KR100950062B1 - 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노약자들의 가정 내의 환경에서 발생할 수 있는 안전의 문제, 기능적인 공간 사용 문제에 대한 적절한 상황인식 시그널을 모니터링 장치로 구현하여 노약자들이 손쉽게 가정 내의 환경과 위험상황을 인식하고 문제를 해결할 수 있도록 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로서, 가정 내의 각 주변장치의 상태를 감지하거나, 가정 내의 환경 상태를 감지하는 적어도 하나 이상의 감지 센서부와, 상기 감지 센서부에서 감지된 신호를 입력으로 가정 내에서 발생되는 상황을 모니터링하고, 모니터링 결과 위험상황 및 응급상황 발생시에 미리 저장된 상황별 음성정보를 기반으로 내/외부 중 적어도 하나로 발생된 상황을 알리는 홈 네트워크 서버를 포함하는데 있다.

DTMF, 스마트 홈, 모니터링 시스템, 감지센서, 전화번호

Description

노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치 및 그 방법{Apparatus and method for monitoring and alarm service for smart home in olders}

본 발명은 홈 네트워킹 시스템에 관한 것으로, 특히 행동이 불편하거나 제약이 있는 노약자(노인, 장애인 등)들에게 가정 내의 활동에 편리함을 주고, 가정 내의 환경을 자동적으로 체크하는 기능을 갖는 사용이 복잡한 시스템을 노약자의 환경정보 및 편의성, 기능성 및 안정성을 고려한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스를 제공하는 시스템에 관한 것이다.

전자 산업의 발전은 유비쿼터스(ubiquitous) 시대의 도래에 따른 홈 네트워킹 시스템의 중요성이 부각되고 있다. 홈 네트워킹 시스템은 가정 내의 조명, 냉난방, 방재, 방범, 오락 및 통신기능을 하나의 시스템으로 통합하여 제어함으로써 가정을 안락하고, 안전하며, 편리하게 해주는 동시에 에너지 효율을 극대화하여 인간의 생활수준을 향상시키기 위한 기술이다.

최근 초고속 통신망과 인터넷 사용 인구의 급격한 증가에 따라 가정 내 전자식 기기나 설비의 제어와 감시에 인터넷을 이용하려는 움직임이 크게 일고 있다. 물론 인터넷이 보급되기 이전에도 외부에서 전화벨 소리의 개수에 의해 각종 기기들을 제어하고자 하는 노력이 있었으나, 통신방식 등의 한계로 인해 많은 제약이 있었다.

그러나 전력선 통신이나 무선통신 등 각종 유무선 통신 기술이 활발히 보급되면서 네트워크 기반의 홈 네트워킹 시스템에 대한 관심과 수요가 증가하고 있다.

이때, 홈 네트워킹 시스템의 주요 기능으로는 무인경비 기능, 방범 및 방재 기능, 주요시설 모니터링 기능, 원격 검침 기능, 주차 관제 기능 등이 있다.

무인경비 기능은 세대 내에서 현관 또는 공동 현관의 방문자 영상 확인 및 출입을 통제하고 경비실 또는 세대 간의 영상 통화가 가능하도록 한다. 그리고 방범 및 방재 기능은 침입자가 있거나 가스누출 또는 화재 발생시 경보 발생과 동시에 경비실에 통보하도록 하는 것이다. 또한 주요시설 모니터링 기능은 놀이터, 주차장 등의 원격지의 상황을 네트워크를 통하여 실시간 확인이 가능하도록 한다. 또한 원격 검침 기능은 각 세대별 가스, 수도, 난방 등의 실시간 또는 누적 사용량 조회 및 소요비용이 산출되도록 하며, 주차 관제 기능은 경비실은 물론 각 세대에서 차량 출입 확인과 통제를 위한 것이다.

이처럼 홈 네트워킹 시스템은 가정 내 생활의 중요한 정보를 제공하고 자동화에 의한 편리함을 제공해 주기 위하여 많은 전자 장비들이 개발되었다. 따라서 이들은 다양한 그리고 유용한 정보들을 최대한 빠른 시간에 사용자에게 제공하여 사용자에게 편리함을 주는 동시에 재난으로부터도 보호해 준다.

이러한 홈 네트워킹 시스템은 다양하고 유익한 정보를 많이 제공하고 있지 만, 휴먼 인터페이스에 초점을 맞추기보다는 그 기술적 기능에 초점을 맞추고 있어서 기능적으로는 다양한 종류의 기능들이 개발되고 적용되고 있다. 물론 이에 따른 가격상승은 당연한 결과이다.

그러나 노약자들은 이러한 기능적 개발로 적용되는 복잡한 기능들을 받아들이는데 어려움이 있어 시스템의 가격이 고가인데도 불구하고 노인 및 장애인들에게는 그 활용성이 떨어지게 되는 문제점이 있다. 이런데도 불구하고 현재 개발된, 그리고 개발되고 있는 홈 네트워킹 시스템은 계속해서 기술적 기능에만 초점을 맞추어 생산되고 있어서, 자극에 대한 반응시간의 감소, 인지 및 감각 기능의 퇴화 등 여러 가지 원인으로 어려움을 갖는 노약자들에게는 이러한 홈 네트워킹 시스템에 기반하는 전자 장비의 사용은 높은 가격에 따른 부담뿐만 아니라, 그 기능을 활용하는데도 상당한 어려움이 발생될 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 노약자들의 가정 내의 환경에서 발생할 수 있는 안전의 문제, 기능적인 공간 사용 문제에 대한 적절한 상황인식 시그널을 모니터링 장치로 구현하여 노약자들이 손쉽게 가정 내의 환경과 위험상황을 인식하고 문제를 해결할 수 있도록 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 가정 내의 환경에서 위험상황 및 응급상황 발생시에 이중음 다주파수(Dual Tone Multi-Frequency : DTMF)를 발생시켜 저장된 번호로 자동 호 연결을 수행하여 상황에 맞게 녹음된 음성을 통해 발생된 상황을 외부에 알리기 위한 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 주거환경 중 특히 부엌 환경 내에서 노인들이 문제를 쉽게 인지하고 조정할 수 있는 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치의 특징은 가정 내의 각 주변장치의 상태를 감지하거나, 가정 내의 환경 상태를 감지하는 적어도 하나 이상의 감지 센서부와, 상기 감지 센서부에서 감지된 신호를 입력으로 가정 내에서 발생되는 상황을 모니터링하고, 모니터링 결과 위험상황 및 응급상황 발생시에 미리 저장된 상황별 음성정보를 기반으로 내/외부 중 적어도 하나로 발생된 상황을 알리는 홈 네트워크 서버를 포함하는데 있다.

상기 홈 네트워크 서버는 가정에서 생활하는 노약자에게 필요한 생활정보에 기반하는 지정된 시간이 발생시 해당 노약자에게 미리 저장된 상황별 음성정보를 기반으로 내/외부 중 적어도 하나로 발생된 상황을 알리는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 홈 네트워크 서버는 상기 감시 센서부에서 감지된 데이터를 무선방식으로 수신하는 근거리 무선 수신부와, 상기 근거리 무선 수신부에서 수신 된 감지 데이터 및 미리 저장된 사용자별 생활 정보를 기반으로 가정 내의 상황을 모니터링하는 모니터링부와, 상기 모니터링부에서 모니터링된 가정 내의 상황을 화면으로 표시하기 위한 디스플레이부와, 상기 모니터링부에서 모니터링된 상황을 미리 저장된 상황별 음성정보에 기반하여 음성멘트를 생성하는 음성멘트 생성부와, 상기 생성된 음성멘트를 가정 내부로 알리기 위해 출력 수단을 통해 출력하는 오디오 출력부와, 상기 생성된 음성멘트를 외부로 알리기 위해 미리 저장된 전화변호별 주파수 정보를 기반으로 해당 전화번호로 자동 호 연결을 수행하는 전화신호 발생부와, 상기 호 연결된 단말기로 유/무선 통신망을 통해 상기 음성멘트를 전송하는 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 전화신호 발생부는 DTMF(Dual Tone Multi-Frequency)를 발생하는 TP5088을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 방법의 특징은 적어도 하나 이상의 감지 센서부를 이용하여 가정 내의 각 주변장치들의 상태 또는 가정 내의 환경 상태를 감지하는 단계와, 상기 감지된 상태 데이터를 무선망을 통해 입력받아, 미리 저장된 사용자별 생활정보를 기반으로 가정 내의 상황을 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링된 결과를 디스플레이부에 표시하는 단계와, 상기 모니터링된 결과, 가정 내에 응급상황 및 긴급상황이 발생되면, 미리 저장된 상황별 음성정보에 기반하여 음성멘트를 생성하는 단계와, 미리 저장된 상황별 전화번호 정보를 기반으로 발생된 응급상황 및 긴급상황에서 지정된 전화번호를 적어도 하나 이상 검출하는 단계와, 미리 저장된 전화번호별 주파수 정보를 기반으로 이중음 다주파수(Dual Tone Multi-Frequency : DTMF) 신호를 발생시켜 해당 전화번호로 자동 호 연결을 수행하는 단계와, 상기 호 연결된 외부 단말기로 유/무선 통신망을 이용하여 상기 생성된 음성멘트를 전송하는 단계를 포함하는데 있다.

바람직하게 상기 지정되는 전화번호는 우선순위를 통해 2개 이상도 지정하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치 및 그 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 가정 내에서 발생된 응급상황을 전화번호를 통한 자동호출을 이용하여 내/외부로 직접 알림으로서, 시간의 경과 후에 발생되는 위험으로부터 사전 예방할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 휴먼 인터페이스에 초점을 맞춘 홈 네트워킹 시스템으로서 사용자인 노약자에게 특화된 형태를 갖는 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치를 제공하여 노인 및 장애인들에게 보다 편리하고 높은 안전성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 복잡한 기능의 추가보다는 노약자들도 손쉽게 가정 내의 환경과 위험상황을 인식할 수 있도록 휴먼 인터페이스에 초점을 맞춘 홈 네트워킹 시스템의 개발을 통해 가격 부담을 줄이고 활용성을 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다. 참고로 노약자들은 일반인에 비해 청각적, 시각적 반응시간이 느리기 때문에 노약자들에 적합한 반응시간에 대한 정보를 통해 모니터링 및 알림 서비스가 이루어져야만 한다. 따라서 본 발명에서는 일반인을 상대로 하는 모니터링 및 알림 서비스가 아닌 반응시간이 느린 노약자에게 보다 적합한 서비스를 제공하는데 그 요지가 있다.

본 발명에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치의 간략한 구성을 나타낸 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치의 상세 구성을 나타낸 도면이다.

도 1과 같이, 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치는 가정 내의 각 주변장치(가스레인지, 윈도우(창문, 현관문, 가전제품 문 등 가정 내에 구비된 모든 문을 총칭함), 전등, 수도 등)의 상태를 감지하거나, 가정 내의 환경(온도, 습도 등) 상태를 감지하는 적어도 하나 이상의 감지 센서부(100)와, 상기 감지 센서 부(100)에서 감지된 신호를 입력으로 가정 내에서 발생되는 상황을 모니터링하고, 모니터링 결과 위험상황 및 응급상황 발생시에 미리 저장된 상황별 음성정보를 기반으로 내/외부 중 적어도 하나로 발생된 상황을 알리는 홈 네트워크 서버(200)를 포함한다.

이때, 상기 감지 센서부(100)는 도 2와 같이, 가스레인지 주변에 설치되어 검출되는 가스를 감지하는 가스 감지센서(110)와, 각 전등 스위치 또는 전등 주변에 설치되어 전등의 온/오프 여부를 감지하는 광 감지센서(120)와, 수도꼭지 주변에 설치되어 상기 수도꼭지에서 흐르는 물을 감지하는 물 감지센서(130)와, 윈도우 주변에 설치되어 윈도우의 개방상태를 감지하는 윈도우 상태 감지센서(140)와, 가정 내의 벽면 또는 천장에 설치되어 가정 내의 온도 및 습도를 감지하는 온/습도 감지센서(150)를 포함한다.

그리고 상기 홈 네트워크 서버(200)는 도 2와 같이, 근거리 무선 수신부(210), 모니터링부(220), 디스플레이부(230), 음성멘트 생성부(240), 오디오 출력부(250), 전화신호 발생부(260), 통신모듈(270), 저장부(280) 및 키 입력부(290)를 포함한다.

상기 근거리 무선 수신부(210)는 홈 네트워크 서버(200)와 감지 센서부(100)들 간에 무선망으로 연결되어 상기 감지 센서부(100)들에서 감지된 데이터를 홈 네트워크 서버(200)가 수신한다. 여기서 무선망이라 함은 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준으로 가정, 사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 수 m ~ 1 km 내외의 근거리 통신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 매체로서, 바람직하게는 저속 저 전력 무선통식방식인 지그비(ZigBee) 통신방식을 사용한다.

상기 모니터링부(220)는 상기 근거리 무선 수신부(210)에서 수신된 감지 데이터 및 저장부(280)에 저장된 사용자별 생활정보를 기반으로 가정 내의 상황을 모니터링하고, 모니터링 결과 응급상황 및 긴급상황 발생시에 외부로 상황을 알릴 수 있도록 제어한다. 한편 상기 디스플레이부(230)는 상기 모니터링부(220)에서 모니터링된 결과를 화면에 나타낸다.

상기 음성멘트 생성부(240)는 상기 모니터링부(220)에서 모니터링된 결과 응급상황 및 긴급상황이 발생되면, 저장부(280)에 미리 저장된 상황별 음성정보에 기반하여 음성멘트를 생성한다. 이때, 생성되는 음성멘트는 상기 저장부(280)에 저장된 음성 정보를 기반으로 사용자가 선택된 형태를 갖는 멘트를 말한다. 실시예로서 “도움이 필요합니다.”, “응급환자가 발생하였습니다.”, “화재가 발생하였습니다.”, “약 드실 시간입니다.”, “가스밸브를 확인해 주세요”, “현관문이 열려 있습니다.”, “수돗물을 잠거주세요.”등을 말한다. 이때 음성멘트는 사용자에 의해 새로운 멘트가 새롭게 추가될 수 있다.

상기 오디오 출력부(250)는 상기 음성멘트 생성부(240)에서 생성된 음성멘트를 가정 내부로 알리기 위해 스피커 또는 경보기 등의 출력 수단(300)으로 음성 또는 경보음 등으로 출력한다.

또한 상기 전화신호 발생부(260)는 상기 음성멘트 생성부(240)에서 생성된 음성멘트를 가정과 멀리 떨어져 있는 외부로 알리기 위해 저장부(280)에 미리 저장된 전화번호별 주파수 정보를 기반으로 해당 전화번호로 자동 호 연결을 수행한다. 상기 전호번호별 주파수 정보(284)는 전화기 버튼을 누를 때 번호별로 들리는 소리의 주파수인 이중음 다주파수(Dual Tone Multi-Frequency : DTMF) 정보로서, 아래 표 1과 같이 정의된다.

전화번호	출 력
	낮은 주파수(Hz)	높은 주파수(Hz)
1	697	1209
2	697	1336
3	697	1477
4	770	1209
5	770	1336
6	770	1477
7	852	1209
8	852	1336
9	852	1477
0	941	1336

상기 전화신호 발생부(260)는 내부에 DTMF를 발생하는 TP5088을 구비하고, 저장부(280)에 저장된 전화번호별로 표 1을 기반하여 주파수가 높은 신호와 낮은 신호를 합하여 해당 DTMF를 발생시켜 해당 전화번호로 자동 호 연결을 수행한다.

상기 통신모듈(270)은 상기 전화신호 발생부(260)를 통해 호 연결된 단말기로 유/무선 통신망(400)을 통해 상기 음성멘트 생성부(240)에서 생성된 음성멘트를 전송한다. 이처럼 통신모듈(270)은 가정 내부의 상태를 외부로 알려주고자 할 때 음성이나 데이터의 가공과 저장 및 처리를 담당한다. 이때 상기 유/무선 통신망(400)은 전화망, 이동통신망, 인터넷망을 포함하며, 이를 통해 상기 통신모듈(270)은 일반전화기, 이동통신 단말기, 인터넷 단말기 등으로 음성 또는 문자(전자메일, SMS)로 전송한다.

상기 저장부(280)는 사용자의 편리함을 위해 상황별 전화번호 정보(282), 전화번호별 주파수 정보(284), 상황별 음성정보(286) 및 사용자별 생활 정보(288)를 저장하여 가정 내의 위험상황 및 응급상황을 알리는데 손쉽게 할 수 있게 해준다.

상기 상황별 전화번호 정보(282)는 위험상황 또는 응급상황 발생시에 외부단말기로 연결하기 위한 전화번호 정보로서, 실시예로 의료응급상황 발생시 119, 인근병원 전화번호, 지정병원 전화번호, 가족/친인척 전화번호, 이웃 전화번호 등을 말한다. 그리고 상기 전호번호별 주파수 정보(284)는 전화기 버튼을 누를 때 번호별로 들리는 소리의 주파수인 이중음 다주파수(Dual Tone Multi-Frequency : DTMF) 정보를 말한다. 또한 상기 상황별 음성정보(286)는 응급상황 또는 위험상황 발생시에 사용자에게 제공하기 위한 음성 정보로서, 실시예로 상황 발생시 “도움이 필요합니다.”, “응급환자가 발생하였습니다.”, “가스를 차단해 주세요.”, “약 먹을 시간입니다.”등을 말한다. 또한 상기 사용자별 생활정보(288)는 가정에서 생활하는 노약자에게 필요한 생활정보로서, 실시예로서 약복용 시간, 운동 시간, 혈압체크 시간 등을 말한다.

아울러 상기 저장부(280)에 저장된 정보들은 키 입력부(290)를 통해 외부에서 사용자 또는 생산자가 미리 입력하여 설정한다. 이때, 상황별 전화번호 정보(282), 상황별 음성정보(286), 사용자별 생활정보(288)는 사용자에 의해 설정되며, 전화번호별 주파수 정보(284)는 생산자에 의해 설정된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 먼저 적어도 하나 이상의 감지 센서부(100)를 이용하여 가정 내의 각 주변장치들의 상태 또는 가정 내의 환경(온도, 습도 등) 상태 등을 감지한다(S10). 이때, 상기 주변장치의 상태는 가스레인지에서 발생되는 가스의 누출여부, 윈도우(창문, 현관문, 가전제품 문 등 가정 내에 구비된 모든 문을 총칭함)의 개방여부, 전등의 온/오프여부, 수도꼭지의 잠금상태 등 가정 내에 구비되는 주변장치들의 현재 상태를 말한다.

이때, 가스의 누출상태는 주로 가스레인지에서 발생되므로 가스레인지 주변에 가스 감지센서(110)를 설치하여 가스 누출여부를 감지하고, 윈도우의 잠금상태는 윈도우 주변에 윈도우의 개방여부를 감지하는 윈도우 상태 감지센서(140)를 설치하여 윈도우 개방여부를 감지한다. 또한 전등의 온/오프 여부는 전등 스위치 또는 전등 주변에 광 감지센서(120)를 설치하여 전등의 온/오프 여부를 감지하고, 수도꼭지의 잠금상태는 수도꼭지 주변에 물 감지센서(130)를 설치하여 수도꼭지에서 물이 나오는지 안 나오는지를 감지한다. 아울러, 가정 내에 온/습도 감지센서(150)를 설치하여 가정 내의 온도 및 습도를 감지한다. 이는 바람직한 일 실시예로서 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다.

이어, 홈 네트워크 서버(200)는 근거리 무선 수신부(210)를 통해 상기 감지 센서부(100)에서 감지된 상태 데이터를 무선망을 통해 입력받는다(S20). 이때 사용되는 무선망은 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준으로, 바람직하게는 저속 저전력 무선통식방식인 지그비(ZigBee) 통신방식을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 모니터링부(220)는 상기 근거리 무선 수신부(210)에서 수신된 감지 데이터를 입력받아, 저장부(280)에 저장된 사용자별 생활정보를 기반으로 가정 내의 상황을 모니터링 한다. 그리고 모니터링된 결과를 디스플레이부(230)에 표시한다(S30). 상기 사용자별 생활정보는 가정에서 생활하는 노약자에게 필요한 생활정보로서, 노약자의 약복용 시간, 운동 시간, 혈압체크 시간 등 가정 내에서 규칙적으로 해야 하는 일들을 말한다. 이는 키 입력부(290)를 통해 사용자에 의해 저장, 변경 및 삭제할 수 있다. 참고로 본 명세서에서는 응급상황 및 긴급상황에 상기 생활정보도 함께 포함되는 것으로 정의한다.

상기 모니터링부(220)에서 모니터링된 결과, 가정 내에 응급상황 및 긴급상황이 발생되면(S40), 먼저 저장부(280)에 미리 저장된 상황별 음성정보에 기반하여 음성멘트를 생성한다(S50). 이때, 생성되는 음성멘트로는 상기 저장부(280)에 저장된 음성 정보를 기반으로 사용자가 선택한 형태를 갖는 멘트를 말한다. 실시예로서 “도움이 필요합니다.”, “응급환자가 발생하였습니다.”, “화재가 발생하였습니다.”, “약 드실 시간입니다.”, “가스밸브를 확인해 주세요”, “현관문이 열려 있습니다.”, “수돗물을 잠거주세요.”등을 말한다. 이때 음성멘트는 사용자에 의해 새로운 멘트가 새롭게 추가될 수 있다.

그리고 상기 디스플레이부(230)는 상기 발생된 응급상황 또는 긴급상황을 표시하여 가정 내의 사용자에게 응급상황 또는 긴급상황이 발생하였음을 화면으로 제공한다(S60). 이때, 상기 디스플레이부(230)에 표시되는 응급상황 또는 긴급상황은 상기 생성된 음성멘트를 추가로 표시하거나, 또는 도 4 및 도 5와 같이, 각 주변기기별로 생성된 아이콘 중, 상황이 발생된 주변기기의 해당 아이콘에 음영 또는 수치값 등을 표시하여 주변기기의 상태가 응급상황 또는 긴급상황임을 시각적으로 표시한다. 참고로 상기 디스플레이부(230)에는 모니터링된 결과가 실시간으로 표시되므로, 응급상황 및 긴급상황이 발생되지 않은 경우에는 가정 내의 상황정보가 실시간으로 표시된다.

이어, 오디오 출력부(250)는 가정 내에서 발생된 응급상황 및 긴급상황을 가정 내부에 오디오 신호로 알리기 위해(S70), 스피커 또는 경보기 등의 출력 수단(300)을 통해 음성 또는 경보음 등으로 출력한다. 이때 상기 음성의 출력은 상기 음성멘트 생성부(240)에서 생성된 음성멘트를 출력하는 것이 바람직하다(S80).

이때, 디스플레이부(230) 및 오디오 출력부(250)를 통해 노약자들에게 가정 내에서 발생된 응급상황 및 긴급상황을 제공할 때, 노약자를 대상으로 가장 청각적 신호에 잘 반응하는 Hz 평균 범위와 평균 반응시간에 따른 알림 간격을 설정하여 제공한다.

상기 Hz 평균 범위 및 평균 반응시간의 설정 기준은 기능특성인 연령, 키, 몸무게, 인지, 감각, 스트레스, 손기능, 균형 등 8가지 기능영역의 분석과 활동특성 분석을 이용하여 설정한다.

상기 기능특성분석의 경우 몸무게는 균형 평가도구인 TETRAX를 통해 자동측정 되었다. 인지는 한국형 간이 정신상태 검사(Mini-Mental State Examination Korean : MMSE-K)를 사용하였는데 이는 인지수행에 대한 간단한 판별검사도구로서 지남력, 기억등록, 기억회상, 주의집중 및 계산, 언어기능, 이해 및 판단을 평가하는 것이다. 이러한 검사를 통해 표 2와 같이, 정상/치매의심/치매확정으로 인지상태를 판별할 수 있다. ASQ는 성인의 감각처리기능에 대한 판별 검사로서 26가지의 질문에 “예/아니오”로 답한다. 검사 결과는 표 3과 같이, 분명한 감각방어/중등의 감각방어/감각방어가 아님으로 구분되어 진다.

점 수	결 과	비 고
30 ~ 24 점 이상	정상	인지기능의 인지적 손상없음
19 ~ 23 점 이상	치매 의심	경도의 인지기능 장애
18 점 이하	확정적 치매	분명한 인지기능 장채

점 수	결 과
11 점 이상	분명한 감각방어
6 ~ 10 점	중등의 감각방어
5 점 이하	감각방어가 아님

스트레스는 노인의 스트레스 척도를 사용하여 측정하며, 이 척도는 노년기의 발달단계에 따라 경험하게 되는 생활사건과 일상생활 가운데서 스트레스를 유발케 하는 사소한 어려움에 대하여 평가한다. 스트레스 평가 방법은 개별면담을 통하여 지난 1년 동안 질문지의 내용을 경험했는지의 여부를 묻고, 경험했다면 스트레스 인지수준을 평가한다. 스트레스 인지수준이란 조사대상자가 경험한 스트레스에 대해 마음이 상한 정도를 의미하는데, 각 문항의 반응은 ‘경험했으나 전혀 마음이 상하지 않았다’의 1점에서부터 ‘매우 마음이 상했다’의 5점까지의 범위를 갖는 5점 Likert형 척도를 사용한다. 손기능은 악력계를 사용하여 측정하며, 손기능 측정방법은 악력계를 잡고 팔을 체간 옆에 붙인 후, 주관절을 90도 굴곡하여 오른손/왼손 각각 3번씩 측정하여 평균을 낸다. 균형은 TETRAX라는 도구를 사용하여 측정하는데, TETRAX는 대상자의 신체문제(신경계, 근골격계의 이상, 비만)와 고령화, 정신적 요인에 따른 자세의 변화를 측정한다. 균형의 측정 방법은 직립자세를 유지할 때 몸의 흔들림을 측정하며, 정상은 앞뒤로 흔들리나 비정상은 좌우로 흔들린다(표 4 참조). 그리고 표 5와 같이 균형검사를 위해 발바닥의 압력을 측정한다.

측정 자세
Normal / eye open / solid surface	NO
Normal / eye closed / solid surface	NC
Normal / eye open / on pillows	PO
Normal / eye closed / on pillows	PC
Head turned right / eye closed / solid surface	HR
Head turned left / eye closed / solid surface	HL
Head raised backward 30° / eye closed / solid surface	HB
Head lowered forward 30° / eye closed / solid surface	HF

낙상 위험도
0 ~ 35	안 전
36 ~ 57	경계 범위
58 ~ 100	위 험

상기 활동특성 분석은 일상생활동작(Activities of Daily Living) 평가도구인 AMPS(Assessment of Motor and Process Skills)를 이용한다. 상기 AMPS는 대상자가 직접 2가지의 일상생활동작을 수행하는 동안 평가자에 의해 운동영역 16항목과 처리영역 20항목에 대해 1점 ~ 5점의 점수로 채점되어 진다. 평가 수행은 1대 1로 실시하였으며, 평가 대상 노인은 김해시 노인복지관 혹은 노인대학에 등록된 사람 중 무작위로 선정한다. 그리고 일상생활동작 중 ‘청소하기’, ‘설거지하기’, ‘라면 끓이기’에 대하여 평가하고, 이때 대상자들의 양해를 얻어 4대의 카메라를 통해 촬영한다. 그리고 환경 내에서의 활동 특성은 일상생활동작 평가시 촬영한 비디오를 분석하여 도출하였고, 이를 통해 안전성 및 기능성을 구체화한다. 따라서 데이터베이스는 노약자의 기능별 정보, 환경조절 정보(반응시간), 안전성 정보, 기능성정보를 이용하여 구축한다.

상기 활동특성 분석을 통해 데이터베이스된 연령별 운동기술 총점 평균은 표 6과 같다. 이때 연령과 운동기술 총점과의 상관관계는 SPSS version 11.의 상관관계분석을 통해 알아보았으며, Pearson 상관계수 -0.256, 유의 확률 0.277로 연령에 따른 상관성이 낮은 것으로 나타났다. 연령 집단 간 평균의 차이는 ANOVA 분석을 이용하여 알아보았으며, 결과는 유의 확률 0.706, F = 0.472로 집단 간 평균의 차이는 유의하지 않은 것으로 나타났다.

연령 그룹	운동기술 총점평균	표준 편차
60 ~ 64 세	55	2.83
65 ~ 69 세	53.1	4.38
70 ~ 74 세	51	5.51
75 ~ 79 세	52	-

각 연령대별 운동기술 로짓(logits) 결과는 표 7과 같다. 이는 AMPS를 이용하여 운동기술 16가지 항목에 대상자의 점수를 입력하여 총점이 나오면 각 대상자의 로짓 점수의 범위는 -3에서 4까지이며, 로짓의 점수가 2점(motor cutoff)을 넘을 경우 일상생활동작 수행시 운동기술의 어려움이 없어 노력이 증대하지 않는다고 결론 내릴 수 있다. 본 평가자들의 로짓의 평균은 1.8125이고, 표준편차는 0.4437이었다. 이때, 연령과 운동기술 로짓과의 상관관계를 spss version 11.의 상관관계분석을 통해 알아보면, Pearson 상관계수 -0.318 , 유의 확률 0.172로 연령에 따른 상관성이 낮은 것으로 나타났다. 연령 집단 간 평균의 차이를 ANOVA 분석을 이용하여 알아보았으며, 결과는 유의 확률 0.351, F=1.173로 집단간 평균의 차이는 유의하지 않은 것으로 나타났다.

연령 그룹	로짓(logits) 평균	표준 편차
60 ~ 64 세	2.085	0.5162
65 ~ 69 세	1.9150	0.4720
70 ~ 74 세	1.5714	0.3637
75 ~ 79 세	1.93	-

이와 같은 기능특성 분석 및 활동특성 분석을 기반으로 연령에 따른 각 주파수의 평균 반응시간을 산출하면 다음과 같다. 참고로 출력주파수의 정확도를 높이기 위하여 마이크로사의 액셀 프로그램을 활용하여 계산할 수 있다. 계산된 내용은 PIC16F877A의 외부 클럭이 20MHz가 사용되었을 경우 적재값(PR2) 공식은 타이머1의 경우 65535-((원하는 주파수)/(내부클럭주기*prescaler))이다.

산출 방법으로 소음측정기로 최초 300Hz에서 소리를 내게 하여 원하는 크기의 소리를 만든다. 이때에는 볼륨 스위치로 조절한다. 이후 피측정인에게 스탑(stop)버튼을 주어 소리가 들리면 버튼을 누르게 한다. 버튼은 유선버튼과 무선버튼으로 나뉘며 어떤 버튼을 사용하여도 무관하며 결과는 같다. 그리고 상기 분석된 기능특성 분석 및 활동특성 분석을 통해 연령별 시간을 측정함으로써, 운동반응 시간을 기록한다.

연령에 따른 각 주파수의 평균 반응시간은 표 8과 같이, 각 주파수에서 65세~69세, 70세~74세, 75세~79세로 나누어 평균과 표준편차를 보면, 0.5KHz에서 각각은 1.03± 0.21초, 1.10± 0.36, 1.95± 1.74이었고, 1KHz에서 각각은 1.94± 0.33초, 2.51± 0.86초, 2.0± 0.40초이었다. 그리고 2KHz에서는 각각 1.83± 0.37초, 2.80± 1.34초, 2.15± 0.60초이며, 4KHz에서 각각은 2.17± 0.67초, 2.06± 1.27초, 1.83± 0.60초이며, 이에 따라 운동반응 시간 및 주파수별 평균은 표 9와 같다.

(단위 : 초)

주파수	연 령	평균± 표준편차
0.5(KHz)	65세 ~ 69세	1.03± 0.21
	70세 ~ 74세	1.10± 0.36
	75세 ~ 79세	1.95± 1.74
1(KHz)	65세 ~ 69세	1.94± 0.33
	70세 ~ 74세	2.51± 0.86
	75세 ~ 79세	2.0± 0.40
2(KHz)	65세 ~ 69세	1.83± 0.37
	70세 ~ 74세	2.80± 1.34
	75세 ~ 79세	2.15± 0.60
4(KHz)	65세 ~ 69세	2.17± 0.67
	70세 ~ 74세	2.06± 1.27
	75세 ~ 79세	1.83± 0.60

(단위 : 초)

주파수	N(명)	최소값	최대값	평균± 표준편차
0.5(KHz)	15	0.66	4.55	1.29± 0.93
1(KHz)	15	5.00	3.35	2.04± 0.81
2(KHz)	15	5.00	4.08	2.05± 1.00
4(KHz)	15	1.30	3.94	2.17± 0.87

한편, 전화신호 발생부(260)는 가정 내에 발생된 응급상황 및 긴급상황을 가정과 멀리 떨어져 있는 단말기로 알리기 위해(S70), 먼저 저장부(280)에 미리 저장된 상황별 전화번호 정보를 기반으로 발생된 응급상황 및 긴급상황에서 지정된 전화번호를 적어도 하나 이상 검출한다(S90). 이때 지정되는 전화번호는 실시예로 의료응급상황 발생시는 119, 인근병원 전화번호, 지정병원 전화번호, 가족/친인척 전화번호, 이웃 전화번호 등이 지정되며, 긴급상황 발생시는 112, 인근 파출소 전화번호, 가족/친인척 전화번호 등이 지정된다. 또한 생황정보에 기반하는 지정된 시간이 발생시는 해당되는 본인(노약자)의 전화번호, 가족/친인척 전화번호 등이 지정된다. 이때 지정되는 각각의 전화번호는 우선순위를 통해 2개 이상도 지정할 수 있다.

이어 전화신호 발생부(260)는 내부에 구비하고 있는 TP5088을 이용하여 저장부(280)에 미리 저장된 전화번호별 주파수 정보를 기반으로 이중음 다주파수(Dual Tone Multi-Frequency : DTMF) 신호를 발생시켜 해당 전화번호로 자동 호 연결을 수행한다(S100). 상기 전호번호별 주파수 정보(284)는 전화기 버튼을 누를 때 번호별로 들리는 소리의 주파수인 이중음 다주파수(Dual Tone Multi-Frequency : DTMF) 정보로서, 상기 표 1과 같이 정의된다.

이때, 상기 전호번호로의 자동 호 연결은 자동 호 연결의 수행 결과 해당 전화번호로의 호 연결이 이루어지지 않으면 다음 우선순위를 갖는 전화번호로 호 연결을 시도하거나, 또는 순차적으로 지정된 모든 전화번호로 호 연결을 수행하도록 정의 할 수 있다.

그리고 통신모듈(270)은 상기 전호신호 발생부(260)를 통해 호 연결된 외부에 있는 일반전화기, 이동통신 단말기, 인터넷 단말기 등으로 유/무선 통신망(400)을 이용하여 음성 또는 문자(전자메일, SMS)로 전송한다. 이때 상기 전송되는 음성 또는 문자는 상기 음성멘트 생성부(240)에서 생성된 음성멘트를 전송하는 것이 바람직하다(S110). 또한 상기 유/무선 통신망(400)은 전화망, 이동통신망, 인터넷망을 포함한다.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치의 간략한 구성을 나타낸 도면

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치의 상세 구성을 나타낸 도면

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 방법을 나타낸 흐름도

도 4 및 도 5 는 본 발명의 도 2에서 홈 네트워크 서버의 외형을 나타낸 실시예

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 감지 센서부 110 : 가스 감지센서

120 : 광 감지센서 130 : 물 감지센서

140 : 윈도우 상태 감지센서 150 : 온/습도 감지센서

200 : 홈 네트워크 서버 210 : 근거리 무선 수신부

220 : 모니터링 부 230 : 디스플레이부

240 : 음성멘트 생성부 250 : 오디오 출력부

260 : 전화신호 발생부 270 : 통신모듈

280 : 저장부 290 : 키 입력부

300 : 출력수단 400 : 유/무선 통신망

Claims (11)

1. 가정 내의 각 주변장치의 상태를 감지하거나, 가정 내의 환경 상태를 감지하는 적어도 하나 이상의 감지 센서부와,

   상기 감지 센서부에서 감지된 신호를 입력으로 가정 내에서 발생되는 상황을 모니터링하고, 모니터링 결과 위험상황 및 응급상황 발생시에 미리 저장된 상황별 음성정보를 기반으로 내/외부 중 적어도 하나로 발생된 상황을 알리는 홈 네트워크 서버를 포함하며,

   상기 홈 네트워크 서버는 가정에서 생활하는 노약자에게 필요한 생활정보에 기반하는 지정된 시간이 발생시 해당 노약자에게 미리 저장된 상황별 음성정보를 기반으로 내/외부 중 적어도 하나로 발생된 상황을 가정내 생활하는 노약자를 대상으로 기능특성분석 및 활동특성분석을 통해 산출된 Hz 평균 범위와 평균 반응시간에 따른 알림 간격으로 알리는 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 Hz 평균 범위는 0.5KHz에서 4KHz이고, 상기 평균 반응시간은 1.29± 0.93초에서 2.17± 0.87초인 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 홈 네트워크 서버는

   상기 감지 센서부에서 감지된 데이터를 무선방식으로 수신하는 근거리 무선 수신부와,

   상기 근거리 무선 수신부에서 수신된 감지 데이터 및 미리 저장된 사용자별 생활 정보를 기반으로 가정 내의 상황을 모니터링하는 모니터링부와,

   상기 모니터링부에서 모니터링된 가정 내의 상황을 화면으로 표시하기 위한 디스플레이부와,

   상기 모니터링부에서 모니터링된 상황을 미리 저장된 상황별 음성정보에 기반하여 음성멘트를 생성하는 음성멘트 생성부와,

   상기 생성된 음성멘트를 가정 내부로 알리기 위해 출력 수단을 통해 출력하는 오디오 출력부와,

   상기 생성된 음성멘트를 외부로 알리기 위해 미리 저장된 전화변호별 주파수 정보를 기반으로 해당 전화번호로 자동 호 연결을 수행하는 전화신호 발생부와,

   상기 호 연결된 단말기로 유/무선 통신망을 통해 상기 음성멘트를 전송하는 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치.
4. 제 2 항 및 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,

   상기 생활정보는 약복용 시간, 운동 시간, 혈압체크 시간 중 적어도 하나 인 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 전화신호 발생부는 DTMF(Dual Tone Multi-Frequency)를 발생하는 TP5088을 포함하는 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 유/무선 통신망은 전화망, 이동통신망, 인터넷망 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 장치.
7. 적어도 하나 이상의 감지 센서부를 이용하여 가정 내의 각 주변장치들의 상태 또는 가정 내의 환경 상태를 감지하는 단계와,

   상기 감지된 상태 데이터를 무선망을 통해 입력받아, 미리 저장된 사용자별 생활정보를 기반으로 가정 내의 상황을 모니터링하는 단계와,

   상기 모니터링된 결과를 디스플레이부에 표시하는 단계와,

   상기 모니터링된 결과, 가정 내에 응급상황 및 긴급상황이 발생되면, 미리 저장된 상황별 음성정보에 기반하여 음성멘트를 생성하는 단계와,

   미리 저장된 상황별 전화번호 정보를 기반으로 발생된 응급상황 및 긴급상황에서 지정된 전화번호를 적어도 하나 이상 검출하는 단계와,

   미리 저장된 전화번호별 주파수 정보를 기반으로 이중음 다주파수(Dual Tone Multi-Frequency : DTMF) 신호를 발생시켜 해당 전화번호로 자동 호 연결을 수행하는 단계와,

   상기 호 연결된 외부 단말기로 유/무선 통신망을 이용하여 상기 생성된 음성멘트를 전송하는 단계와,

   상기 발생된 응급상황 또는 긴급상황을 디스플레이부에 표시하는 단계와,

   상기 생성된 음성멘트를 기반으로 가정 내부에 오디오 신호로 출력하는 단계를 포함하며,

   상기 디스플레이부의 표시 및 오디오 신호의 출력은 가정내 생활하는 노약자를 대상으로 기능특성분석 및 활동특성분석을 통해 산출된 Hz 평균 범위와 평균 반응시간에 따른 알림 간격으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 지정되는 전화번호는 우선순위를 통해 2개 이상 지정하는 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 호 연결된 단말기로 상기 음성멘트를 음성 또는 문자로 전송하는 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 방법.
10. 삭제
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 Hz 평균 범위는 0.5KHz에서 4KHz이고, 상기 평균 반응시간은 1.29± 0.93초에서 2.17± 0.87초인 것을 특징으로 하는 노약자를 위한 스마트 홈의 모니터링 및 알림 서비스 방법.

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