스마트캠퍼스를 만드는 IoT 기술

여러 대학교들이 통신사 또는 IT 기업과 손을 잡고 IoT를 활용한 스마트캠퍼스를 만들고 있습니다. 글로벌 기술 트렌드인 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 머신러닝, 데이터를 캠퍼스 전 분야에 적용하여 구성원들에게 필요한 서비스를 개발해 캠퍼스 공간의 패러다임을 바꾸고 있습니다. 신종 코로나바이러스 감염증(코로나 19) 팬데믹 이후 사회가 맞이할 ‘뉴 노멀’ 시대에는 대학도 기존의 방식에서 벗어나 새로운 방식으로 소명을 다해야 합니다. 시대의 변곡점에서 새롭게 다가올 미래를 준비하고 있는 대학들의 사례를 살펴보겠습니다.

​

IoT를 활용한 스마트캠퍼스 사례

​

고려대 – 참여형 스마트 캠퍼스

고려대는 학생을 비롯한 교내 구성원들의 아이디어를 스마트캠퍼스 설계 단계에서부터 반영한 ‘참여형 스마트캠퍼스’를 구축했습니다. 또한선도적으로 도입한 블록체인 기반 모바일 학생증은 블록체인 기반 모바일 분산신원확인(DID) 기술을 활용해 개인정보를 보호하면서도 필요한 정보만을 제공해 학내 인프라스트럭처 이용, 출석 인증 등 다양한 분야에 활용할 수 있습니다.

고려대학교 AI선배 베타 버전

더 나아가 교내 빅데이터를 바탕으로 학생들의 수강 신청을 돕는 ‘AI 선배’와 같은 참여형 스마트캠퍼스 플랫폼도 만들었습니다. 학생들은 동일 학과 또는 유사 과목을 수강했던 선배들의 20년간의 수강 이력 데이터를 기반으로 교양 과목을 추천받을 뿐만 아니라 제2전공 지도, 추천 활동 등을 통해 본인의 전공과 관련한 지원도 받을 수 있다. 과거에는 수강 과목 및 전공 선택에 대한 조언을 주변 선배·동기들에게 의존했다면 앞으로는 축적된 데이터에 기반한 AI의 지원을 받게 되는 것입니다.

행정 영역도 참여형 스마트캠퍼스 프로젝트의 예외가 아닙니다. 모바일 액세스, 로봇 프로세스 자동화(RPA)를 통한 사무업무 자동화로 업무 효율화가 이뤄집니다. 참여형 스마트캠퍼스의 도입으로 캠퍼스라는 물리적인 공간을 데이터를 기반으로 한 삶의 일부로 변화시키고 있습니다.

광주대 – EMS 시스템

광주대는 IoT 센서를 기반으로 한 에너지관리솔루션(EMS) 시스템을 구축해 스마트 캠퍼스를 운영하고 있습니다. 이 시스템은 학교 건물에 스마트 온도조절기, 센서, 스위치를 이용해 조명과 냉난방기 등을 설치한 뒤 비어있는 강의실과 연구실 등을 감시해 자동으로 낭비되는 전력을 차단해 주는 것으로, 에너지 절감효과와 화재예방까지 일석이조 효과를 톡톡히 보고 있습니다.

스마트에너지관리시스템과 사물인터넷 센서 등이 설치되면 사람이 없는 빈 강의실이나 연구실의 조명과 냉·난방기, 콘센트 등을 원격으로 감시·차단해 전력효율을 개선할 수 있다. 시스템 운영방식은 사람이 개입하지 않고 실시간으로 수집된 결과를 데이터로 전송, 분석 작업 등을 거쳐 개선점을 찾는 것입니다. 이를 통해 20-30%의 에너지 절감 효과를 목표로 프로젝트를 추진 중이며, 효과를 극대화하기 위해 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 또한 화재예방에도 큰 효과를 기대하고 있는 만큼, 스마트 에너지 관리시스템을 확대해 나갈 계획입니다.

동국대 – 스마트 안전케어 시스템

동국대는 스마트 안전케어 시스템 구축을 위해 LG유플러스와 산학협력 업무협약을 체결했습니다. 스마트 안전케어란 IoT 센서와 디바이스를 활용해 노인 등 사회취약계층의 삶의 질을 개선하고, 문화재 관리, 실종자 추적 등 공공의 안전을 위한 치안관리 시스템을 구축 운영하는 것을 합니다.

동국대 캠퍼스에는 건물 옥상에서 발생하는 추락 등 안전사고를 방지하기 위해 위험구역 진입감지서비스를 제공합니다. 옥상의 출입을 막지 않아도 AI 기반 IoT 센서를 이용해 위험신호를 미리 감지하고 알려줍니다. 나아가 레이더 센서와 CCTV를 연계해 시설 내 사각지대를 해소하고, 치매노인 등 실종자 찾기와 문화재 도난 방지, 아동시설 위험상황 탐지 등에 활용할 계획입니다.

부산대 – 5G 스마트캠퍼스

부산대 부산·양산·밀양·아미 4개 캠퍼스에 차세대 유무선 네트워크 환경, 통합 정보보안 솔루션, 통합 관제 시스템 등 정보통신기술(ICT) 인프라 구축했습니다. 비대면 교육이 일상화되면서 부산대를 단계적으로 5G 네트워크 기반 스마트캠퍼스로 전환하기 위한 첫 단계입니다.

부산대 5G 스마트캠퍼스 조감도

5G·클라우드 연계 서비스는 스마트폰·노트북을 활용해 언제 어디서나 교내 시스템에 접속할 수 있는 ‘클라우드 시스템’을 지원합니다. 이외 고화질 스트리밍 ‘원격수업’, 얼굴인식을 통한 집중도 확인 등이 가능합니다. 메타버스 기반 캠퍼스 환경을 구축해 오리엔테이션, 입학·졸업식, 원격강의, 동아리, 축제 등 입학부터 졸업까지 대학생활 전반에 걸쳐 비대면 편의시설을 제공할 예정입니다.

또한 IoT 센서와 디바이스는 캠퍼스 내 잠재적 안전사고를 방지하는 스마트 안전 케어 시스템 활용에 사용됩니다. 건물 화재 등 안전사고 발생 시 신속하게 대응할 수 있도록 하는 체계로, 향후 해당 데이터를 이용해 안전사고를 사전에 예방할 수 있는 환경을 조성할 계획입니다.

캘리포니아 주립 대학교 – 스마트캠퍼스

California State University의 Fullerton 캠퍼스는 안전과 열결성에 초점을 맞춘 스마트캠퍼스를 구축했습니다. 스마트 주차, 전기 자동차 충전, WiFi와 같은 서비스를 제공하여 캠퍼스를 현대화했고 학생들이 캠퍼스에서 편한 일상 생활을 영위하는데 목표를 두었습니다.

지능형 가로등이 있는 캘리포니아 주립 대학교 스마트 캠퍼스

지능형 가로등은 자연 광도에 따라 자동으로 켜지거나 꺼지며 자동으로 밝기가 조절됩니다. 내장된 초음파 센서는 접근하는 피사체를 감지하고, 주변 제어 탐침은 공기 질을 측정하여 학내 구성원들에게 캠퍼스의 환경 조건을 알려줍니다. 지역의 기후 정보를 얻을 수 있는 기상 관측소도 있습니다.

애리조나 주립 대학교 – 스마트캠퍼스

애리조나 주립 대학교는 대학 내 IoT 활용의 선두주자로, 캠퍼스에서 사용되는 IoT는 Wi-Fi, 셀룰러 네트워크에 연결된 센서를 사용해 온도 및 습도 측정, 물이 새는 수도꼭지 관리 및 소음 수준까지 관리합니다.​

애리조나 주립 대학교 전경

캠퍼스 내 세탁기가 세탁이 끝난 사실을 문자 메시지로 보내거나, 학생들의 이동 패턴을 수집해 교내 보수 공사 계획을 세우고, 교내 스포츠 강사들이 운동선수의 체중과 체지방률에 대한 정보를 자동으로 얻도록 하는 등 다양한 IoT 기술을 활용하고 있습니다.

IoT가 바꿀 스마트캠퍼스는 어떤 모습일까?

대학 캠퍼스는 IoT를 통해 작은 스마트 시티가됩니다. IoT 센서를 통해 각 건물들이 연결되고 무선 네크워크 기술을 사용하여 이러한 공간들을 관리할 수 있습니다.

​

스마트 정원 · 과수원

캠퍼스 정원에 IoT 센서를 설치하거나 유기농 정원을 만들어 날씨와 작물의 성장 조건을 모니터링하며 필요할 때만 물을 주도록 합니다.

​

스마트 정원 · 과수원공기질 및 소음 모니터링

대기 및 소음 공해는 사람들의 건강에 영향을 미칩니다. 캠퍼스의 여러 지점에 대기 오염 제어 네트워크를 만들어 오염 수준을 확인하고 수준이 포화 상태일 때 도로 교통을 제한합니다. 다양한 공간의 소음 수준을 모니터링하여 캠퍼스 내에서 교육 활동과 공존에 해를 끼칠 수 있는 최대 포화 지점을 식별합니다.

​

주차 공간 점유 제어

주차 공간의 가용성은 캠퍼스 구성원에게 중요한 서비스 지점입니다. 여유 공간이 있을 때(실내 및 실외 모두) 감지할 수 있는 레이더 장치로 주차 공간을 최대한 활용합니다. 이렇게 하면 점유되지 않고 회전율이 더 높을 수 있는 공간에 대해 추가 수익을 얻을 수도 있습니다.

​

전기차 충전소 최적화

전기차 사용자가 지속적으로 늘어나고 있고 캠퍼스 내에도 충전소가 설치되고 있습니다.전기차 충전소를 보다 효율적으로 사용하기 위해 주차 공감 점유를 모니터링하는 장치를 설치할 수 있습니다.

​

차량 및 보행자 교통 측정

스마트폰의 블루투스 기기와 핸즈프리 자동차 기기의 식별 기술을 통해 차량과 보행자의 통행량을 감지할 수 있습니다. 실내외 특정 공간의 점유율을 파악하고 학내 구성원의 소비 패턴과 습관에 따라 캠퍼스 서비스를 조정하는 것은 매우 유용합니다.

​

캠퍼스 공간 관리

스마트폰을 이용해 공간 예약/출입관리/재실 관리/센서 모니터링 등을 할 수 있습니다. 스터디 룸을 스마트폰으로 바로 예약하고 출입 장치에 갖다 대기만 하면 즉시 대여할 수 있습니다.

​

스마트 빌딩 적용​

강의실에는 온· 습도, 비명 센서가 탑재되어 쾌적함과 안전을 보장할 수 있습니다. 빈 강의실의 난방기기와 전등을 제어해 에너지 소비를 낮추고, 화재 위험도 낮출 수 있습니다.

​

빅데이터 활용 플랫폼​​

AI를 적용할 수 있는 오픈소스 기반의 데이터 허브 사이트에서 수강 신청 분석, 융합 전공 현황 분석 등 각종 데이터 분석 결과를 확인할 수 있습니다. 학생들은 이를 보고, 학교생활을 더욱 가치 있게 꾸며 나갈 수 있게 됩니다.

IoT로 스마트캠퍼스를 구축해보세요

캠퍼스는 학생들에게 있어서 삶의 공간입니다. 따라서 학생들의 생활 주기를 고려하고 구성원 간 디지털 격차 문제를 최소화하는 방향으로 캠퍼스를 조성해나가는 것은 매우 바람직한 방향성으로 평가되고 있습니다. 참여자의 데이터가 축적되면서 다시 구성원들에게 그 혜택이 돌아가는 환류 시스템의 구축으로 미래 인재를 양성하는 산실로 자리 잡길 기대합니다.

IoT 기술을 통해 스마트캠퍼스를 구축할 수 있습니다. 관련 솔루션과 더 구체적인 도입 방법이 궁금하시면 씽플러스로 문의해주세요!

​

참고 자료

고려대 ‘참여형 스마트캠퍼스’, 모바일학생증으로 출석체크…’AI 선배’가 교양과목 추천도

광주대, IoT 기반 스마트캠퍼스 ‘주목’

IoT로 안전한 캠퍼스 만든다…LGU+, 동국대와 스마트 안전케어 시스템 구축

LGU+, 부산대에 5G 스마트캠퍼스 만든다