KR100738160B1 - 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템 - Google Patents

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신승중
김정곤
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학교법인 한세대학교
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Abstract

본원발명을 재활시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 사용자의 재활운동에 따른 사용자의 신체상태 정보와 운동량을 측정하여 운동처방을 수행하는 것에 의하여 사용자의 재활치료를 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것으로서,
사용자의 신체정보를 측정하여 전송하고 운동기구노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식으로 통신을 수행하는 사용자노드와; 운동기구의 운동상태 정보를 측정하여 전송하고 상기 사용자노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식으로 통신을 수행하며, 메인서버의 운동처방에 따른 운동설정 값으로 운동기구의 동작을 설정하는 운동기구노드와; 상기 사용자노드 및 운동기구노드와의 유비쿼터스 방식의 알에프(RF) 통신을 수행하는 서버노드와; 상기 서버노드를 통해 상기 사용자노드와 상기 운동기구노드의 전송 데이터를 수신한 후 상기 사용자에 대한 운동처방을 생성하여 사용자의 운동상태 측정정보 및 운동처방 정보를 저장하고, 상기 운동처방에 따른 상기 운동기구의 제어 신호를 상기 운동기구노드로 출력하는 메인서버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
재활, 유비쿼터스, 지그비, 사용자노드, 운동기구노드, 메인서버, 운동처방

Description

유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템{BASED ON THE UBIQUTOUS SENSOR NETWORK}
도 1은 본원발명의 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템의 개략적인 블록 구성도이고,
도 2는 사용자 노드의 구성을 나타내는 블록 구성도이며,
도 3은 운동기구 노드의 구성을 나타내는 블록 구성도이고,
도 4는 서버노드의 구성을 나타내는 블록 구성도이며,
도 5는 메인서버의 구성을 나타내는 블록 구성도이고,
도 6은 본원발명의 재활시스템의 구성 예를 나타내는 도면이며,
도 7은 상술한 바와 같은 본원발명의 재활시스템의 동작과정을 나타내는 순서도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *
100: 사용자노드
110: 가속도 센서 120: 신체센서
130: 사용자노드제어부 140: 알에프부
200: 운동기구노드
210: 가속도센서 220: 통신포트
230: 운동기구노드제어부 240: 알에프부
300: 서버노드
310: 알에프부(310)와; 320: 서버노드제어부
330: 입출력포트
400: 메인서버
410: 관리모듈 420: 서버모듈
430: 웹서버모듈 440: 데이터베이스
500: 인터넷 600: 인터넷 접속컴퓨터
본원발명을 재활시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 사용자의 재활운동에 따른 사용자의 신체상태 정보와 운동량을 측정하여 운동처방을 수행하는 것에 의하여 사용자의 재활치료를 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템에 관한 것이다.
일반적으로 교통사고나, 안전사고 등이 발생한 경우, 뇌졸증 등의 병을 앓은 후에는 해당 사고 또는 질병의 후유증으로 인해 신체기능을 정상적으로 사용할 수 없게 되는 문제가 발생한다.
이러한 이유로 상술한 바와 같은 질병 또는 사고의 경우에는 다양한 운동기구를 이용하여 신체의 말초신경, 뇌신경 등을 자극하고, 근육의 근력을 강화시키는 것에 의해 신체를 정상상태로 회복시키도록 하는 재활치료를 수행하게 된다. 이때, 재활치료 대상자들은 재활치료사의 도움을 받아서 재활치료를 수행하는 것이 일반적이다.
즉, 종래기술의 경우에는 재활치료 대상자가 혼자서 재활치료를 하는 것은 몸이 불편한 재활치료 대상자에게는 몹시 어려운 일이었으며, 또한 재활치료사에 의하여 재활치료가 수행된 후에는 운동강도에 따른 적정 운동량에 대한 피드백이 없어서 재활치료 대상자에 대한 운동처방 관리를 재활치료사가 일일이 기록하여 분석한 후 수립해야 하므로 그 재활치료시에 많은 번거러움이 뒤따르는 단점을 가진다.
또한 환자들은 자신의 치료 상태 정보를 알기 위해서는 항상 재활치료사 또는 담당 의사와 면담을 수행하여 알 수 있게 되므로 시간적 낭비를 초래하는 단점을 가진다.
따라서, 본원 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 재활시스템의 운동기구와 메인 서버가 유비쿼터스 시스템으로 구현되어 RF 통신을 수행하는 것에 의해 사용자의 운동량을 측정하여 운동처방을 생성한 후 운동기구를 제어할 수 있도록 하며, 사용자의 운동 측정데이터를 가공 저장하여 관리할 수 있도록 구성되는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 재활시스템은, 사용자의 신체정보를 측정하여 전송하고 운동기구노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식으로 통신을 수행하는 사용자노드와; 운동기구의 운동상태 정보를 측정하여 전송하고 상기 사용자노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식으로 통신을 수행하며, 메인서버의 운동처방에 따른 운동설정 값으로 운동기구의 동작을 설정하는 운동기구노드와; 상기 사용자노드 및 운동기구노드와의 유비쿼터스 방식의 알에프(RF) 통신을 수행하는 서버노드와; 상기 서버노드를 통해 상기 사용자노드와 상기 운동기구노드의 전송 데이터를 수신한 후 상기 사용자에 대한 운동처방을 생성하여 사용자의 운동상태 측정정보 및 운동처방 정보를 저장하고, 상기 운동처방에 따른 상기 운동기구의 제어 신호를 상기 운동기구노드로 출력하는 메인서버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 사용자노드는 사용자의 운동상태에 따른 신체상태 정보를 측정하는 것으로서, 상기 사용자의 운동이동을 측정하는 가속도 센서와; 상기 사용자의 신체정보를 측정하는 신체센서와; 상기 가속도센서와 신체센서의 측정데이터를 가공하여 유비쿼터스 신호 방식의 데이터로 변환하여 출력하고, 유비쿼터스 통신을 제어하는 사용자노드제어부와; 상기 사용자노드제어부의 제어에 따라 상기 운동기구노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식의 알에프 통신을 수행하는 알에프부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 구성되는 상기 사용자노드에서 상기 사용자노드제어부는 주기적으로 접근신호를 상기 운동기구노드로 출력하도록 구성된다.
다음으로, 상기 운동기구노드는 사용자의 운동상태에 따른 운동기구의 구동 상태 및 운동기구제어 신호에 따른 운동기구의 동작값을 설정하는 것으로서, 상기 운동기구의 구동상태를 측정하는 가속도센서와; 상기 운동기구의 제어부와 통신을 수행하는 통신포트와; 상기 가속도센서의 측정데이터를 가공하여 유비쿼터스 신호 방식의 데이터로 변환하여 출력하고, 상기 메인서버 전송 운동처방에 따라 상기 운동기구의 동작 값을 설정하며, 유비쿼터스 통신을 제어하는 운동기구노드제어부와; 상기 운동기구노드제어부의 제어에 따라 상기 사용자노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식의 알에프 통신을 수행하는 알에프부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 상기 운동기구노드의 운동기구노드제어부는 상기 사용자노드의 접근신호를 수신한 후 상기 메인서버로 운동처방에 따른 운동기구 제어 정보를 요청하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 메인서버는 사용자의 신체상태 정보 및 운동수행 정보를 수집하여 사용자의 재활운동을 위한 운동처방 및 운동기구의 제어를 수행하고, 사용자의 재활을 위한 운동상태, 운동처방 정보를 인터넷을 통해 사용자에게 제공하는 것으로서 , 운영자에 의한 사용자 등록, 운동처방 제어 명령 입력을 위한 제어 인터페이스를 제공하는 관리모듈과; 상기 사용자노드 및 운동기구노드로 부터 전송되는 데이터를 이용하여 운동처방 정보를 생성하며, 운동처방에 따라 운동기구 제어 신호를 출력하는 서버모듈과; 상기 사용자노드 및 운동기구노드 전송정보, 운동처방 정보를 인터넷을 통해 제공하는 웹서버모듈과; 상기 사용자노드 및 운동기구노드 전송정보, 운동처방 정보를 사용자별로 저장하는 데이터베이스;를 포함하여 구성된다.
상술한 본원발명에서 상기 운동처방은, 고혈압, 당뇨, 비만, 심폐지구력에 의한 운동강도, 근력 운동강도에 대한 처방인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본원발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본원발명의 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템(이하 "재활시스템"이라 함)의 개략적인 블록 구성도이고, 도 2는 사용자 노드(100)의 구성을 나타내는 블록 구성도이며, 도 3은 운동기구 노드(200)의 구성을 나타내는 블록 구성도이고, 도 4는 서버노드(300)의 구성을 나타내는 블록 구성도이고, 도 5는 메인서버(400)의 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본원발명의 재활시스템은, 사용자 신체정보를 측정하여 유비쿼터스 방식으로 송출하는 사용자노드(100)와, 운동기구를 제어하고 운동기구의 구동 정보를 측정하여 유비쿼터스 방식으로 송출하며, 메인서버(400)의 전송 운동처방 정보에 따라 운동기구의 동작값을 설정하는 운동기구노드(200)와; 상기 사용자노드(100) 및 운동기구 노드와 유비쿼터스 방식의 알에프 통신을 수행하는 서버노드(300)와; 서버노드(300)에 의하여 사용자노드(100) 및 운동기구노드(200)와 유비쿼터스 방식의 통신을 수행하여 운동중의 사용자 신체정보, 운동기구 구동 정보를 수신하여 사용자에 대한 운동처방을 수행하는 메인서버(400)를 포함하여 구성되며, 메인서버(400)는 인터넷을 통해 사용자의 운동처방정보, 운동측정 데이터 등의 재활정보를 웹서비스하도록 인터넷망(500)에 접속구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 사용자노드(100)는 사용자의 운동이동을 측정하는 가속도 센서(110)와; 사용자의 체온 심전도 심박수 등의 신체정보를 측정하는 체온센서, 심전도센서, 심박감지센서를 구비한 신체센서(120)와; 가속도센서와 신체센서의 측정데이터를 가공하여 유비쿼터스 신호 방식의 데이터로 변환하여 출력하고, 유비쿼터스 통신을 제어하는 사용자노드제어부(130)와; 사용자노드제어부(130)의 제어에 따라 상기 운동기구노드(200) 및 서버노드(300)와 유비쿼터스 방식의 알에프 통신을 수행하는 알에프부(140);를 포함하여 구성되는 것으로서 각각의 센서를 사용자가 자신의 신체부위에 부착할 수 있도록 휴대형으로 구성되어 사용자의 운동 상태에 따른 신체변화 정보를 측정한 후 서버노드(300)와 통신을 수행하는 것에 의해 메인서버(400)로 전송한다. 상술한 구성을 가지는 사용자노드(100)는 또한 사용자노드제어부(230)가 주기적으로 접근신호를 출력하도록 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 운동기구노드(200)는 운동기구의 구동상태를 측정하는 가속도센서(210)와; 자신이 부착된 운동기구의 제어부와 통신을 수행하기 위하여 구성되는 통신포트(220)와; 가속도센서(210)의 측정데이터를 가공하여 유비쿼터스 신호 방식의 데이터로 변환하여 출력하고, 상기 메인서버(400)가 전송한 운동처방을 수신하여 운동기구의 동작 값을 설정하며, 유비쿼터스 통신을 제어하는 운동기구노드제어부(230)와; 운동기구노드제어부(203)의 제어에 따라 사용자노드(100) 및 서버노드(300)와 유비쿼터스 방식의 알에프 통신을 수행하는 알에프 부(240);를 포함하여 구성된다.
상기 운동기구노드제어부(230)는 상술한 바와 같은 동작 과정 이외에 사용자노드(100)가 출력하는 접근 신호를 감지하여 사용자의 접근을 감지한 후 메인서버로부터 사용자의 운동처방 정보를 요청하여 수신한 후 사용자의 운동처방에 따라 자신이 부착된 운동기구의 동작 값을 설정하도록 동작한다.
또한, 상기 운동기구노드제어부(230)는 사용자가 운동기구를 사용하는 경우 운동기구의 사용 정보를 수집하여 메인서버(400)로 전송하도록 제어한다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 서버노드(300)는 사용자노드(100)와 운동기구노드(200)와 Zigbee 무선방식에 의한 통신을 수행하는 알에프부(310)와; 유비쿼터스 방식의 통신을 제어하는 서버노드제어부(320)와, 메인서버(400)와의 데이터 통신을 위한 입출력포트(330)를 포함하여 구성된다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 메인서버(400)는, 운영자에 의한 사용자 등록, 운동처방 제어 명령 입력을 위한 제어 인터페이스를 제공하는 관리모듈(410)과; 사용자노드(100) 및 운동기구노드(200)로부터 전송되는 데이터를 이용하여 사용자별 운동처방 정보를 생성하며, 운동처방에 따라 운동기구 제어 신호를 출력하는 서버모듈(420)과; 사용자노드(100) 및 운동기구노드(200) 전송정보, 운동처방 정보를 인터넷을 통해 제공하는 웹서버모듈(430)과; 사용자노드(100) 및 운동기구노드(200) 전송정보, 운동처방 정보를 사용자별로 저장하는 데이터베이스(440);를 포함하여 구성된다.
상술한 바와 같이 구성되는 메인서버(400)는 관리모듈(410)에 의하여 운영자가 사용자 정보를 입력할 수 있도록 한다. 이때 입력되는 사용자 정보는 사용자의 연령, 이름 등의 신상정보와, 운동목적, 질병 정보 및 신장, 키 등의 신체정보, 운동목적에 따라 처방된 운동 스케쥴 정보 등이다.
그리고 메인서버(400)의 서버모듈(420)은 사용자노드(100)로부터 전송되는 운동 도중에 수집된 사용자 신체정보와 운동기구노드(200)로부터 전송되는 운동기구 정보를 수신한 후 운동에 따른 사용자의 생체데이터를 분석하여 저장하고, 분석된 생체데이터를 이용하여 운동처방 정보 및 운동기구 제어 정보를 생성한 후 통계 처리하여 데이터베이스(440)에 저장한다. 이 후 서버모듈(320)은 상술한 바와 같이 분석된 정보에 의해 생성된 사용자의 운동처방 정보와 운동처방 정보에 따른 운동기구 제어 정보를 운동기구노드(200)로 전송하여 사용자의 운동중에 운동기구의 적정 운동 강도를 유지하도록 제어한다. 상술한 서버모듈(320)은 또한 이러한 사용자의 운동 과정 중에 사용자노드(100)로부터 전송되는 데이터를 분석하여 비상 여부를 판단하여 비상시에는 경고 신호를 생성하여 출력하는 것에 의해 사용자가 무리한 운동을 수행하는 것을 방지한다.
이때 서버모듈(420)에 의한 운동처방은 사용자별 사전 신체검사 및 의학검사를 시행한 후 사용자의 현재 상태를 진단하여 운동처방을 내리며, 운동기구노드 및 사용자노드를 이용하여 운동중인 사용자에 대한 체력검사와 운동부하검사를 수행하여 운동의 적합여부를 판단하고, 이 후 운동처방을 재조정하는 방식으로 수행된다. 이러한 과정에 의하여 사용자의 개개인의 운동 유형, 강도, 지속시간, 빈도 등의 자료를 이용하여 얻어지게 되며, 이러한 정보를 토대로 사용자별로 최적의 운동처방을 내릴 수 있게 된다.
이러한 운동 처방은 고혈압, 당뇨, 비만 등의 사용자 신체 상태 정보를 이용하여 얻어질 수 있다. 각각을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
<고혈압>
지구성 운동이 적합하며, 이를 위해 트레이드밀, 사이클 등의 운동 기구를 이용하도록 하고 근력운동은 혈압을 상승시키기 때문에 적합하지 않은 운동으로 처방될 수 있다. 그리고 운동 강도는 VO2max 40 ~ 70% 수준에서 운동을 수행하도록 하며(ACSM, 1995), 운동빈도와 시간은 14 ~ 20Kcal/Kg/week이 권장되고(Gordon. 1990), 일일 운동량(Kcal/day)은 20 * 체중 / 주당 가능한 운동 횟수의 식에 의해 권장된 운동빈도와 시간을 충족하도록 처방될 수 있다.
<당뇨>
당뇨의 경우 신체활동의 부족과 체력의 저하와 관계가 있으며(Kriska, 1994), 운동이 인슐린 저항을 치료하고 예방하는데 효과가 있으므로, 운동형태는 지구성 운동이 주 운동으로 하고, 가벼운 무게의 웨이트 트레이닝을 수행하도록 할 수 있으며, 운동 강도는 지구력 운동은 50%의 VO2max(Braun, 1995)로, 근력운동은 15RM, 10회*2세트 등으로 처방될 수 있다.
<비만증>
비만증의 경우에는 유산소 운동과 저강도의 웨이트 트레이닝의 운동형태로서, 운동강도는 지방의 소비량이 가장 많은 VO2max의 50%로, 근력 운동은 15RM, 10회 * 2세트로, 운동빈도는 주당 3회 이상(한국체육과학연구원, 2000)으로 수행하도록 설정될 수 있다.
서버모듈은 또한 상술한 바와 같은 운동처방을 위한 심폐지구력, 근력 등의 운동강도를 연산한다. 이를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
<심폐지구력>
심폐지구력은 산소섭취량을 이용하는 경우에는 최대산소섭취량의 50 ~ 70%를 유지하도록 한다. 그리고 심박수를 이용한 운동강도의 결정인 경우에는 HRmax = 220 - 나이로 산출한다. 이때 목표 심박수 (THR) = {최대심박수 - 안정시심박수} * 운동강도(0.6 - 0.75) + 안정시 심박수로 얻을 수 있다.
그리고 심박수를 이용한 상대적인 VO2max(David Swain,. 1994)은
남성: VO2max(ml/kg/mim)= 111.3 - (0.42 * 분당심박수)
여성: VO2max(ml/kg/mim)= 65.81 - (0.1847 * 분당심박수)로 얻을 수 있다.
그리고 심폐지구력에 따른 적정운동 강도는 X%VO2max(Swain. 1999)로 설정될 수 있다. 여기서 X%VO2max = (X/100)*(VO2max - 3.5ml/kg/min) + 3.5ml/kg/min으로 나타내어진다.
<근력>
1RM(최대근력)은 운동강도 및 운동부하량 산정에 기준이되며, 직접 산출 방법은 정확한 무게의 산정이 가능하나 상해의 위험이 있으므로 간접 산출 방법을 사용한다.
간접산출 방법은 다음과 같이 산출된다.
1RM = W0 + W1
W1 = W0 + 0.025 + R
여기서 W0는 충분한 준비운동 후 약간 무겁다고 생각되는 중량을 말하는 것으로서 이는 정해진 값이 아닌 사용자의 느낌에 의해 결정되는 값이다. 그리고 R은 반복 회수를 나타낸다. 상술한 최대근력은 멀티플-RM 검사를 수행하는 것에 의해 더욱 정확하게 추정될 수 있다.
상기 메인서버(400)의 웹서버모듈(430)은 서버모듈(420)에 의하여 사용자의 운동 도중에 수집된 사용자 신체정보와 운동기구 정보 및 통계처리 정보를 저장하는 데이터베이스(440)에 저장정보를 인터넷을 통해 인터넷접속단말기(600)를 이용하여 사용자가 확인할 수 있도록 하는 웹서비스를 제공한다.
상기 메인서버(400)의 데이터베이스(440)는 상술한 바와 같이, 사용자 정보 및 서버모듈(420)에 의하여 사용자의 운동 도중에 수집된 사용자 신체정보와 운동기구 정보 및 통계처리 정보를 저장하며, 웹서버모듈(430)과 연동하여 인터넷 상에서 사용자가 사용자의 운동 도중에 수집된 사용자 신체정보와 운동기구 정보 및 통계처리 정보를 확인할 수 있도록 하는 데이터를 제공한다.
상술한 바와 같이 구성되는 본원발명의 재활시스템은 사용자노드(100)와 운동기구 노드(200)가 사용자의 운동량과 생체데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 Zigbee 무선 방식으로 서버노드(300)를 경유하여 실시간으로 메인서버(400)로 전송한다. 메인서버(400)는 수신된 데이터를 분석 가공하여 환자 개개인의 특성화된 최적의 운동처방을 제공하며, 수집된 데이터, 운동처방데이터를 데이터베이스(440)에 저장하는 것에 의해 사용자들이 인터넷 상에서 언제 어디서나 자신의 운동 중의 수집된 데이터, 메인서버에 의해 분석된 데이터 및 운동처방 정보를 열람할 수 있게 된다.
도 6은 본원발명의 재활시스템의 구성 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 상술한 바와 같은 본원발명의 재활시스템의 동작과정을 나타내는 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본원발명의 재활시스템은 재활시스템의 동작을 위하여 재활시스템에 구비되는 운동기구에 운동기구노드(200)가 설치되고, 사용자에게는 사용자노드(100)가 부여된다. 사용자는 사용자노드(100)의 신체센서를 피부의 적절한 위치에 부착하게 된다.
이 후 본원발명의 재활시스템이 동작하게 되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 사용자노드(100)를 부착한 사용자가 운동기구에 접근하면 운동기구노드(200)는 사용자의 접근을 인식한 후 메인서버(400)로 사용자의 운동처방 정보에 따른 운동기구 제어정보를 요청한다(S1).
운동처방 정보 요청을 수신한 메인서버(400)는 데이터베이스(440)에 사용자별로 저장된 정보에서 사용자 운동처방 정보에 따른 운동기구 제어 정보를 추출한 후 운동기구노드(200)로 전송한다. 이때, 초기 사용자 운동처방 정보에 따른 운동기구 제어 정보는 관리모듈(410)을 통해 운영자에 의해 입력되어 저장될 수 있다(S2).
S2 과정에 의하여 운동기구 제어 정보를 수신한 운동기구노드(200)는 운동기구의 제어부와 통신을 수행하여 운동기구 동작 값을 설정한다(S3).
S3 과정 이후 사용자가 해당 운동기구를 이용한 운동을 수행하는 경우 운동기구는 운동기구 제어 정보에 의해 설정된 동작값에 따라 부하를 유지하는 등에 의해 사용자의 운동이 운동처방에 따라 수행되도록 한다. 그리고 이러한 운동 수행과정에서 사용자노드(100)는 사용자의 심박수, 체온, 심전도 등의 신체정보를 수집하여 메인서버(400)로 전송하고, 운동기구노드(200)는 사용자의 운동횟수, 부하 정보, 운동 중의 사용자 근력 정보 등의 운동기구 구동 정보를 검출하여 메인서버(400)로 전송한다. 이때 사용자 근력 정보는 유압운동기구의 경우 운동기구의 제어부에 의해 측정된 값이 운동기구노드(200)를 통해 메인서버로 전송되록 구성될 수 있다(S4).
S4 과정에 의해 사용자의 운동 중의 사용자 신체상태 정보와 운동기구노드(200)에 의한 운동기구 구동정보를 수신한 메인서버(400)의 서버모듈(420)은 도 4의 설명에서와 같은 당뇨, 비만 등의 신체 상태에 따른 심페기능 및 근력을 분석하여 적절한 운동처방 정보를 생성한 후 데이터베이스(440)의 사용자 정보를 갱신 한다. 그리고 이 과정에서 메인서버(400)의 서버모듈(420)은 사용자의 운동상태가 사용자에게 무리한 것인지의 여부를 판단하여 사용자에게 무리한 부하를 주는 경우에는 경고신호를 사용자노드(100) 및 운동기구노드(200)로 전송하여 운동을 중단시키거나, 운동량을 감소시키도록 동작한다(S5).
이러한 과정을 반복 수행하는 것에 의해 본원발명의 재활시스템은 사용자에 가장 적합한 운동처방을 내릴 수 있게 된다.
상술한 본원발명은 유비쿼터스 네트워크를 이용하여 사용자의 재활 기기(운동기구) 사용 데이터를 수집하는 것에 의해 사용자에 적합한 운동처방을 내릴 수 있으며, 또한 사용자의 운동처방에 따른 운동정보를 수집하여 운동기구 제어정보를 생성하는 것에 의하여 장애우 등의 재활이 필요한 사용자가 다른 이의 도움 없이도 재활치료를 수행할 수 있도록 하는 것에 의해 재활치료의 효과를 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본원발명은 사용자의 재활을 위한 운동 정보 및 재활 정보를 체계적으로 관리할 수 있도록 하며, 사용자가 원하는 경우 언제 어디서든지 인터넷을 통하여 자신의 재활 치료의 현황 정보를 확인할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (4)

  1. 사용자의 신체정보를 측정하여 전송하고 운동기구노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식으로 통신을 수행하는 사용자노드와;
    운동기구의 운동상태 정보를 측정하여 전송하고 상기 사용자노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식으로 통신을 수행하는 운동기구노드와;
    상기 사용자노드 및 운동기구노드와의 유비쿼터스 방식의 알에프(RF) 통신을 수행하는 서버노드와;
    상기 서버노드를 통해 상기 사용자노드와 상기 운동기구노드의 전송 데이터를 수신한 후 상기 사용자에 대한 운동처방을 생성하여 사용자의 운동상태 측정정보 및 운동처방 정보를 저장하고, 상기 운동처방에 따른 상기 운동기구의 제어 신호를 상기 운동기구노드로 출력하는 메인서버;를 포함하고,
    상기 운동기구노드는 메인서버의 운동처방에 따른 운동설정 값으로 운동기구의 동작을 설정하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 사용자노드는,
    상기 사용자의 운동이동을 측정하는 가속도 센서와;
    상기 사용자의 신체정보를 측정하는 신체센서와;
    상기 가속도센서와 신체센서의 측정데이터를 가공하여 유비쿼터스 신호 방식 의 데이터로 변환하여 출력하고, 유비쿼터스 통신을 제어하는 사용자노드제어부와;
    상기 사용자노드제어부의 제어에 따라 상기 운동기구노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식의 알에프 통신을 수행하는 알에프부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 운동기구노드는,
    상기 운동기구의 구동상태를 측정하는 가속도센서와;
    상기 운동기구의 제어부와 통신을 수행하는 통신포트와;
    상기 가속도센서의 측정데이터를 가공하여 유비쿼터스 신호 방식의 데이터로 변환하여 출력하고, 상기 메인서버 전송 운동처방에 따라 상기 운동기구의 동작 값을 설정하며, 유비쿼터스 통신을 제어하는 운동기구노드제어부와;
    상기 운동기구노드제어부의 제어에 따라 상기 사용자노드 및 서버노드와 유비쿼터스 방식의 알에프 통신을 수행하는 알에프부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 메인서버는,
    운영자에 의한 사용자 등록, 운동처방 제어 명령 입력을 위한 제어 인터페이스를 제공하는 관리모듈과;
    상기 사용자노드 및 운동기구노드로 부터 전송되는 데이터를 이용하여 운동처방 정보를 생성하며, 운동처방에 따라 운동기구 제어 신호를 출력하는 서버모듈 과;
    상기 사용자노드 및 운동기구노드 전송정보, 운동처방 정보를 인터넷을 통해 제공하는 웹서버모듈과;
    상기 사용자노드 및 운동기구노드 전송정보, 운동처방 정보를 사용자별로 저장하는 데이터베이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 기반 재활시스템.
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