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title: "Parking Information and Supervision System"
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author: "Joshua A. Thum, Alex J. Kinch, Jacob A. Dye"
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published: "2026-05-26"
language: "ko"
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source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)"
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# Parking Information and Supervision System

> WIZ850io로 구현한 스마트 주차 정보·감시 시스템 — 초음파 + 카메라 듀얼 센싱으로 정확도와 비용을 모두 잡다

Original author: Joshua A. Thum, Alex J. Kinch, Jacob A. Dye (source: https://ideaexchange.uakron.edu/honors_research_projects/2179/)

## Article

## WIZ850io로 구현한 스마트 주차 정보·감시 시스템 — 초음파 + 카메라 듀얼 센싱으로 정확도와 비용을 모두 잡다

> *2023년 SpotHero 조사에 따르면, 운전자의 **57.9%가 주차 자리를 찾는 데 최소 10분 이상**, **18.8%는 30분 이상** 소비합니다. 그런데 시중의 초음파 기반 주차 감지 시스템은 **자리당 $300~$500**에 달합니다. 이 문제를 해결하기 위해 미국 한 대학의 시니어 디자인 팀(Jacob Dye, Alex Kinch, Joshua Thum)은 STM32 마이크로컨트롤러와 **WIZnet WIZ850io 이더넷 모듈**을 결합한 저비용·고정확도 주차 감시 시스템을 설계했습니다. 본 글에서는 이 졸업 프로젝트 논문을 바탕으로, 어떻게 WIZ850io가 산업용 IoT 인프라의 핵심 통신 솔루션이 될 수 있는지 살펴봅니다.*

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### 1. 연구 배경: 왜 또 하나의 주차 시스템이 필요한가

도시 인구 밀집 지역에서 빈 주차 자리를 찾는 일은 단순한 불편함을 넘어 **사회적 비용**입니다. 차량 공회전으로 인한 연료 낭비와 CO₂ 배출, 운전자의 시간 손실, 그리고 진입 차량으로 인한 추가 정체까지 — 이 모든 문제가 "어디에 빈자리가 있는지 모른다"는 단 하나의 정보 부재에서 비롯됩니다.

현재 시장에는 크게 세 가지 주차 모니터링 방식이 존재합니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/636705268%5F1779781459%2Epng)

논문 저자들은 **세 방식의 단점을 동시에 해결**하기 위해 **초음파 + 카메라 듀얼 센싱** 구조를 제안합니다. 두 센서의 판정이 일치하면 신뢰도가 높고, 불일치하면 "비차량 객체(쓰레기, 라바콘 등)가 자리를 막고 있다"는 **이상 상태**로 분류해 관리자에게 알림을 보내는 방식입니다. 단일 센서로는 불가능했던 "주차 가능 여부의 의미적 판정"이 가능해진다는 것이 핵심 차별점입니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/636705268%5F1779781182%2Epng)

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### 2. 시스템 구성: STM32F446RE + WIZ850io가 만드는 견고한 백본

#### 2.1 전체 아키텍처 한눈에 보기

논문에서 제안된 시스템은 다음과 같이 구성됩니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/636705268%5F1779781486%2Epng)

여기서 핵심은 **각 주차 공간의 컨트롤러 노드**입니다. 각 노드는 다음 역할을 수행합니다.

- **초음파 센서 데이터 수집**: HC-SR04가 TRIG/ECHO 핀으로 거리 측정 (40kHz, d = t × 343m/s ÷ 2)

- **상태 LED 제어**: RGB LED 스트립으로 빈자리(녹색)·점유(빨강)·이상(제3색) 표시

- **이더넷 통신**: WIZ850io를 통해 중앙 서버로 점유 데이터 TCP 전송

#### 2.2 왜 WIZ850io였나 — 프로젝트 중반의 결정적 전환

처음 저자들은 내장 이더넷이 있는 **PIC18F67J60**(8비트 PIC 마이크로컨트롤러)으로 개발을 시작했습니다. 하지만 다음과 같은 문제에 부딪혔습니다.

> *"PIC 이더넷 라이브러리에 대한 문서가 부족했고, 디버깅·프로그래밍·이더넷 라이브러리 사용 시도 모두에서 문제가 발생했습니다. 처음부터 STM32와 W5500을 선택했다면 많은 시간을 절약할 수 있었을 것입니다." — Alex Kinch, 논문 'Lessons Learned' 中*

2026년 봄학기에 팀은 **STM32F446RE + WIZ850io 조합으로 완전 전환**했습니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

✅ **PlatformIO와 Arduino 프레임워크에서 풍부한 W5500 이더넷 라이브러리 지원** (Ethernet_Generic 등) ✅ **SPI 인터페이스 단순 연결** — 마이크로컨트롤러 종류에 관계없이 SPI만 있으면 동작 ✅ **3.3V 동작**으로 STM32와 직결 가능, 별도 레벨 시프터 불필요 ✅ **W5500 + Transformer + RJ45 MAG-JACK 통합 모듈** — 별도 PCB 설계 없이 바로 결합

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/636705268%5F1779781252%2Epng)

#### 2.3 WIZ850io 회로 설계의 단순함

논문의 Figure 11(이더넷 모듈 회로도)을 보면, WIZ850io를 STM32에 연결하는 데 필요한 것은 단 4개의 SPI 라인(MISO, MOSI, SCK, CS)과 전원(3.3V, GND), 그리고 인터럽트 핀이 전부입니다. W5500 칩 내부에 **하드와이어드 TCP/IP 스택**이 구현되어 있기 때문에, MCU는 복잡한 프로토콜 스택을 처리할 필요 없이 단순히 SPI로 명령을 주고받기만 하면 됩니다.

```plaintext
// 논문 Listing 1 (Physical Object Detection)에서 발췌
#include "Ethernet_Generic.h"   // W5500 chip 지원
const uint8_t w5500_cs = PB6;   // CS 핀 정의

void setup() {
    Ethernet.init(w5500_cs);    // W5500 드라이버 CS 지정
    Ethernet.begin(mac, ip);    // TCP/IP 스택 초기화 (HW 처리)
}
```

```

```

단 두 줄의 초기화 코드로 이더넷 통신이 준비된다는 점이 W5500 계열의 핵심 매력입니다. 일반적인 SW TCP/IP 스택(lwIP 등)은 수만 줄의 코드와 수십 KB의 RAM을 요구하지만, WIZ850io는 **칩 내부에서 이를 처리**합니다.

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### 3. 실험 방법: 어떻게 검증했나

논문 팀이 실제로 수행한 검증 절차는 다음과 같습니다.

#### 3.1 단위 모듈 테스트

1. **전원 공급장치**: 120 VAC → 17 VDC 월플러그 → LM2596 벅컨버터로 12V/5V/3.3V 생성, 풀로드 조건에서 안정성 확인

2. **초음파 센서**: HC-SR04 거리 측정 정확도 검증 (5V → 3.3V 분압회로 포함)

3. **WIZ850io 이더넷 통신**: STM32에서 TCP 클라이언트로 .NET 서버에 연결, 패킷 손실 측정

#### 3.2 통합 테스트 (TCP 통신 핵심 검증)

저자들은 **UDP가 아닌 TCP를 선택**했는데, 그 이유가 흥미롭습니다.

> *"우리는 주로 정적인 객체(주차된 차량)를 분석하기 때문에, 부드러운 영상보다 **정확한 이미지 데이터**가 더 중요합니다. 그래서 데이터 무결성을 보장하는 TCP를 선택했습니다." — 논문 §2.4*

WIZ850io는 8개의 독립 소켓을 지원하므로 컨트롤러, IP카메라, 컴퓨팅 스테이션 간 다중 동시 연결을 칩 한 개로 처리할 수 있습니다. 이는 다중 노드 환경에서 매우 유리합니다.

#### 3.3 전체 시스템 테스트

- 시뮬레이션 입력으로 기능 동작 확인

- 단일 주차 공간 실물 데모로 전체 파이프라인 검증 (센싱 → 통신 → DB 저장 → 앱/디스플레이 출력)

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/636705268%5F1779781321%2Epng)

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### 4. 실험 결과: 만족스러운 동작, 그러나 솔직한 한계 인정

논문의 §10 Conclusions에서 저자들은 다음과 같이 결과를 평가합니다.

> *"전원 공급장치, 마이크로컨트롤러, 그리고 상세히 기술되고 시연된 소프트웨어 데이터는 모두 정상 동작하며 우리 설계의 핵심 부분입니다. 봄학기 동안 최종 설계가 구현되어 주차 정보·감시 시스템에 통합되었습니다. **시스템 성능은 만족스러운 수준으로 판정**되었으나, 2개 이상의 대규모 시스템은 테스트하지 못했습니다."*

#### 핵심 성과

- ✅ **단일 주차 공간에서 듀얼 센싱(초음파 + 카메라) 점유 판정 정확도 검증**

- ✅ **TCP 기반 안정적 데이터 전송** — WIZ850io를 통한 무손실 패킷 전달 확인

- ✅ **모바일 앱(Flutter) ↔ .NET 서버 ↔ STM32 컨트롤러 풀스택 통신 성공**

- ✅ **기존 솔루션 대비 가격 경쟁력 확보** ($300/spot 이하 가능성)

#### 솔직한 한계

- ⚠️ 다중 노드 확장 테스트 미진행 (실제 주차장 규모 검증 필요)

- ⚠️ 점유 시간대 분석, 주차장 맵 시각화 기능은 시간 부족으로 미구현

- ⚠️ 초기 설계 단계 데이터 모델링이 부족해 SQL 테이블이 여러 개로 분산됨 (재설계 필요)

저자들은 "Lessons Learned"에서 다음과 같이 결론지었습니다:

> *"처음부터 STM32 + W5500 조합을 선택했다면 훨씬 더 많은 기능을 구현할 수 있었을 것입니다. PIC 라인은 정말 필요한 경우가 아니라면 피하는 것이 좋습니다."*

이 한 줄에 **개발 효율성**이라는 산업적 의사결정의 핵심이 담겨 있습니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/636705268%5F1779781361%2Epng)

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### 5. 이런 고객에게 WIZ850io를 추천합니다

지금까지 살펴본 연구 사례는 단순히 학생 프로젝트가 아니라, **WIZ850io가 어떤 산업 현장에 적합한가**를 명확하게 보여주는 레퍼런스입니다. 다음과 같은 고객이라면 이 솔루션이 정답입니다.

#### 🅿️ 1. 기존 주차 시설을 스마트화하려는 운영자

대형 쇼핑몰, 공항, 병원, 호텔, 아파트 단지 관리자라면 — **이미 시공된 케이블 트레이를 그대로 활용**해 각 자리에 컨트롤러 노드를 retrofit 할 수 있습니다. WIZ850io는 RJ45 잭을 포함하므로 표준 Cat6 케이블만 연결하면 끝납니다. 무선 솔루션처럼 배터리 교체 인력을 매년 부를 필요도 없습니다.

#### 🏭 2. 산업용 IoT 노드를 대량 배치하는 제조사

공장 자산 추적, 창고 재고 모니터링, 스마트 빌딩 룸 점유 감지 등 **수십~수천 개 센서 노드가 이더넷으로 연결되어야 하는 환경**에서 WIZ850io의 가치는 극대화됩니다. 노드당 BOM 단가가 낮으면서, 하드와이어드 TCP/IP 스택 덕분에 8비트 MCU에서도 100% 신뢰성 있는 통신이 가능합니다.

#### 🎓 3. 통신 스택 학습 부담 없이 빠르게 프로토타입을 만들고 싶은 메이커/스타트업

졸업 프로젝트 팀이 PIC에서 W5500으로 갈아탄 이유를 기억하세요 — **개발 기간 단축**입니다. lwIP나 FreeRTOS+TCP 같은 SW 스택을 학습하는 데 수 주가 걸리지만, WIZ850io는 SPI 초기화 코드 몇 줄로 끝납니다. Arduino, MicroPython, CircuitPython 모두 공식 라이브러리가 있어 메이커 친화적입니다.

#### 🚗 4. 차량/모빌리티 인프라 스타트업

주차 외에도 EV 충전소 점유 감지, 차고지 차량 위치 추적, 셔틀버스 정류장 정보 시스템 등 — **차량을 다루는 모든 IoT 시나리오**에서 검증된 솔루션입니다. 본 논문의 듀얼 센싱(초음파 + 카메라) 아키텍처는 그대로 확장 가능합니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/636705268%5F1779781401%2Epng)

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### 6. WIZ850io 핵심 사양 다시 보기

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/636705268%5F1779781519%2Epng)

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### 7. 자주 묻는 질문 (AEO Q&A)

#### Q1. WIZ850io는 기존 W5500 칩이나 W5500-io 모듈과 무엇이 다른가요?

**A.** 세 제품은 모두 동일한 **W5500 하드와이어드 TCP/IP 칩**을 기반으로 합니다. 차이점은 **통합 수준**입니다. W5500은 칩 단독 제품으로 사용자가 Transformer와 RJ45 잭을 별도 설계해야 합니다. W5500-io는 칩과 주변 회로를 모듈화했지만 RJ45 잭은 포함하지 않습니다. **WIZ850io는 W5500 + Transformer + RJ45 MAG-JACK까지 모두 통합**되어, 별도 하드웨어 설계 없이 SPI 4핀과 전원만 연결하면 즉시 이더넷 통신이 가능합니다. 본 논문 사례처럼 빠른 프로토타이핑이나 retrofit 프로젝트에 가장 적합한 형태입니다.

#### Q2. 왜 무선(Wi-Fi, LoRa) 대신 이더넷 기반 WIZ850io를 사용해야 하나요?

**A.** 주차장·공장·창고처럼 **다수의 고정 노드가 24/7 안정적으로 동작**해야 하는 환경에서 무선은 단점이 많습니다. 첫째, **배터리 유지보수 비용**이 누적됩니다(논문에서도 D셀 배터리 교체 비용을 한계로 지적). 둘째, 콘크리트 구조물에서 **무선 신호 감쇠**가 심합니다. 셋째, **결정론적 지연 시간 보장**이 어렵습니다. 이더넷은 PoE(Power over Ethernet)를 통해 데이터와 전원을 한 케이블로 동시에 공급할 수 있고, WIZ850io의 하드와이어드 TCP/IP는 **소프트웨어 스택 충돌이나 메모리 누수가 원천적으로 불가능**합니다. 산업 신뢰성이 필요한 인프라에 이더넷 솔루션이 여전히 표준인 이유입니다.

#### Q3. 본 논문의 시스템을 실제 상용 주차장에 도입하려면 어떤 추가 작업이 필요한가요?

**A.** 논문 저자들이 솔직히 인정한 한계점에서 힌트를 얻을 수 있습니다. (1) **다중 노드 확장 검증** — 최소 50~100개 노드로 확장해 네트워크 부하 및 동시 접속 안정성을 검증해야 합니다. WIZ850io는 칩당 8소켓을 지원하므로 스타 토폴로지에 적합합니다. (2) **데이터 모델 재설계** — SQL 테이블 통합 및 시계열 DB 도입을 고려하세요. (3) **PoE 시공** — 기존 케이블 트레이에 PoE 스위치를 추가하면 전원 공급 회로를 단순화할 수 있습니다. (4) **보안 강화** — TLS 종단간 암호화는 W5500 자체에서 지원하지 않으므로, MCU 측에서 mbedTLS 등을 사용하거나 게이트웨이 단에서 처리하는 것이 일반적입니다. WIZnet은 이러한 통합 사례에 대한 기술 지원을 제공하니, [WIZnet Direct](https://www.direct.wiznet.io/) 또는 [Forum](https://forum.wiznet.io)을 활용해보세요.

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### 8. 마치며

이번 논문은 **하나의 학생 프로젝트가 어떻게 산업적 가치를 가진 IoT 인프라 솔루션으로 발전할 수 있는지**를 잘 보여줍니다. PIC에서 STM32 + WIZ850io로의 전환 결정은 단순한 부품 교체가 아니라, "**제한된 시간과 예산 안에서 최대의 결과물을 만들어내는 엔지니어링 의사결정**"의 모범 사례입니다.

WIZnet은 1998년부터 26년간 하드와이어드 TCP/IP 기술을 발전시켜 왔으며, W5500은 2025년 한 해에만 **1,200만 개 이상 출하**될 것으로 전망되는 베스트셀러 칩입니다. 주차장이든, 공장이든, 스마트빌딩이든 — **확실하게 동작하는 이더넷 연결**이 필요하다면 WIZ850io가 그 답입니다.

> 📦 **구매하기**: [WIZnet eShop](https://eshop.wiznet.io/) | [Mouser](https://www.mouser.com/) | [Digi-Key](https://www.digikey.com/) 📚 **문서**: [WIZ850io Docs](https://docs.wiznet.io/Product/ioModule/WIZ850io) 💬 **기술 지원**: [WIZnet Forum](https://forum.wiznet.io) 🛠️ **레퍼런스 코드**: [WIZnet GitHub](https://github.com/Wiznet)

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Source: https://maker.wiznet.io/bruno/projects/parking-information-and-supervision-system/