개발 방법론 (Development Methodology)

이 부록에서는 2FA 스마트 도어락 프로토타입 개발 과정에서 적용된 주요 엔지니어링 방법론과 단계별 의사결정 과정을 기록한다.

단계적 개발 프로세스 (Incremental Development Process)

본 프로젝트는 하드웨어와 소프트웨어의 복잡성을 분리하고 시스템 안정성을 확보하기 위해 다음과 같은 4단계 프로세스를 거쳐 진행되었다.

1단계: 하드웨어 추상화 및 인터페이스 설계

초기 개발 단계에서는 Arduino 펌웨어 구현에 집중하였다. MFRC522 NFC 모듈의 SPI 통신과 4x4 키패드의 스캔 로직을 독립적인 모듈로 구현하고, 이를 표준화된 시리얼 메시지 프로토콜(WAKEUP:TYPE:VALUE)로 추상화하였다. 이를 통해 상위 백엔드 시스템은 하드웨어의 세부 구현을 알 필요 없이 스트림 기반의 I/O 장치로 제어할 수 있게 되었다.

2단계: 백엔드 핵심 로직 및 데이터 관리

백엔드 서버는 테스트 주도 개발(TDD) 방식을 채택하여 인증 로직의 신뢰성을 확보하였다. 데이터베이스로는 SQLite를 사용하되, 실시간 로그 기록과 대시보드 조회가 동시에 발생하는 환경에서 데이터 무결성을 보장하기 위해 Write-Ahead Logging(WAL) 모드를 활성화하였다. 이는 동시성 제어 문제를 해결하는 핵심적인 결정이었다.

3단계: 비전 AI 최적화 및 통합

얼굴 인식 단계에서는 제한된 컴퓨팅 자원에서 실시간성을 확보하기 위해 YOLOv8 모델을 통합하였다. 초기 단계에서 발생한 환경 변화(조명, 각도)에 따른 오탐지 문제를 해결하기 위해, 신뢰도 임계값(Confidence Threshold)을 상향 조정하고 얼굴 영역의 최소 크기 조건을 엄격하게 적용하는 최적화 과정을 거쳤다.

4단계: 비동기 시스템 통합 및 병목 해결

최종 통합 단계에서 발생한 가장 큰 기술적 과제는 고부하 비전 처리 프로세스가 시리얼 통신 리스너를 차단(Blocking)하는 현상이었다. 이를 해결하기 위해 시리얼 통신 관리 로직을 전용 백그라운드 스레드로 분리하고, 메시지 큐를 통한 비동기 이벤트 처리 방식을 도입하여 시스템 전반의 응답성을 개선하였다.