KR100646868B1

KR100646868B1 - 피부전도도와 심박 정보를 이용한 홈 제어시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100646868B1
Application number: KR1020040115182A
Authority: KR
Inventors: 김연호; 한대호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2004-12-29
Publication date: 2006-11-23
Also published as: KR20060076829A; CN1811636A; JP2006246437A; US20060142968A1

Abstract

피부전도도와 심박 정보를 이용한 홈 제어시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 피부전도도 센서를 이용하여 사용자의 각성여부를 파악하고, 심박의 변화를 체크하여 사용자의 스트레스 정도를 파악하여 사용자의 감정상태 및 수면상태를 추출한다. 그리고 이를 토대로, 사용자의 홈 네트워크 내의 각종 시스템을 사용자의 감정상태 및 수면상태에 맞게 제어한다. 또한 이러한 제어결과를 데이터베이스화 함으로써 최적의 제어조건을 생성한다.

홈 네트워크, 설비제어, 수면, 수면환경, 피부전도도 센서, GSR 센서, 방송정보, 디지털 TV, EPG

Description

피부전도도와 심박 정보를 이용한 홈 제어시스템 및 그 방법{Home control system and method using information of galvanic skin response and heart rate}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면상태에 따른 수면환경 제어시스템의 블럭도,

도 2는 심장박동수변화의 주파수 스펙트럼을 도시한 그래프,

도 3은 데이터베이스부에 저장되는 제어결과정보 테이블을 도시한 도면,

도 4는 제어결과정보 테이블에서 추출한 수면단계 1인 레코드의 일 예를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 수면환경 제어시스템의 제어결과정보를 저장하는 동작의 설명에 제공되는 흐름도,

도 6은 본 발명의 수면환경 제어시스템의 수면환경 분석 및 수면환경 구축의 동작 설명에 제공되는 흐름도,

도 7은 본 발명의 수면환경 제어시스템의 아로마분사장치의 제어방법의 설명에 제공되는 흐름도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방송정보 제공시스템의 블럭도,

도 9는 도 8에 도시된 방송정보 제공시스템에 따라 디지털 TV에 표시될 수 있는 EPG UI의 일 예를 도시한 도면, 그리고

도 10은 본 발명에 따른 방송정보 제공시스템의 동작설명에 제공되는 흐름도이다.

본 발명은 사용자의 심박정보 및 피부전도도 정보를 이용하여 사용자의 상태에 따른 최적의 수면환경 및 홈 설비를 제어하는, 피부전도도와 심박 정보를 이용한 홈 제어시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

최근에 네트워크 기술의 발달과 센서 및 제어시스템의 발달로 가정이나 가사생활에 있어서도 자동화 및 지능화가 많이 진행되었다. 그 주요한 시스템으로는 홈쇼핑이나 홈뱅킹(home banking) 이외에 방범 및 방재를 위한 홈시큐러티(home security), 전기나 가스의 조절, 계량기 자동계측, 자동요리기기 등의 하우스 컨트롤(house control), 그리고 에너지, 조명, 냉난방 및 급탕 관리 등의 에너지 시스템이 있다.

예컨대 일정 시각에 스위치를 변환하여 비디오나 카세트를 가동시키거나 문단속을 한다든지, 실내온도나 목욕탕의 수온조절 및 가스누출을 방지하는 등을 가정내에 비치된 시스템과 네트워크를 통해 자동으로 할 수 있다.

생각컨데, 이러한 기술의 발달은, 사용자의 심리상태 및 컨디션을 체크하여 그에 따른 최적의 수면환경 및 홈 환경을 제공하는데 이용할 수도 있을 것이다.

인간의 수면상태를 파악하는데는 주로 뇌파전위기록방법(EEG: Electro Encephalo Graphy)이 사용되었다. 뇌파전위기록방법을 사용하여 인간의 수면상태를 4단계로 구분할 수 있다.

또한, 인간은 수면중에 있더라도, 습하다거나 덥다거나 하는 수면환경에 따른 스트레스를 받게 되는데, 이러한 스트레스도 뇌파전위기록방법을 사용하여 측정할 수 있다.

그러나, 종래에는 이러한 시스템을 종합하고 전체적으로 제어하여, 수면중에 있는 사용자의 수면상태를 측정하고, 그 수면상태에 따라 최적의 수면 또는 숙면을 취할 수 있도록 가정내의 시스템, 예컨데 온도, 습도, 조도 등을 제어할 수 있는 시스템이 없었다.

또한, 수면단계를 분석하기 위하여, 뇌파분석기를 이용할 경우 사용자가 뇌파 측정을 위한 장비를 착용하고 수면을 취해야 하는 불편이 있다. 마찬가지로, 수면중의 스트레스 측정을 위해서도 별도의 측정장비를 손목이나 발목에 부착하여야 하는 바, 사용자가 수면 시 너무 많은 장비를 착용하고 수면을 취해야 하는 단점이 있다.

나아가 이러한 사용자의 피부전도도 및 심박정보를 이용한 홈 시스템 전체의 제어시스템이 필요하게 된 것이다.

따라서 본 발명의 목적은, 사용자의 피부전도도 및 심박정보를 토대로 사용자의 상태를 분류하고, 이에 따라 사용자의 행동패턴을 데이터베이스화 하고 이를 통해 수면 중에 있는 사용자의 최적의 수면환경을 분석하여 홈 설비를 제어하여 최 적의 수면환경을 구축하고, 나아가 방송시청 중에는 최적의 방송프로그램을 제공할 수 있는, 피부전도도와 심박 정보를 이용한 홈 제어시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 홈 제어시스템은, 적어도 하나의 사용자의 피부전도도에 의한 각성상태여부와 심박변화에 의한 스트레스 지수를 포함하는 사용자정보를 주기적으로 출력하는 헬스모니터, 주기적으로 수신한 상기 사용자정보를 데이터베이스하고 이를 토대로 설비제어명령을 출력하는 홈서버(server), 상기 설비제어명령을 입력받아 상기 적어도 하나의 사용자를 위한 홈 내 환경을 조절하는 홈설비시스템, 상기 홈서버의 요청에 따라 홈내의 온도, 습도, 조도정보 중 적어도 하나를 포함하는 홈상태정보를 상기 홈서버에게 출력하는 센서(sensor)시스템, 및 상기 홈서버, 상기 헬스모니터, 상기 센서시스템 및 상기 홈설비시스템이 접속되는 네트워크를 포함하고, 상기 홈서버는, 상기 사용자정보 중 상기 피부전도도를 기준으로 분류한 수면 중인 상기 사용자의 수면단계에 관한 정보와 상기 스트레스 지수를 포함하는 수면정보를 상기 홈상태정보와 함께 데이터베이스화하여, 상기 수면단계별 수면환경을 설정하고, 상기 홈설비시스템은, 상기 수면환경에 따른 상기 설비제어명령을 입력받아 상기 적어도 하나의 사용자의 홈 내의 온도, 습도 및 조도중 적어도 어느 하나를 제어한다.

삭제

바람직하게는, 상기 네트워크는 무선 네트워크이며, 그중에서도 무선랜(WLAN) 또는 개인용무선네트워크(WPAN: Wireless Personal Area Network)이다.

상기 홈서버는, 소정 기간이상 데이터베이스화 된 상기 수면정보와 상기 홈상태정보에서 상기 수면단계별로 상기 스트레스 지수가 소정 값 이하인 경우의 각 홈상태정보의 평균값을 구함으로써 상기 수면환경을 판단한다.

바람직하게는, 상기 홈서버는 상기 수면정보 및 상기 홈상태정보를 저장하여 데이터베이스화 하는 데이터베이스부를 포함한다. 또한 데이터베이스부는, 상기 수면단계, 스트레스 지수, 홈상태정보 및 상기 수신시간을 포함하는 제어결과정보를 하나의 단위로 저장하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 평균값은, 상기 수면단계별로 정열한 상기 제어결과정보들 중에서 상기 스트레스 지수가 상기 소정 값 이하인 제어결과정보를 추출하여, 상기 추출된 제어결과정보의 온도, 습도, 조도정보 각각의 평균값이며, 상기 설비제어명령의 출력은, 상기 수면단계에 따른 상기 홈상태정보가 상기 평균값이 되도록 상기 홈설비시스템을 제어하기 위한 것이 바람직하다.

상기 설비제어명령의 출력은, 상기 수면단계가 바뀌지 않는 한 유지된다.

바람직하게는, 상기 수면단계는, 저항값으로 측정되는 상기 피부전도도의 최초 소정 시간의 평균값을 기준으로 이후에 나오는 값의 비를 구하여 소정 개수의 단계로 구분된다.

또한, 상기 스트레스 지수는, 심전도 파형 중 R파 또는 광전용적맥파(PPG: photoplethysmography)의 최고 피크 간의 간격으로부터 심장박동수의 변화(HRV :Heart Rate Variability)를 측정하고 이를 주파수 변환분석 방법에 의한다.

바람직하게는, 상기 센서시스템은, 상기 네트워크에 접속하여 상기 홈서버의 요청에 따라 상기 홈상태정보를 출력하는 센서제어기 및 상기 사용자의 수면 공간의 온도, 습도, 및 조도 중 적어도 어느 하나를 측정하여 상기 센서제어기로 출력하는 적어도 하나의 센서를 포함한다.

또한 상기 홈설비시스템은, 상기 홈서버의 설비제어명령에 따라 상기 사용자의 수면공간의 공기의 온도 및 습도를 제어하는 적어도 하나의 공조기, 상기 홈서버의 설비제어명령에 따라 상기 사용자의 수면공간의 바닥의 온도를 제어하는 적어도 하나의 보일러 및 상기 홈서버의 설비제어명령에 따라 상기 사용자의 수면공간의 조도를 제어하는 적어도 하나의 조명기기를 포함한다.

바람직하게는, 본 발명의 수면환경 제어시스템은 상기 스트레스 지수가 소정 값 이상인 경우 행해지는 상기 홈서버의 분사명령에 따라 상기 사용자의 수면공간에 스트레스를 감소시키기 위한 아로마(aroma)를 분사하는 아로마분사장치를 더 포함한다.

이에 따라 홈서버는, 기 설정된 사용자의 기상시간이 되면 상기 아로마분사장치로 각성성분 있는 아로마의 분사명령을 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 홈 제어시스템은 적어도 하나의 사용자의 피부전도도에 의한 각성상태여부와 심박변화에 의한 스트레스 지수를 포함하는 사용자정보를 주기적으로 출력하는 사용자모니터, 주기적으로 수신한 상기 사용자정보를 데이터베이스하고 이를 토대로 설비제어명령을 출력하는 홈서버(server), 및 상기 설비제어명령을 입력받아 상기 적어도 하나의 사용자를 위한 홈 내 환경을 조절하는 홈설비시스템을 포함하며, 상기 사용자정보는 상기 각성상태여부와 상기 스트레스지수를 기준으로 소정의 단계로 구분한 사용자의 감정상태를 포함하고, 상기 홈설비시스템은, 상기 설비제어명령에 따라 디지털 TV(TeleVision) 방송신호, 상기 방송신호에 대한 소정의 정보, 영상신호 및 음성신호를 제공한다.

이 경우, 상기 홈설비시스템은, 방송되는 프로그램 정보인 EPG(Electric Program Guide)신호를 포함하는 상기 디지털 TV 방송신호를 수신하는 튜너(tuner)부, 상기 홈서버의 요청에 따라 상기 EPG신호를 출력하고, 상기 감정상태를 기초로한 추천 방송 프로그램 정보인 EPG UI를 포함하는 상기 설비제어명령을 수신하고 상기 EPG UI를 상기 방송신호에 삽입하는 셋톱박스(Set Top Box)부 및 상기 셋톱박스부에서 복호되어 출력되는 상기 방송신호에 따라 상기 사용자에게 상기 EPG UI와 상기 방송신호를 출력하는 디지털 TV를 포함한다.

상기 홈서버는 상기 감정상태의 수신시점에서 상기 사용자가 시청중인 상기 방송의 장르(genre) 및 상기 감정상태를 데이터베이스화 하되, 상기 방송 장르는, 상기 EPG신호에 포함된 각 프로그램별 상세정보인 설명정보(Description)에 대하여 상기 방송 장르별로 대표되는 키워드 검색을 함으로써 분류할 수 있다.

상기 EPG UI는, 상기 EPG신호로부터 추출한 이후의 방송 프로그램 중에서, 상기 데이터베이스화된 방송 장르 중에서 상기 감정상태에서 가장 많이 저장된 방송장르와 동일한 방송 프로그램 정보인 것이 바람직하다.

또한 상기 디지털 TV는, 출력되는 EPG UI에 포함된 방송 프로그램 중 어느 하나에 대한 선택명령을 입력받아 해당 선택정보를 상기 셋톱박스부로 출력하고, 상기 셋톱박스부가 상기 선택정보를 기초로 변경한 방송채널의 방송을 출력할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 홈 제어방법은, 적어도 하나의 사용자의 피부전도도에 의한 각성상태여부와 심박변화에 의한 스트레스 지수를 포함하는 사용자정보를 헬스모니터가 주기적으로 수신하는 단계, 주기적으로 수신한 상기 사용자정보를 홈서버가 데이터베이스로 구축하는 단계, 및 상기 홈서버가 상기 데이터베이스를 기초로 설비제어명령을 출력하여 홈 내의 온도, 습도 및 조도 중 적어도 어느 하나를 제어하거나 TV 방송정보를 제공하여 상기 사용자의 홈 내 환경을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 사용자정보는, 상기 피부전도도를 기준으로 분류한 수면 중에 있는 상기 사용자의 수면단계에 관한 정보와 상기 스트레스 지수를 포함하는 수면정보이고, 상기 데이터베이스를 구축하는 단계는, 상기 수면정보를 수신한 후 홈내의 온도, 습도, 조도정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 홈상태정보를 요청하고 수신하여 상기 수면정보와 함께 수신시간을 기준으로 저장하여 데이터베이스화하고, 상기 제어하는 단계는, 상기 사용자의 수면단계별 수면환경을 판단하여 상기 설비제어명령을 출력한다.

삭제

상기 제어하는 단계는, 소정 기간이상 데이터베이스화 된 상기 수면정보와 상기 홈상태정보에서 상기 수면단계별로 상기 스트레스 지수가 소정 값 이하인 경우의 각 홈상태정보의 평균값을 구함으로써 상기 수면환경의 판단이 이루어진다.

상기 데이터베이스는, 상기 수면단계, 스트레스 지수, 홈상태정보 및 상기 수신시간을 포함하는 제어결과정보를 하나의 단위로 저장하는 것이 바람직하다.

또한 상기 평균값은, 상기 수면단계별로 정열한 상기 제어결과정보들 중에서 상기 스트레스 지수가 상기 소정 값 이하인 제어결과정보를 추출하여, 상기 추출된 제어결과정보의 온도, 습도, 조도정보 각각의 평균값이며, 상기 설비제어명령의 출력은, 상기 수면단계에 따른 상기 홈상태정보가 상기 평균값이 되도록 상기 홈설비 시스템을 제어하기 위한 것이다.

바람직하게는, 상기 설비제어명령의 출력은, 상기 수면단계가 바뀌지 않는 한 유지된다.
바람직하게는, 상기 수면단계는, 저항값으로 측정되는 상기 피부전도도의 최초 소정 시간의 평균값을 기준으로 이후에 나오는 값의 비를 구하여 소정 개수의 단계로 구분된다.
또한, 상기 스트레스 지수는, 심전도 파형 중 R파 또는 광전용적맥파(PPG: photoplethysmography)의 최고 피크 간의 간격으로부터 심장박동수의 변화(HRV :Heart Rate Variability)를 측정하고 이를 주파수 변환분석 방법에 의한다.

또한 본 발명의 홈 제어방법은, 상기 스트레스 지수가 소정 값 이상인 경우 행해지는 경우 상기 사용자의 수면공간에 스트레스를 감소시키기 위한 아로마를 분사하는 단계 또는 기 설정된 사용자의 기상시간이 되면 각성성분 있는 아로마를 분사하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 홈 제어방법은, 적어도 하나의 사용자의 피부전도도에 의한 각성상태여부와 심박변화에 의한 스트레스 지수를 포함하는 사용자정보를 사용자모니터가 주기적으로 수신하는 단계, 주기적으로 수신한 상기 사용자정보를 홈서버가 데이터베이스로 구축하는 단계, 및 상기 홈서버가 상기 데이터베이스를 기초로 설비제어명령을 출력하여 홈 내의 온도, 습도 및 조도 중 적어도 어느 하나를 제어하거나 TV 방송정보를 제공하여 상기 사용자의 홈 내 환경을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 제어하는 단계는, 방송되는 프로그램 정보인 EPG(Electric Program Guide)신호를 포함하는 디지털 방송신호를 튜너가 수신하는 단계, 셋톱박스가 상기 감정상태를 기초로한 추천 방송 프로그램 정보인 EPG UI를 포함하는 상기 설비제어명령을 수신하여 상기 EPG UI를 상기 방송신호에 삽입하는 단계 및 디지털 TV가 복호된 상기 방송신호에 따라 상기 사용자에게 상기 EPG UI와 영상신호를 출력하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 데이터베이스는 상기 감정상태의 수신시점에서 상기 사용자가 시청중인 상기 방송 장르(genre) 및 상기 감정상태를 상기 수신시점을 기준으로 할 수 있다.

상기 방송 장르는, 상기 EPG신호에 포함된 각 프로그램별 상세정보인 설명정보(Description)에 대하여 상기 방송 장르별로 대표되는 키워드 검색을 함으로써 분류하는 것이 바람직하다.,

상기 EPG UI는, 상기 EPG신호로부터 추출한 이후의 방송 프로그램 중에서, 상기 데이터베이스화된 방송 장르 중에서 상기 감정상태에서 가장 많이 저장된 방 송장르와 동일한 방송 프로그램 정보인 것이 바람직하며, 상기 출력하는 단계는, 출력되는 EPG UI에 포함된 방송 프로그램 중 어느 하나에 대한 상기 사용자의 선택명령을 입력받아 상기 선택명령을 기초로 변경한 방송채널의 방송을 출력할 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 피부전도도와 심박 정보를 이용한 홈 제어시스템은 사용자의 피부전도도 정보와 심박정보를 이용하여 사용자의 상태를 파악하고, 기존에 데이터베이스화된 상기 상태에 따른 사용자의 행동패턴을 고려하여 최적의 수면환경을 제공하고 최적의 방송프로그램을 제시하는 것이다. 이하에서는 수면환경 제어시스템과 방송정보 제공시스템 제어를 분리하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면상태에 따른 수면환경 제어시스템의 블럭도이다.

본 발명의 수면환경 제어시스템(100)은 수면상태로 들어가는 사용자가 최적의 수면상태를 유지할 수 있도록 홈(home)내의 각종 장치를 제어한다. 또한, 수면환경 제어시스템(100)은 제어결과 정보를 저장하고 데이터베이스(data base)화함으로써 사용자의 수면에 관한 정보를 생성하고 학습하여, 사용자의 수면단계에 따른 최적의 수면환경을 마련하는 지능형 시스템이다.

본 발명의 수면환경 제어시스템(100)은 헬스모니터(health monitor)(101), 센서(sensor)시스템(110), 홈설비시스템(130), 아로마(aroma)분사장치(150) 및 홈서버(home server)(170)를 포함하며, 네트워크(190)를 통해 연결된다.

본 발명의 수면환경 제어시스템(100)은 헬스모니터(101)를 통해 측정한 수면중에 있는 적어도 하나의 사용자의 수면단계와 수면중 스트레스(stress)에 대한 정보(이하 '수면정보'라고 함)을 생성하고, 센서시스템(110)을 통해 홈 내의 온도, 조도, 습도 등의 정보(이하 '홈상태정보'라고 함)를 생성한다. 그리고 생성한 수면정보와 홈상태정보를 포함하는 '제어결과정보'를 홈서버(170)에 저장하여 데이터베이스화 한다.

수면환경 제어시스템(100)은 데이터베이스화된 정보를 토대로 현재의 수면단계를 위한 최적 수면환경을 분석한다. 수면환경 제어시스템(100)은 분석된 수면환경을 기초로 홈설비시스템(130)을 제어하여 수면중에 있는 사용자를 위한 홈 환경을 구축한다.

또한 수면환경 제어시스템(100)은 인터넷을 포함하는 홈 외부의 네트워크(미도시)에 접속하여 외부장치(미도시)에 연결될 수 있다. 이러한 외부장치(미도시)는 병원시스템, 긴급구조시스템 등이 해당될 수 있다.

이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 수면환경 제어시스템(100)의 각 구성요소를 설명한다.

본 발명의 수면환경 제어시스템(100)에 포함되는 네트워크(190)는 유선 및 무선 네트워크를 포함하며, 바람직하게는 무선 네트워크에 기반하여 동작한다. 이러한 무선 네트워크에는 무선랜(Wireless LAN), 개인용무선네트워크(WPAN :Wireless Personal Area Network)를 포함한다. 또한 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 광대역(UWB: Ultra Wide Band)통신기술이 사용될 수 있다.

헬스모니터(101)는 사용자의 수면정보를 생성하고 네트워크(190)를 통하여 주기적으로 홈서버(170)에게 전달한다. 상기에서 설명한 바와 같이 수면정보에는 사용자의 수면단계와 수면중의 심박을 이용하여 측정한 사용자의 수면중 스트레스 정보를 포함한다. 헬스모니터(101)는 수면에 임하는 사용자가 손목이나 발목에 간편히 착용할 수 있는 것이 바람직하며, 이를 통해 사용자의 수면을 방해하는 신체구속력이 현저히 감소된다.

헬스모니터(101)는 네트워크(190)에 접속할 수 있는 유선 또는 무선인터페이스(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.

헬스모니터(101)는 사용자의 수면상태를 파악하기 위하여 피부전도도(GSR: Galvanic Skin Response)센서를 이용한다. 피부전도도 센서는 전기 자극에 대한 피부의 저항을 측정하는 것으로 정서 상태와 무의식적 느낌을 즉각적이고 직접적으로 측정하는 것이다. 긴장이나 자극은 피부를 긴장시키고 자극하여 땀의 분비를 증가시켜 피부의 습도를 증가시키고 전기의 전도성을 증가시켜 피부의 전기 저항이 낮추게 되므로 낮은 피부저항은 긴장을, 높은 피부저항은 이완을 의미한다

헬스모니터(101)는 사용자가 착용 후 소정의 시간동안의 피부저항의 평균값을 기준값으로 하여, 이후에 측정되는 피부저항값을 상기의 기준값으로 나눈 값(이하 'GN(GSR Normalization)값'이라 함)를 토대로 사용자의 수면단계를 판단한다. 상기 기준값을 구하기 위한 소정의 시간은, 사용자가 본 발명의 수면환경 제어시스템(100)을 가동하고 헬스모니터(101)을 착용한 후 5분이 바람직하다.

헬스모니터(101)는 GN값을 이용하여 사용자의 수면상태를 나눌 수 있으며, 바람직하게는 수면 1단계부터 수면 4단계의 4단계로 구분한다.

수면 1단계는, 각성상태로 아직 잠에 들지 못하고 깨어있는 상태를 말하며, 수면 2단계는 잠이 들기 시작하여 졸음이 느껴지는 상태를 나타낸다. 수면 3단계는 깊은 수면상태로 들어가기 전의 눈꺼풀이 매우 무겁고 깊은 수면전의 몽롱한 상태를 나타내며, 수면 4단계는 깊은 수면에 빠져 있는 심 수면상태이다.

바람직하게는 상기 수면 4단계는 다음의 표 1과 같이 판단할 수 있다.

수면단계	GN값의 범위	사용자 수면상태
수면 1단계	GN값 ≤ 1.2	각성상태
수면 2단계	1.2 < GN값 ≤ 1.5	경수면 상태
수면 3단계	1.5 < GN값≤ 2.0	중수면 상태
수면 4단계	2.0 < GN값	심수면 상태

헬스모니터(101)는 측정한 사용자의 수면단계를 네트워크(190)를 통해 주기적으로 홈서버(170)로 전송한다.

헬스모니터(101)는 수면중에 있는 사용자의 스트레스를 파악하기 위하여 심전도 파형 중 R파 또는 광전용적맥파(PPG: photoplethysmography)의 최고 피크 간의 간격을 구해 심장박동수의 변화(HRV :Heart Rate Variability)를 측정하고 이를 주파수 변환분석하여 주파수 스펙트럼을 분석한다. 헬스모니터(101)는 스펙트럼 분석을 통해 측정한 사용자의 수면중 스트레스를 지수화 한 값(이하 '스트레스 지수'라고 함)을 홈서버(170)로 주기적으로 전송한다.

헬스모니터(101)가 사용자의 스트레스 정도를 나타내는 스트레스 지수를 생성하는 방법은 아래의 도 2를 통해 설명한다.

도 2는 심장박동수변화의 주파수 스펙트럼을 도시한 그래프이다.

도 2를 참조하면, 그래프의 가로축은 주파수를 Hz단위로 나타낸 것이며, 세로축은 심장박동수변화력(HRV POWER)을 에너지단위로 나타낸 것이다.

헬스모니터(101)는 도 2의 심장박동수변화의 주파수 스페트럼의 주파수대역을 저주파대역(LF :Low Frequency)(a), 중간주파수대역(MF :Middle Frequency)(b) 및 고주파대역(HF :High Frequency)(c)으로 나누어 각각의 스펙트럼의 면적값의 크기를 통해 스트레스를 측정한다.

도 2의 그래프에서 저주파대역(a)은 0.001에서 0.05 ㎐ 사이의 대역이고, 중간주파수대역(b)은 0.05에서 0.15 ㎐ 사이를 말하며, 고주파대역(c)은 0.15에서 0.5 ㎐ 사이의 대역을 말한다.

도 2의 그래프에서 저주파대역(a)의 스펙트럼 면적(d)이 증가하면, 교감신경계가 증가함에 따라 스트레스가 증가하고 있는 것을 의미하며, 고주파대역(c)의 스펙트럼 면적(e)이 증가하면, 부교감신경계가 증가함에 따라 스트레스가 감소하는 것을 의미한다.

헬스모니터(101)는 고주파대역의 스펙트럼 면적(e)에 대한 저주파대역(a)의 스펙트럼 면적(d)의 비율을 계산하여 극도의 스트레스 상태를 100으로 하였을 때의 각 정도를 지수화한 스트레스 지수를 구한다.

본 발명의 다른 실시예는, 심장박동수변화력 및 피부전도도 센서의 신호를 이용한 퍼지(fuzzy)이론 적용을 통해 백분율로 표현하여 스트레스 지수를 구할 수 있다.

도 1에 관한 설명으로 돌아와, 센서시스템(110)은 사용자가 수면중인 공간의 온도, 습도 및 조도 정보를 포함하는 홈상태정보를 홈서버(170)의 요청에 따라 네트워크(190)를 통해 홈서버(170)에 전달한다. 센서시스템(110)은 센서제어기(111)와 센서 1 내지 3(113,115,117)으로 대표되는 각종 센서를 포함한다.

센서제어기(111)는 홈서버(170)의 요청에 따라, 센서 1 내지 3(113,115,117)로부터 사용자가 수면중인 공간의 온도, 바닥온도, 습도, 조도를 주기적으로 수신하여 홈상태정보를 생성하고, 네트워크(190)를 통해 홈서버(170)로 전송한다.

센서제어기(111)는 네트워크(190)에 접속하기 위한 유선 또는 무선 인터페이스(미도시)를 포함한다.

센서 1 내지 3(113,115,117)은 사용자가 수면중인 공간의 온도, 습도 및 조도를 측정하기 위한 센서로서, 각각 온도센서, 습도센서 및 광센서 등이 해당될 수 있다. 센서 1 내지 3(113,115,117)은 유선 또는 무선으로 센서제어기(111)에 연결되어 있으며, 센서제어기(111)에 주기적으로 현재의 온도, 습도 또는 조도를 각각 전송한다.

본 발명의 다른 실시예는 센서 1 내지 3(113,115,117)이 각각 홈서버(170)와의 유선 또는 무선 네트워크(미도시)를 포함하고, 홈서버(170)의 요청에 따라 현재의 온도, 습도 또는 조도를 각각 홈서버(170)로 전달할 수 있다. 이경우 센서제어기(111)는 본 발명의 구성에서 제외될 수 있다.

홈설비시스템(130)은 홈서버(170)의 설비제어명령에 따라 홈내의 공기의 흐름, 온도, 습도 및 조도를 조정한다. 홈설비시스템(130)은 공조기(131), 보일러(boiler)(133) 및 조명기기(135)를 포함한다.

공조기(131)는 수면에 적합한 실내공기의 온도, 습도, 청정도, 평균유속을 유지하고 먼지, 유해가스 등을 배제하는 것으로 에어컨디셔너(air conditioner)라고도 한다. 공조기(131)는 네트워크(190)를 통해 홈서버(170)와 연결되며, 홈서버(170)의 설비제어명령에 따라 사용자가 수면중인 공간의 공기흐름, 공기의 온도, 습도 등을 조절한다.

보일러(133)는 네트워크(190)를 통해 홈서버(170)와 연결되며, 홈서버(170)의 설비제어명령에 따라 사용자가 수면중인 장소의 바닥온도나 실내온도를 조정한다.

조명기기(135)는 네트워크(190)를 통해 홈서버(170)와 연결되며, 홈서버(170)의 설비제어명령에 따라 사용자가 수면중인 공간의 조도를 조정한다.

본 발명의 다른 실시예는 홈설비시스템(130) 내에 홈설비제어기(미도시)를 포함한다. 홈설비제어기(미도시)는 네트워크(190)를 통해 홈서버(170)에 연결될 수 있으며, 홈서버(170)의 설비제어명령에 따라 공조기(131), 보일러(133) 및 조명기기(135)를 제어하여 홈 내의 온도, 습도 및 조도를 조정하는 것으로, PLC(Programmable Logic Controller)등이 해당된다. 이 경우, 공조기(131), 보일러(133) 및 조명기기(135)는 네트워크(190)에 연결하기 위한 인터페이스를 갖출 필요없으며, 유선 또는 무선 네트워크(미도시)를 통해 홈설비제어기(미도시)에 연결된다.

PLC는 종래의 릴레이(Relay), 타이머(Timer), 카운터(Counter) 등의 기능을 반도체 소자로 대체시킨 제어 컨트롤러로서, 여러 가지 형태의 기계나 설비를 제어 하기 위하여 논리, 연산, 계수, 순차 처리 등의 특별한 기능을 수행할 수 있는 명령어들을 내부에 저장할 수 있고, 제어 알고리듬(Algorithm)의 실행 명령을 프로그램 할 수 있는 디지털식 전자 제어 장치이다.

아로마분사장치(150)는 네트워크(190)에 연결되어 홈서버(170)의 분사명령에 따라 사용자가 수면중인 공간에 아로마를 분사한다. 분사되는 아로마는 라벤더(lavender), 멘톨(menthol) 기타 아로마요법(aroma therapy)에 사용되는 각종 아로마 등을 포함한다. 홈서버(170)는 아로마를 통해 수면자의 스트레스 지수를 낮출 수 있으며, 기 설정된 기상시간 또는 알람(alarm)시간이 되면 멘톨등의 아로마를 분사하여 수면자의 각성을 도울 수 있다.

홈서버(170)는 네트워크(190)에 접속하여, 본 발명의 수면환경 제어시스템(100) 전체를 제어하며, 복수의 사용자의 수면단계에 따른 최적의 수면환경을 유지한다. 홈서버(170)는 별도의 전용장치로 구현될 수 있을 뿐 아니라, 개인용 컴퓨터를 이용하여 본 발명의 홈서버(170)의 제어동작이 가능한 프로그램을 통해 구현될 수 있다.

홈서버(170)는 먼저, 소정의 방법으로 홈 환경을 구축한 다음 그에 따른 사용자의 수면정보와 홈상태정보를 포함하는 정보(이하 '제어결과정보'라고 함)를 소정의 기간동안 저장하여 데이터베이스화 한다.

둘째로 홈서버(170)는 제어결과정보 데이터베이스를 토대로 현재의 수면단계에 맞는 최적의 수면환경을 분석하고, 분석된 결과에 따라 홈설비시스템(130)에 설비제어명령을 출력하여 사용자를 위한 최적의 수면환경을 구축한다. 나아가 수면자 가 수면 중 스트레스 지수가 높으면, 아로마분사장치(150)가 적절한 아로마를 분사하도록 분사명령을 함으로써 수면자의 스트레스 지수를 낮출 수 있다.

또한 홈서버(170)는 홈 외부의 네트워크(미도시)를 통해 외부장치(미도시)에 접속할 수 있다. 예를 들어, 홈서버(170)는 사용자가 수면중 응급상태에 있음을 알게되면, 외부의 긴급구조시스템(미도시) 등에 접속하여 구조요청을 할 수 있다.

홈서버(170)는 데이터베이스부(171)를 포함한다. 다만, 데이터베이스부(171)는 홈서버(170)의 외부에 별도로 구비될 수 있다.

또한 홈서버(170)는 사용자인터페이스(미도시)를 포함할 수 있다. 사용자인터페이스부(미도시)는 사용자의 명령을 입력받고 사용자에게 현재의 홈 환경을 포함하는 현재의 제어상황을 표시한다.

사용자인터페이스(미도시)는 사용자로부터 본 발명의 수면환경 제어시스템(100)의 동작명령 및 동작의 중지명령을 입력받을 수 있으며, 각 사용자마다 별도의 유저ID를 사용하여 홈서버(170)에 접속할 수 있게 함으로써, 사용자별로 홈 내의 별도의 방이나 공간에 대하여만 제어하도록 설정할 수 있게 한다.

사용자인터페이스(미도시)는 사용자로부터 기상시간 또는 알람시간에 대한 설정을 입력받을 수 있다. 홈서버(170)는 설정된 시간이 되면 아로마분사장치(150)를 이용하여 사용자에게 멘톨 등의 아로마를 분사함으로써 사용자를 잠에서 깨울 수 있다.

이하에서는 홈서버(170)가 제어결과정보를 데이터베이스화 하고, 이를 기초로 홈설비시스템(130)을 제어하는 방법을 다음의 도 3 내지 도 7을 통해 설명한다.

홈서버(170)는 헬스모니터(101)로부터 주기적으로 수신한 수면정보, 센서시스템(110)으로부터 수신한 그 시간의 홈상태정보를 종합한 제어결과정보를 데이터베이스부(171)의 제어결과정보 테이블에 저장하여 데이터베이스화 한다.

도 3은 데이터베이스부에 저장되는 제어결과정보 테이블을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 데이터베이스부(171)에 저장되는 제어결과정보 테이블(300)은 적어도 하나의 레코드(record)를 포함한다. 또한 레코드는 유저ID(Identification)(f01), 측정날짜(f02), 수면단계(f03), 스트레스지수(f04), 아로마(f05), 온도(f06), 조도(f07) 및 습도(f08)의 필드(field)를 포함한다.

유저ID(f01)는 현재의 사용자를 저장하는 필드이며, 측정날짜(f02)는 수면정보와 홈상태정보를 수신한 시간의 정보를 저장하는 필드이다. 수면단계(f03)와 스트레스지수(f04)는 헬스모니터(101)로부터 수신한 수면정보 중 사용자의 수면단계와 스트레스 지수를 각각 저장하는 필드이다.

아로마(f05)는 홈서버(170)가 사용자의 수면단계가 1이거나, 스트레스지수가 제 1기준값 이상인 경우 및 기 설정된 기상시간이 된 경우 중 어느 하나에 해당하여, 아로마요법에 따라 분사한 아로마를 저장하는 필드이다. 상기 제 1기준값은 스트레스 지수가 70인 것이 바람직하다.

온도(f06), 조도(f07) 및 습도(f08)는 측정날짜(f02)에 센서제어기(111)에 요청하여 수신한 홈상태정보에 따른 온도, 조도 및 습도정보이다.

홈서버(170)는 데이터베이스부(171)의 제어결과정보 테이블(300)에 저장된 소정기간의 제어결과정보를 토대로 사용자의 수면단계별 최적의 수면환경을 분석하 여 홈설비시스템(130)에 설비제어명령을 출력한다.

수면환경의 분석은, 소정기간 동안에 제어결과정보 테이블(300)에 저장된 각 수면단계(f03)별로 스트레스지수(f04)가 제 2기준값 이하인 레코드만을 추출하고 추출된 레코드의 온도(f06), 조도(f07), 습도(f08) 필드값들의 평균을 구하여 각 수면단계의 최적환경으로 설정한다. 상기 제 2기준값은 스트레스 지수가 30인 것이 바람직하다.

수면환경 분석을 위한 상기 소정기간은 일주일 또는 한달 등으로 정할 수 있으며, 바람직하게는, 한달인 것으로 한다.

도 4는 제어결과정보 테이블에서 추출한 수면단계 1인 레코드의 일 예를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 레코드(400)는 제어결과정보 테이블(300)에서 수면단계 1인 레코드 중에서 스트레스지수(f04)가 제 2기준갑 이하인 것만을 추출한 것으로, 스트레스지수(f04)가 30이하인 것이다.

도 4에 도시된 레코드(400)의 유저ID(g01), 측정날짜(g02), 수면단계(g03), 온도(g04), 조도(g05) 및 습도(g06) 필드는, 도 3의 제어결과정보 테이블(300)의 유저ID(f01), 측정날짜(f02), 수면단계(f03), 온도(f06), 조도(f07) 및 습도(f08) 필드에 대응된다.

홈서버(170)는 도 4와 같이 추출된 적어도 하나의 레코드(400)의 온도(g04), 조도(g05) 및 습도(g06) 필드의 평균값을 각각 구하여, 수면단계 1의 최적의 수면환경으로 분석하고, 분석된 값으로 홈설비시스템(130)에 설비제어명령을 출력하여 홈내의 온도, 조도 및 습도가 상기 구한 평균값이 되도록 제어한다.

홈서버(170)는 적어도 한달의 기간동안 저장된 제어결과정보 테이블(300)로부터 수면환경을 분석하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 수면환경 제어시스템(100)을 처음 구축하고 최초 1주일간은 '사용자 수면분석단계'로 정하고, 홈설비시스템(130)을 자동제어하지 아니하고, 수면정보 및 홈상태정보를 데이터베이스부(171)의 제어결과정보 테이블(300)에 저장한다. 최초 1주일간의 사용자 수면분석단계가 지나면, 도 4와 같이 스트레스지수(f04)가 제 2기준값 이하인 레코드를 추출하여 최적 수면환경을 분석하고 이에 의하여 홈설비시스템(130)을 제어한다. 그리고 한 달이 지나면, 다시 한 달간의 제어결과정보 테이블(300)로부터 최적 수면환경을 분석하여 홈설비시스템(130)을 제어하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 수면환경 제어시스템의 제어결과정보를 저장하는 동작의 설명에 제공되는 흐름도이다.

이하 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 수면환경 제어시스템의 제어결과정보를 저장하는 동작을 설명한다.

홈서버(170)가 사용자인터페이스(미도시)를 통해 사용자의 동작명령을 수신하면(S501), 헬스모니터(101)로부터 소정의 주기로 수면정보를 수신한다(S503).

홈서버(170)는 헬스모니터(101)로부터 수면정보를 수신하면, 센서제어기(111)에게 홈상태정보를 요청하고, 센서제어기(111)는 현재상태의 홈상태정보를 센서 1 내지 3(113,115,117)으로부터 수신하여 홈서버(170)에게 전달한다(S505).

홈서버(170)는 수신한 수면정보와 홈상태정보에 그 수신시간을 추가하여 데이터베이스부(171)의 제어결과정보 테이블(300)에 저장하여 데이터베이스화 한다(S507).

홈서버(170)는 사용자로부터의 중지명령이 있는지 확인하고(S509), 중지명령이 없으면, S503 내지 S507의 동작을 반복하면서 제어결과정보를 반복적으로 저장한다.

상기의 방법에 의하여 본 발명의 수면환경 제어시스템(100)는 사용자의 수면정보와 홈상태정보를 저장하여 데이터베이스화하고 이를 토대로 사용자의 최적의 수면환경을 분석할 수 있다.

도 6은 본 발명의 수면환경 제어시스템의 수면환경 분석 및 수면환경 구축의 동작 설명에 제공되는 흐름도이다.

이하 도 1 내지 도 6를 참조하여, 본 발명의 수면환경 제어시스템의 수면환경을 분석하고 구축하는 동작을 설명한다.

본 발명의 수면환경 제어시스템(100)이 동작하면, 홈서버(170)는 데이터베이스부(171)의 제어결과정보 테이블(300)에서, 헬스모니터(101)로부터 수신한 현재의 수면단계에 대응하는 레코드 중 스트레스지수(f04)가 제 2기준값 이하인 레코드를 추출한다. 현재의 수면단계가 1단계라고 하고 도 4의 레코드(400)를 예로 들면, 홈서버(170)는 추출한 레코드(400)의 온도(g04), 조도(g05) 및 습도(g06)의 평균값을 구함으로써 수면단계 1의 최적 수면환경을 분석한다(S601).

홈서버(170)는 분석한 최적 수면환경의 평균값에 따른 설비제어명령을 홈설 비시스템(130)의 공조기(131), 보일러(133) 및 조명기기(135)에 출력하여, 최적의 수면환경을 구축한다(S603).

홈서버(170)는 사용자의 중지명령이 있는지 여부를 판단한다(S605). 중지명령이 없으면, 홈서버(170)는 수면정보로부터 수면단계가 바뀌었는지 여부를 계속 판단한다(S607).

수면단계가 바뀌지 않는다면, 홈서버(170)는 현재의 홈설비시스템(130)에 대한 설비제어명령을 바꾸지 않고 그대로 유지한다. 다만, 수면 중에 있는 사용자의 스트레스 지수가 제 1기준값 이상이 되면, 아로마분사장치(150)를 이용하여 스트레스 지수가 낮아지도록 할 수 있다.

수면단계가 바뀌었다면, 예를 들어 수면단계 2로 바뀌면, 홈서버(170)는 S601 단계에서와 같이 제어결과정보 테이블(300)에서 현재의 수면단계 2와 같은 레코드 중 스트레스지수(f04)가 제 2기준값 이하인 레코드를 추출하여 수면단계 2의 최적 수면환경을 분석한다(S609).

홈서버(170)는 바뀐 수면단계에 따라 분석된 평균값에 기초해 홈설비시스템(130)에 설비제어명령을 출력한다(S611).

홈서버(170)는 S605 단계의 중지명령이 있을 때까지, S607 내지 S611 단계의 동작을 반복한다.

이상의 방법에 의하여, 본 발명의 수면환경 제어시스템(100)의 수면환경 제어 중 홈설비시스템(130)의 제어가 이루어진다.

이하에서는 본 발명의 수면환경 제어시스템(100)의 아로마분사장치의 제어방 법을 설명한다.

도 7은 본 발명의 수면환경 제어시스템의 아로마분사장치의 제어방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

홈서버(170)는 사용자인터페이스(미도시)를 통해 사용자로부터 기상시간의 설정을 입력받는다(S701).

홈서버(170)는 헬스모니터(101)로부터 수면정보를 수신하고(S703), 수면단계 1이 아닌지 여부를 판단한다(S705).

홈서버(170)는 수면단계가 1이 아니면 S705 단계로 진행하고, 수면단계가 1이면 아로마분사장치(150)에 아로마 1의 분사명령을 출력한다. 아로마분사장치(150)은 분사명령에 따라 아로마 1을 사용자의 수면공간에 분사한다. 아로마 1은 사용자를 수면에 들게 하기 위한 진정효과가 있는 것이 적절하며, 라벤더 등을 사용할 수 있다. 또한 아로마 1의 분사는 소정의 간격으로 하며, 30분 간격으로 하는 것이 바람직하다(S707).

또한 홈서버(170)는 수면단계가 1단계가 아니면, 스트레스 지수가 소정의 값 이하인지 여부를 판단한다. 상기 소정의 값은 제 2기준값인 30이 바람직하다(S709).

홈서버(170)는 스트레스 지수가 제 2기준값 이하가 아니면, 아로마 2를 분사하는 분사명령을 아로마분사장치(150)에 출력한다. 아로마 2는 사용자의 스트레스 지수를 낮추기 위한 것으로, 적절한 아로마 요법을 사용할 수 있다. 아로마 2의 분사도 또한 소정의 시간간격으로 할 수 있다(S711).

홈서버(170)는 스트레스 지수가 제 2기준값 이하이면, 상기 설정된 기상시간이 되었는지 여부를 판단하여(S713), 기상시간이 되었다면, 아로마 3의 분사명령을 출력한다. 아로마 3은 사용자의 잠을 깨우기에 위한 각성효과가 있는 것이 적절하며, 멘톨 등이 바람직하다(S715).

만약 기상시간이 아니면, 홈서버(170)는 S703 내지 S715 단계를 반복한다.

실시예에 따라서는, 홈서버(170)는 사용자의 기상을 위하여 설정된 음악이나 소리를 들려줄 수 있다. 이를 위하여 홈서버(170)는 음향시스템을 스스로 포함하거나, 음향시스템(미도시)에 접속하여 기 설정된 음악이나 소리를 출력하게 할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 시스템은 홈서버(170)를 대신하여 개인용 컴퓨터를 사용하여 구축할 수 있다. 또한 컴퓨터용 프로그램으로 구현될 때는 홈서버(170)의 기능을 수행하는 프로그램이 수록된 반도체 메모리 소자, 롬(ROM), 플래시 메모리, EEPROM, 플로피 디스크, 광학적 디스크, 하드 디스크로 구현될 수 있다.

이와 같은 방법에 의하여, 수면상태에 따른 수면환경 제어시스템의 동작이 수행된다.

이하에서는 도 8을 중심으로 본 발명에 따른 방송정보 제공시스템을 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방송정보 제공시스템의 블럭도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 방송정보 제공시스템(800)은 홈서버(870)에 방 송수신시스템(810)이 연결되어 있다. 또한 네트워크(890)를 통해 사용자모니터(801)가 연결된다. 도 8의 네트워크(890) 및 사용자모니터(801)는 도 1의 네트워크(190) 및 헬스모니터(101)에 대응된다.

본 발명의 방송정보 제공시스템(800)은, 사용자모니터(801)를 통해 전달받은 사용자의 피부전도도 정보 및 심박정보를 이용하여 사용자의 감정상태를 구분하고, 데이터베이스화된 사용자의 상태에 따른 사용자의 방송선택정보를 토대로 사용자가 시청중인 디지털 TV(Television)에 방송정보를 제공한다.

사용자모니터(801)는 사용자의 피부전도도 정보와 심박정보를 통해 사용자의 감정상태를 4단계로 구분하여 주기적으로 홈서버(870)에게 전송한다.

사용자모니터(801)는 상기 표 1과 같이 피부전도도를 통한 GN값이 1.21와 같거나 작은 경우와 1.21보다 큰 경우로 나누어 각성상태와 졸린상태로 구분한다. 그리고 소정의 스트레스 지수를 기준으로 스트레스가 있는 경우와 없는 경우로 구분한다. 이에 따라 사용자모니터(801)는 전체 사용자의 감정상태를 다음 표 2와 같이 4단계로 구분한다.

단계	내 용	GN 값	스트레스 지수
1 단계	스트레스 있고, 각성상태	GN 값 ≤ 1.21	소정 값 이상
2 단계	스트레스 없고, 각성상태	GN 값 ≤ 1.21	소정 값 미만
3 단계	스트레스 없고, 졸린상태	GN 값 > 1.21	소정 값 미만
4 단계	스트레스 있고, 졸린상태	GN 값 > 1.21	소정 값 이상

방송수신시스템(810)은 디지털 방송의 수신하는 것이 바람직하며, 튜너(tuner)부(811), 셋톱박스(Set Top Box)부(813) 및 디지털 TV(815)를 포함한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 튜너부(811), 셋톱박스부(813)는 홈서버 (870) 내에 구비될 수 있다.

튜너부(811)는 방송신호를 수신하여 셋톱박스부(813)로 전송한다. 방송신호는 디지털 방송신호로서, 압축된 오디오(audio)와 비디오(video) 신호를 포함하며 EPG(Electric Program Guide)신호를 포함한다.

EPG신호는, 방송프로그램 정보로서, 해당 신호가 전송되는 시간 또는 그 이후의 방송 프로그램과 각 프로그램에 대한 간단한 정보인 '설명정보(Description)'를 포함한다.

셋톱박스부(813)는 튜너부(811)로부터 수신한 동화상 신호를 복호하여 디지털 TV(815)로 전송한다. 또한 홈서버(870)로 EPG신호를 전송하며, 홈서버(870)의 요청에 따라 현재 사용자가 시청중인 방송채널 정보를 확인하여 홈서버(870)로 전송한다.

또한 셋톱박스부(813)는 홈서버(870)로부터 사용자에 대한 EPG UI(User Interface)를 전송받아 디지털 TV(815)로 전송되는 방송신호에 삽입한다. 또한 사용자가 디지털 TV(815)를 통해 표시되는 EPG UI 중에서 선택하는 프로그램 정보를 디지털 TV(815)로부터 수신하여 해당 프로그램이 속하는 채널의 방송신호를 디지털 TV(815)로 제공한다. 'EPG UI'는, 홈서버(870)가 사용자의 감정상태를 기초로 추천하는 방송 프로그램 정보를 말하며, 셋톱박스부(813)를 통해 디지털 TV에서 사용자에게 표시된다.

디지털 TV(815)는 셋톱박스부(813)로부터 전송되는 방송신호를 사용자에게 표시하며, 사용자에게 셋톱박스부(813)로부터 전송되는 EPG UI를 사용자에게 표시 하며, 표시되는 EPG UI를 보고 사용자가 선택하는 프로그램 정보를 셋톱박스부(813)로 전송한다.

홈서버(870)는 네트워크(890)를 통해 사용자모니터(801)로부터 사용자의 감정상태를 전달받아 사용자가 TV방송을 시청하고 있는 경우, 적절한 방송프로그램을 선택할 수 있도록 사용자에게 방송정보를 제공한다.

홈서버(870)는 데이터베이스부(871)를 포함한다. 다만, 데이터베이스부(871)는 홈서버(870)의 외부에 설치될 수 있다.

데이터베이스부(871)에는 소정 기간이상의 사용자의 감정상태별 사용자의 선호 방송프로그램 정보가 사용자별로 데이터베이스화 되어있다.

홈서버(870)는 사용자모니터(801)로부터 사용자의 감정상태를 수신하고, 셋톱박스부(813)로부터 EPG신호를 수신하여 저장한다.

홈서버(870)는 사용자의 감정상태를 수신하면, 셋톱박스부(813)에게 사용자가 현재 시청중인 채널정보를 요청하고, 이 채널정보를 기초로 저장된 EPG신호로부터 현재의 방송프로그램을 확인한다.

홈서버(870)는 해당 방송 프로그램의 Description을 셋톱박스부(813)로부터 수신하여 해당 방송 프로그램의 장르(genre)를 결정한다. 이렇게 결정된 방송 프로그램의 장르를 'P값'(P value)이라 한다. P값의 종류에는 드라마, 영화, 오락, 쇼핑, 스포츠, 음악, 게임, 뉴스 등을 포함하며, 세분화 될수록 바람직하다. 홈서버(870)가 P값을 결정하는 방법은 아래에서 다시 설명한다.

홈서버(870)는 사용자 ID, 감정상태, 저장시간 및 현재 시청중인 방송의 P값 을 데이터베이스부(871)에 저장한다. 또한 이러한 데이터의 저장과 별도로, 홈서버(870)는 현재까지 데이터베이스부(871)에 저장된 데이터를 기초로, 해당 감정상태일때 사용자의 가장 선호 P값을 추출한다. 홈서버(870)는 추출된 P값에 맞는 방송이 있는지를 EPG 신호를 통해 검색하여 EPG UI를 생성하고, 생성된 EPG UI를 셋톱박스부(813)에게 전송한다. 바람직하게는, 현재 시간으로부터 소정시간이내에 해당 추출된 P값에 대응되는 프로그램이 없으면 EPG UI를 생성하지 아니한다.

도 9는 도 8에 도시된 방송정보 제공시스템에 따라 디지털 TV에 표시될 수 있는 EPG UI의 일 예를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, a는 EPG UI이며, b는 사용자의 감정상태를 단계별로 대응하여 표시한 것이다. 예시된 '관심/재미'는 사용자의 감정상태가 2단계인 경우를 예로 든것이다. c는 사용자 감정상태가 2단계인 경우 데이터베이스부(871)로부터 추출된 사용자의 선호하는 P값에 해당하는, 현재 방송되거나 방송될 프로그램의 목록이다. 사용자는 해당 프로그램을 선택함으로써 해당 방송을 시청할 수 있다.

이하에서는 홈서버(870)가 P값을 결정하는 방법을 설명한다.

홈서버(870)는 현재 방송되는 프로그램 또는 EPG신호 상의 Description을 통해 해당 프로그램의 P값이 무엇인지를 확인할 수 있다. 그 방법은 각 P값별로 대표되는 키워드(key word)를 저장한 키워드 테이블을 저장하고 업데이트함으로써, 해당 방송 프로그램의 Description에서 키워드 검색을 하여 대응되는 P값을 구한다. 다음의 표 3은 P값별 키워드의 일 예를 보인다.

P값	키워드
스포츠	스포츠, 야구,축구, 농구, 올림픽, 메이저리그, 아시안게임..
영화	영화, 명화, 극장, 비디오
드라마	드라마, 연속극, 미니시리즈
뉴스	뉴스, 일기예보, 앵커, 기상캐스터
오락	오락, 코메디, 개그, 토크쇼, 쇼...
음악	음악, 가요
쇼핑	쇼핑, 쇼핑호스트
게임	게임...
...	...

이하에서는 도 10을 이용하여 본 발명의 방송정보 제공시스템(800)의 동작을 설명한다.

사용자모니터(801)는 사용자의 피부전도도와 심박을 측정하여 4단계의 사용자의 감정상태 중에서 해당되는 감정상태를 판단하여 주기적으로 홈서버(870)에게 전송한다(S1001).

홈서버(870)는 적어도 하나의 사용자모니터(801)로부터 사용자의 감정상태를 수신하면, 데이터베이스부(871)로부터 해당 사용자의 감정상태에서의 가장 선호하는 P값을 추출한다. 홈서버(870)는 추출한 P값에 대응되는 방송 프로그램인 EPG UI를 EPG신호를 통해 검색한다. 이를 위해, 홈서버(870)는 EPG 신호의 각 방송 프로그램에 대응되는 Description에 대하여 표 3의 키워드 테이블의 키워드 검색을 하여 각 방송 프로그램의 P값을 결정하고, 이 중에서 추출된 P값에 EPG UI를 검색한다.

또한 홈서버(870)는 현재 사용자의 감정상태, 현재 시청중인 방송프로그램의 P값을 데이터베이스부(871)에 저장하여 데이터베이스하한다(S1003).

홈서버(870)는 검색된 EPG UI를 셋톱박스부(813)에게 전송하며, 셋톱박스부(813)는 수신한 EPG UI를 디지털 TV(815)로 전송되는 방송신호에 삽입한다. 디지털 TV(815)는 수신한 EPG UI를 사용자에게 표시하고, 사용자의 방송 프로그램 선택을 기다린다(S1005).

이러한 방법에 의하여 본 발명의 방송정보 제공시스템(800)이 동작한다. 디지털 TV(815)는 사용자의 방송 프로그램 선택을 입력받아 해당 방송 프로그램 정보를 셋톱박스부(813)에게 전송하여 셋톱박스부(813)로 하여금 디지털 TV(815)로 전송되는 방송 채널을 변경할 수 있으며, 나아가 직접 사용자가 해당 방송 프로그램이 속한 채널로 변경하는 명령을 셋톱박스부(813)에게 직접 할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 사용자의 피부전도도 정보 및 심박정보를 이용하여 홈 네트워크 내의 각종 시스템을 사용자의 수면상태 및 감정상태에 따라 제어할 수 있다.

수면자의 수면단계별 최적의 수면환경을 분석하고 분석된 자료를 기초로 수면 중에 있는 사용자를 위해 홈설비를 제어할 수 있다.

이러한 홈 설비의 제어는 수면단계별로 적어도 하나의 사용자마다 별도로 관리되고 데이터베이스화 함으로써 사용자별로 최적의 수면환경을 구현할 수 있다.

또한 본 발명의 수면환경 제어시스템은, 사용자의 수면단계 및 수면 중 스트레스를 판단하기 위하여 뇌파측정기와 같은 장비를 별도로 머리에 착용해야 하는 불편을 제거하고, 피부전도도 및 수면중 심박을 이용함에 따라 간단한 장비를 손목 이나 발목 등에 착용함으로써 사용자의 숙면을 방해하지 아니할 수 있다.

나아가 아로마(arama) 요법을 적용함으로써 수면자의 스트레스를 보다 최소화 할 수 있다.

방송정보 제공시스템에 의하면, 사용자에게 감정상태에 따라 보다 안락하고 편안하며, 감정상태에 따른 세심한 방송시청이 될 수 있는 환경을 제공한다. 또한 사용자에게 일정정보 만을 제공토록 함으로써 강제적인 제어로 의한 사용자의 반감을 줄일 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

적어도 하나의 사용자의 피부전도도에 의한 각성상태여부와 심박변화에 의한 스트레스 지수를 포함하는 사용자정보를 주기적으로 출력하는 헬스모니터;

주기적으로 수신한 상기 사용자정보를 데이터베이스하고 이를 토대로 설비제어명령을 출력하는 홈서버(server);

상기 설비제어명령을 입력받아 상기 적어도 하나의 사용자를 위한 홈 내 환경을 조절하는 홈설비시스템;

상기 홈서버의 요청에 따라 홈내의 온도, 습도, 조도정보 중 적어도 하나를 포함하는 홈상태정보를 상기 홈서버에게 출력하는 센서(sensor)시스템; 및

상기 홈서버, 상기 헬스모니터, 상기 센서시스템 및 상기 홈설비시스템이 접속되는 네트워크;를 포함하고,

상기 홈서버는, 상기 사용자정보 중 상기 피부전도도를 기준으로 분류한 수면 중인 상기 사용자의 수면단계에 관한 정보와 상기 스트레스 지수를 포함하는 수면정보를 상기 홈상태정보와 함께 데이터베이스화하여, 상기 수면단계별 수면환경을 설정하고,

상기 홈설비시스템은, 상기 수면환경에 따른 상기 설비제어명령을 입력받아 상기 적어도 하나의 사용자의 홈 내의 온도, 습도 및 조도중 적어도 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,

상기 네트워크는, 무선 네트워크로, 무선랜(WLAN) 및 개인용무선네트워크(WPAN: Wireless Personal Area Network) 중 하나인 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 1항에 있어서,

상기 홈서버는, 소정 기간이상 데이터베이스화 된 상기 수면정보와 상기 홈상태정보에서 상기 스트레스 지수가 소정 값 이하인 경우의 각 홈상태정보의 평균값을 상기 수면단계별로 구함으로써 상기 수면환경을 판단하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 5항에 있어서,

상기 홈서버는,

상기 수면정보 및 상기 홈상태정보를 저장하여 데이터베이스화 하는 데이터베이스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 6항에 있어서,

상기 데이터베이스부는, 상기 수면단계, 스트레스 지수, 홈상태정보 및 상기 수신시간을 포함하는 제어결과정보를 하나의 단위로 저장하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 7항에 있어서,

상기 평균값은, 상기 수면단계별로 정열한 상기 제어결과정보들 중에서 상기 스트레스 지수가 상기 소정 값 이하인 제어결과정보를 추출하여, 상기 추출된 제어 결과정보의 온도, 습도, 조도정보 각각의 평균값인 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 5항에 있어서,

상기 설비제어명령의 출력은, 상기 수면단계에 따른 상기 홈상태정보가 상기 평균값이 되도록 상기 홈설비시스템을 제어하기 위한 것임을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 9항에 있어서,

상기 설비제어명령의 출력은, 상기 수면단계가 바뀌지 않는 한 유지되는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 1항에 있어서,

상기 수면단계는, 저항값으로 측정되는 상기 피부전도도의 최초 소정 시간의 평균값을 기준으로 이후에 나오는 값의 비를 구하여 소정 개수의 단계로 구분된 것임을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 1항에 있어서,

상기 스트레스 지수는, 심전도 파형 중 R파 또는 광전용적맥파(PPG: photoplethysmography)의 최고 피크 간의 간격으로부터 심장박동수의 변화(HRV :Heart Rate Variability)를 측정하고 이를 주파수 변환분석 방법에 의한 것임을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 1항에 있어서,

상기 센서시스템은,

상기 네트워크에 접속하여 상기 홈서버의 요청에 따라 상기 홈상태정보를 출력하는 센서제어기; 및

상기 사용자의 수면 공간의 온도, 습도, 및 조도 중 적어도 어느 하나를 측정하여 상기 센서제어기로 출력하는 적어도 하나의 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 1항에 있어서,

상기 홈설비시스템은,

상기 홈서버의 설비제어명령에 따라 상기 사용자의 수면공간의 공기의 온도 및 습도를 제어하는 적어도 하나의 공조기;

상기 홈서버의 설비제어명령에 따라 상기 사용자의 수면공간의 바닥의 온도를 제어하는 적어도 하나의 보일러; 및

상기 홈서버의 설비제어명령에 따라 상기 사용자의 수면공간의 조도를 제어하는 적어도 하나의 조명기기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 1항에 있어서,

상기 스트레스 지수가 소정 값 이상인 경우 행해지는 상기 홈서버의 분사명령에 따라 상기 사용자의 수면공간에 스트레스를 감소시키기 위한 아로마(aroma)를 분사하는 아로마분사장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 15항에 있어서,

상기 홈서버는,

기 설정된 사용자의 기상시간이 되면 상기 아로마분사장치로 각성성분 있는 아로마의 분사명령을 하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
적어도 하나의 사용자의 피부전도도에 의한 각성상태여부와 심박변화에 의한 스트레스 지수를 포함하는 사용자정보를 주기적으로 출력하는 사용자모니터;

주기적으로 수신한 상기 사용자정보를 데이터베이스하고 이를 토대로 설비제어명령을 출력하는 홈서버(server); 및

상기 설비제어명령을 입력받아 상기 적어도 하나의 사용자를 위한 홈 내 환경을 조절하는 홈설비시스템을 포함하며,

상기 사용자정보는 상기 각성상태여부와 상기 스트레스지수를 기준으로 소정의 단계로 구분한 사용자의 감정상태를 포함하고,

상기 홈설비시스템은, 상기 설비제어명령에 따라 디지털 TV(TeleVision) 방송신호, 상기 방송신호에 대한 소정의 정보, 영상신호 및 음성신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 17항에 있어서,

상기 홈설비시스템은,

방송되는 프로그램 정보인 EPG(Electric Program Guide)신호를 포함하는 상 기 디지털 TV 방송신호를 수신하는 튜너(tuner)부;

상기 홈서버의 요청에 따라 상기 EPG신호를 출력하고, 상기 감정상태를 기초로한 추천 방송 프로그램 정보인 EPG UI를 포함하는 상기 설비제어명령을 수신하고 상기 EPG UI를 상기 방송신호에 삽입하는 셋톱박스(Set Top Box)부; 및

상기 셋톱박스부에서 복호되어 출력되는 상기 방송신호에 따라 상기 사용자에게 상기 EPG UI와 상기 방송신호를 출력하는 디지털 TV;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 18항에 있어서,

상기 홈서버는 상기 감정상태의 수신시점에서 상기 사용자가 시청중인 상기 방송의 장르(genre) 및 상기 감정상태를 데이터베이스화 하되,

상기 방송 장르는, 상기 EPG신호에 포함된 각 프로그램별 상세정보인 설명정보(Description)에 대하여 상기 방송 장르별로 대표되는 키워드 검색을 함으로써 분류하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 19항에 있어서,

상기 EPG UI는, 상기 EPG신호로부터 추출한 이후의 방송 프로그램 중에서, 상기 데이터베이스화된 방송 장르 중에서 상기 감정상태에서 가장 많이 저장된 방송장르와 동일한 방송 프로그램 정보인 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
제 20항에 있어서,

상기 디지털 TV는, 출력되는 EPG UI에 포함된 방송 프로그램 중 어느 하나에 대한 선택명령을 입력받아 해당 선택정보를 상기 셋톱박스부로 출력하고, 상기 셋톱박스부가 상기 선택정보를 기초로 변경한 방송채널의 방송을 출력하는 것을 특징으로 하는 홈 제어시스템.
적어도 하나의 사용자의 피부전도도에 의한 각성상태여부와 심박변화에 의한 스트레스 지수를 포함하는 사용자정보를 헬스모니터가 주기적으로 수신하는 단계;

주기적으로 수신한 상기 사용자정보를 홈서버가 데이터베이스로 구축하는 단계; 및

상기 홈서버가 상기 데이터베이스를 기초로 설비제어명령을 출력하여 홈 내의 온도, 습도 및 조도 중 적어도 어느 하나를 제어하거나 TV 방송정보를 제공하여 상기 사용자의 홈 내 환경을 제어하는 단계;를 포함하고,

상기 사용자정보는, 상기 피부전도도를 기준으로 분류한 수면 중에 있는 상기 사용자의 수면단계에 관한 정보와 상기 스트레스 지수를 포함하는 수면정보이고,

상기 데이터베이스를 구축하는 단계는, 상기 수면정보를 수신한 후 홈내의 온도, 습도, 조도정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 홈상태정보를 요청하고 수신하여 상기 수면정보와 함께 수신시간을 기준으로 저장하여 데이터베이스화하고,

상기 제어하는 단계는, 상기 사용자의 수면단계별 수면환경을 판단하여 상기 설비제어명령을 출력하는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
삭제
제 22항에 있어서,

상기 제어하는 단계는, 소정 기간이상 데이터베이스화 된 상기 수면정보와 상기 홈상태정보에서 상기 스트레스 지수가 소정 값 이하인 경우의 각 홈상태정보의 평균값을 상기 수면단계별로 구함으로써 상기 수면환경의 판단이 이루어지는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 22항에 있어서,

상기 데이터베이스는, 상기 수면단계, 스트레스 지수, 홈상태정보 및 상기 수신시간을 포함하는 제어결과정보를 하나의 단위로 저장하는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 25항에 있어서,

상기 평균값은, 상기 수면단계별로 정열한 상기 제어결과정보들 중에서 상기 스트레스 지수가 상기 소정 값 이하인 제어결과정보를 추출하여, 상기 추출된 제어결과정보의 온도, 습도, 조도정보 각각의 평균값인 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 24항에 있어서,

상기 설비제어명령의 출력은, 상기 수면단계에 따른 상기 홈상태정보가 상기 평균값이 되도록 하기 위한 것임을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 27항에 있어서,

상기 설비제어명령의 출력은, 상기 수면단계가 바뀌지 않는 한 유지되는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 22항에 있어서,

상기 수면단계는, 저항값으로 측정되는 상기 피부전도도의 최초 소정 시간의 평균값을 기준으로 이후에 나오는 값의 비를 구하여 소정 개수의 단계로 구분된 것임을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 22항에 있어서,

상기 스트레스 지수는, 심전도 파형 중 R파 또는 광전용적맥파(PPG)의 최고 피크 간의 간격으로부터 심장박동수의 변화(HRV)를 측정하고 이를 주파수 변환분석 방법에 의한 것임을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 22항에 있어서,

상기 스트레스 지수가 소정 값 이상인 경우 행해지는 경우 상기 사용자의 수면공간에 스트레스를 감소시키기 위한 아로마를 분사하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 22항에 있어서,

기 설정된 사용자의 기상시간이 되면 각성성분 있는 아로마를 분사하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
적어도 하나의 사용자의 피부전도도에 의한 각성상태여부와 심박변화에 의한 스트레스 지수를 포함하는 사용자정보를 사용자모니터가 주기적으로 수신하는 단계;

주기적으로 수신한 상기 사용자정보를 홈서버가 데이터베이스로 구축하는 단계; 및

상기 홈서버가 상기 데이터베이스를 기초로 설비제어명령을 출력하여 홈 내의 온도, 습도 및 조도 중 적어도 어느 하나를 제어하거나 TV 방송정보를 제공하여 상기 사용자의 홈 내 환경을 제어하는 단계;를 포함하고,

상기 제어하는 단계는,

방송되는 프로그램 정보인 EPG(Electric Program Guide)신호를 포함하는 디지털 방송신호를 튜너가 수신하는 단계;

셋톱박스가 상기 감정상태를 기초로한 추천 방송 프로그램 정보인 EPG UI를 포함하는 상기 설비제어명령을 수신하여 상기 EPG UI를 상기 방송신호에 삽입하는 단계; 및

디지털 TV가 복호된 상기 방송신호에 따라 상기 사용자에게 상기 EPG UI와 영상신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 33항에 있어서,

상기 데이터베이스는 상기 감정상태의 수신시점에서 상기 사용자가 시청중인 상기 방송 장르(genre) 및 상기 감정상태를 상기 수신시점을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 33항에 있어서,

상기 방송 장르는, 상기 EPG신호에 포함된 각 프로그램별 상세정보인 설명정보(Description)에 대하여 상기 방송 장르별로 대표되는 키워드 검색을 함으로써 분류하는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 35항에 있어서,

상기 EPG UI는, 상기 EPG신호로부터 추출한 이후의 방송 프로그램 중에서, 상기 데이터베이스화된 방송 장르 중에서 상기 감정상태에서 가장 많이 저장된 방송장르와 동일한 방송 프로그램 정보인 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.
제 36항에 있어서,

상기 출력하는 단계는, 출력되는 EPG UI에 포함된 방송 프로그램 중 어느 하나에 대한 상기 사용자의 선택명령을 입력받아 상기 선택명령을 기초로 변경한 방송채널의 방송을 출력하는 것을 특징으로 하는 홈 제어방법.