 활용하기 위해문자를 신하였을 때 각각의 정보를 개별적인 키워드로 지정하고 JAVA에서 한글, 숫자 등의 텍스트 확인에 활용할 수 있는 문자열 검색기능인 Matches 함수를 활용하여 특정 키워드가 누적될 경우 재난문자로 가정할 수 있도록 하였다.

나. 재난 정보 추출

재난문자로 판별된 문자를 활용하기 위해서는 스마트 워치로 전달하고자 하는 정보를 추출할 필요가 있다. 특정 문자(쉼표, 공백 등)이 있을 경우 문자열을 잘라내는 기능을 가진 Split 함수를 활용하여 재난문자 여부를 판별하고 관련 재난 정보를 추출하였다.

다. 재난 정보 전달

추출된 결과를 스마트워치로 전달하기 위해서는 스마트폰과 스마트워치 사이의 통신을 통해 관련 데이터를 전송해야 한다. 본 논문에서는 기능 구현을 위해 국내에서 가장 많이 사용되는 기업인 삼성의 안드로이드 스마트폰과 삼성의 스마트워치를 사용하였으며 두 기기 간에 통신이 가능할 수 있도록 하는 프로토콜인 SAP(Samsung Accessary Protocol)을 사용하였다. SAP를 적용하게 되면 기기 간에 블루투스 통신을 활용한 데이터 송수신이 가능하게 되며 해당 기능을 활용하여 기본적인 재난 문자 메시지 외에도 간단한 이미지파일 또는 URL링크를 보내는 방식으로 추가적인 재난 정보를 전달하였다.

2. 스마트워치 수신 재난 정보 전달 방안

스마트폰으로부터 스마트워치로 전송된 데이터는 스마트워치 어플리케이션을 통해 사용자에게 전달되어야 한다. 이를 위해 스마트워치에서는 타이젠 스튜디오를 통한 어플리케이션을 구현하여야 하며 구현하고자 하는 어플리케이션의 플로우차트는 그림 3과 같다.

그림 3. 스마트워치의 재난 정보 전달 플로우차트

Fig. 3. Disaster information transfer flowchart for smartwatch

가. 재난 유형에 따른 UI 변경

재난이 발생한 상황에서 스마트폰을 통해 수신된 재난 정보에 탑재된 재난 유형에 따라 스마트워치의 UI가 변경되어야 한다. 재난 UI 변경을 위해 수신 받은 재난 정보 중 재난 종류와 재난 유형을 파악하고 어플리케이션 UI를 변경할 수 있도록 코드를 구현하였다. 변경되는 UI 는 사용자가 재난의 유형을 시각적으로 확인할 수 있도록 테두리의 색상을 변경하는 방식으로 적용하였으며 수신 받은 재난 문자의 유형, 종류, 내용을 한 화면에서 모두 확인할 수 있도록 구현하였다.

나. 컨텐츠 목록 생성

스마트워치에서 재난 문자를 수신할 경우 관련된 정보를 추가적으로 확인할 수 있는 컨텐츠 목록을 추가하였다. 추가를 위하여 초기에 출력되는 재난 UI에 컨텐츠 목록으로 넘어가는 버튼을 만들고 릭 시 관련된 컨텐츠의 목록을 확인할 수 있도록하였다. 본 논문에서는 컨텐 츠의 목록으로 재난 발생 위치, 기상청 주소와 같은 URL 링크, 재난 관련 영상, 대피소 정보 4가지에 대해 선택할수 있도록 구현을 진행했다. 또한 출력된 컨텐츠 목록에서 초기 재난문자 수신 UI로 돌아갈 수 있도록 버튼을 구현하였다.

다. 컨텐츠에 따른 UI 구성

구현된 컨텐츠 목록에서 사용자가 원하는 컨텐츠를 선택하였을 경우 관련된 정보를 출력해야 한다. 이를 위해 타이젠에서 제공하는 UI 제어 코드를 활용하여 각각의 컨텐츠에 대해 새로운 창을 생성하고 발생 위치와 대피소 정보는 이미지, 링크와 관련 영상은 WebView를 통해 인터넷 화면을 출력할 수 있도록 구현을 진행하였다.

Ⅳ. 구현 결과

3장에서 적용하고자 한 기능을 실제로 적용하기 위해서 스마트폰은 안드로이드 스튜디오, 스마트워치는 타이젠 스튜디오를 활용하여 어플리케이션을 구현하고 재난 정보 전달 결과를 살펴보았다. 적용 결과를 확인하기 위해 다음과 같은 재난 유형 별 임의의 재난문자 3가지를 적용하였다.

1. 위급재난 : [행정안전부] 오늘 13시 부로 대전지역 공습경보 발령, 가까운 지하대피시설로 대피 후방송 청취를 바랍니다.

2. 긴급재난 : [행정안전부] 오늘 14시 청주지역 태풍 경보, 하천, 하안가 등 위험지역 접근 금지 등 안전에 유의 바랍니다.

3. 안전안내 : [청주시청] 금일 15시 청주 폭염 경보, 야외활동 자제 등 건강에 유의 바랍니다.

위와 같은 문자를 전달 받았을 경우 스마트폰에서 스마트워치로 전달하기 위한 안드로이드 어플리케이션은 JAVA를 기반으로 한 코드를 적용시켜 구현을 진행하였다. 스마트워치는 재난의 유형에 따른 3가지의 재난문자를 표시하기 위해 스마트워치에 재난 유형을 나타내는 테두리, 재난 유형을 나타내는 텍스트 알림, 그에 대한 컨텐츠를 적용시켰다. 해당 과정은 타이젠을 활용한 스마트 워치 내부에서 동작해야 하기 때문에 C를 기반으로 한 코드를 적용시켜 구현을 진행하였다.

구현 확인을 위해 그림 4와 같이 스마트폰에서 재난문자를 수신한 경우 구현한 재난 어플리케이션이 실행되고 재난문자의 내용과 재난의 유형에 따른 배경 변화가 나타나도록 하였다.

그림 4. 긴급 재난 수신 시 스마트폰 화면 출력 예시

Fig. 4. Example of smart-phone screen output in case of emergency disaster message receive

이후 SAP를 통해 스마트워치로 재난정보와 관련 정보를 전달하게 되며 스마트워치에서 전달받은 재난문자에 대한 기본 화면 출력에 대한 결과는 그림 5와 같이 재난의 유형에 따라 위급은 빨간색, 긴급은 주황색, 안전안내는 노란색으로 표시되도록 하였으며 재난 유형과 재난 종류가 재난문자 내용 위에 표시되는 것을 확인할 수 있다. 그림 5에서 재난문자 내용과 테리 변화 외에도 컨텐츠 보기 버튼을 생성하여 클릭 시 그림 6과 같은 관련된 컨텐츠 목이 나타나고 컨텐츠를 클릭하여 재난과 관련된 정보를 그림 7과 같이 확인할 수 있도록 구현된 것을 확인할 수 있다.

그림 5. 재난 유형에 따른 스마트워치 화면 출력

Fig. 5. Smart-watch screen output according to disaster type

그림 6. 스마트워치 컨텐츠 목록 출력 결과

Fig. 6. Result of content list output from smart-watch

그림 7. 스마트워치 컨텐츠 선택 결과

Fig. 7. Results of smart-watch content selection

Ⅴ. 결론

본 논문서는 재난문자를 수신하였을 경우 스마트폰에 출력되는 문자형식의 정보 외에도 다양한 재난관련 정보를 사용자 단말기인스마트워치로 전달하고 표시하는 방안에 대해 연구를 진행하였다. 연구를 위해 기존에 스마트폰으로 수신되는 재난문자의 인지와 재난문자의 종류에 따른 분류 방안에 대한 연구를 진행하였다. 분류 방안을 통해 재난문자로 판별이 날 경우 스마트워치로 해당 데이터를 전달하기 위한 방법인 SAP를 적용하여 스마트워치로 데이터를 전송하였으며 스마트워치의 재난 어플리케이션을 통해 수신 받은 재난정보에 따른 UI를 변경하고 관련 컨텐츠를 출력할 수 있도록 구현을 진행 하였다. 본 연구는 사용자 단말기 중 스마트워치에 대해서만 진행을 할 상태이기 때문에 이와 같은 연구가 지속 된다면 다양한 방식으로 재난 정보를 사용자에게 알려 재난에 대해 사전대응을 할 수 있고 재난 피해를 줄일 수 있을 것이다.