류형록 | Engineering Portfolio · 전체 프로젝트

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Raspberry Pi 2대·C/C++·TCP/IP

PPG 200 Hz 설계 주기 / EAR 0.22·2초 조건 / LCD·LED·buzzer

시제품·코드·통신 구조 · 소스

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Real-Time Drowsiness Monitor · Paper View

Website Case Study · GitHub Case Study · Repository

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flowchart LR
    A["PPG sensing node"] --> C["TCP/IP · file IPC"]
    B["Camera · EAR node"] --> C
    C --> D["State decision"]
    D --> E["LCD · LED · buzzer"]

PPG-based BPM monitoring, camera EAR drowsiness detection, TCP/IP distributed processing, GPIO/I²C alarm control을 두 대의 Raspberry Pi 4에 통합한 embedded prototype입니다.

1. Problem

영상 기반 EAR processing은 CPU load가 크고, PPG는 5 ms 주기의 stable sampling이 필요합니다. 하나의 node에서 두 workload를 결합하면 frame processing이 ADC timing과 alarm response에 영향을 줄 수 있으므로 sensing과 analysis를 물리적으로 분리했습니다.

2. System Architecture

Full system architecture

Node A — Sensing Server

• PPG analog front end
• MCP3204 12-bit ADC via SPI
• 200 Hz designed sample loop
• HPF/LPF, adaptive peak, IBI/BPM
• TCP packet transmission

Node B — Analysis / Alarm Client

• USB webcam and EAR engine
• file IPC through /tmp/ear_state.txt
• BPM/status packet receive