KR101066183B1 - 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템 - Google Patents

상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상황인식 기반의 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 정보(Database)를 저장하며 상기 운동기기 및 센서부의 다양한 정보를 수집 처리하는 휴대 단말장치와, 상기 휴대 단말장치와 네트워크를 통한 데이터 통신을 하여 상기 운동기기 제어 및 정보를 수집하는 중계 장치부로 구성하는 것을 특징으로 하는 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템에 관한 것이다.
운동기기, 휴대 단말장치, 중계 장치부

Description

상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템 {Context-Aware Base Ubiquitous Network Exercise Training System}
본 발명은 상황인식 기반의 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수 간의 운동기구 시스템간의 네트워크 및 통신을 통해 사용자의 운동량을 상황인식 기반에 의해 관리하고 사용자의 운동량을 조절하는 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 사람들은 예방의학적으로 의학 검진기관들을 통해 건강검진을 받고 전문가들의 조언과 진단을 받으며 이미 성인병에 노출되거나 아직 노출되지 않았다 할지라도 건강관리에 대한 경각심을 느끼고 가정, 직장 또는 가외의 시간에 전문 헬스클럽에서 운동을 하는 등 개인의 건강관리를 위하여 노력하고 있다.
또한 가정이나 헬스클럽 등에서 일반적으로 실시하는 운동 크게 유산소 운동과 무산소운동으로 나뉘어지는데, 예를 들어 유산소운동은 러닝머신, 실내용자전거, 스텝머신 등과 같은 것이 있어 실내에서 산소를 이용하여 운동하는 유산소 운동기기와 근력을 이용하여 중량물을 들어올리거나, 내리거나, 당기거나, 밀거나, 혹은 회전운동을 통하여 근육을 주로 사용하여 운동하는 무산소 운동기기들이 실내 스포츠 용구로 널리 보급 사용되고 있다.
그러나 유산소 운동기기는 산소를 적절하게 호흡하여 운동하는 것이 중요하다. 이를 확인해주는 것이 심박수 측정기 인데, 산소를 섭취하는 양은 심박수에 비례하는데 이 점을 착안 일반 유산소 운동기기에는 심박수 측정기기가 일반적으로 부착되어 사용되고 있다. 그래서 유산소 운동기기는 이러한 심박수를 감시하며 운동의 부하강도를 조절하며 효율적으로 운동하게 되어있다. 또한 무산소 운동기기는 운동하는 사람의 체중과 그가 1회 실시할 수 있는 최대중량 즉, 최대근력을 측정하여 적절한 강도와 횟수를 통제 혹은 조절하며 운동하는 것이 무산소운동의 일반적인 운동방법이다.
그래서 이러한 기구들을 이용하여 헬스클럽이나 혹은 가정에서 운동을 하려고 하면 그 이용 방법을 잘 숙지하고 운동을 하는 경우는 그리 흔치 않고 이러한 내용을 알고 있는 헬스트레이너나 코치의 도움을 받아 운동을 시작하는 것이 일반적인 일이다. 이렇듯 운동을 시작하려고 할 때나, 운동을 시작하여 하고 있는 중이나, 운동을 하고 난 후에 운동의 기록, 관리를 통하여 운동량의 변화 및 조정이 필요한데, 운동코치가 그 일을 계속할 수 없을뿐더러, 운동한 기록에는 당사자가 실제 어떻게 운동을 실시하였는지 알 수가 없었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 개선 시스템으로는 사용자의 운동관련 데이터 를 중앙집중식 제어시스템에서 입력하여 사용자의 운동량에 따라 운동기구를 제어하도록 하는 중앙집중식 운동기구 제어시스템 및 이를 위한 제어방법과, 상기 발명에 부가하여 운동자의 운동이행에 있어서 새로운 운동 프로그램으로 갱신하는 갱신단계를 내용으로 한 제어방법과, 상기 기술한 2건의 발명에 대한 프로그램 갱신 방법에 대한 보완적인 방법이 이미 공지된 바 있다.
하지만, 현재 종래의 기술분야에서는 언제, 어디서, 누구든지 운동을 적절하게 실시할 운동기기나 시설들이 없어서, 운동의 효율성이 떨어지고 운동의 기록, 관리에 많은 문제점이 있으며, 특히 상술한 상기 3건의의 발명은 특정 운동기기와 서버 컴퓨터 간에서만 기록관리가 되므로 모든 운동기기에 범용으로 적용하여 유비쿼터스 환경에 적용하여 어떠한 장비라도 언제, 어디서나, 누구나 쉽게 설치하고 사용해야 하는 상황에서는 해결해야 할 적지 않은 문제점들이 있다.
상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템을 사용함으로써 개인의 운동 실시, 이력 관리를 언제, 어디서나, 또 누구나 쉽고, 신속하게 수행하며 그 결과를 어디서든 응용서비스 할 수 있도록 유비쿼터스 운동 환경에 접합하도록 구현하는데 있다.
상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템은, 사용자의 정보(Database)를 저장하며 상기 운동기기 및 센서부의 다양한 정보를 수집 처리하는 휴대 단말장치와; 상기 휴대 단말장치와 네트워크를 통한 데이터 통신을 하여 상기 운동기기 제어 및 정보를 수집하는 중계 장치부;로 구성하되, 상기 휴대 단말장치는 사용자의 상황(Context) 정보 수집 및 운동량 측정을 위한 센서부와, 사용자의 정보를 저장 및 운동량을 관리하기 위한 워킹 메모리(Working Memory)와 고속신호 연산 처리가 가능한 상황인식 연산 처리부와 사용자의 상황 정보를 처리하기 위한 규칙 기반 연산부 및 입·출력 장치로 구성된 상황 연산 제어부(CRS : Context-Aware Recognition Switch)와, 상기 휴대 단말장치와 중계 장치부간의 네트워크를 하기 위한 제1통신장치 및 사용자의 운동 상황 정보를 외부로 표시하기 위한 표시장치를 포함하고, 상기 중계 장치부는 상기 휴대 단말장치와 메시지 송수신을 통해 운동 정보를 수집하는 운동기기 연동부와, 상기 운동기기 연동부로부터 수집된 운동 정보를 일시적으로 저장 및 관리하는 운동 정보 관리부와, 상기 휴대 단말장치의 메시지에 기초하여 상기 운동기기 연동부를 통해 운동기기를 구동시키는 운동 제어부 및 상기 운동기기 연동부를 통해 운동기기로부터 수집된 정보를 상기 휴대 단말장치에 전송하는 제2통신장치를 포함하며, 이때, 상기 상황 연산 제어부는 상기 센서부의 다수 센서에 장착된 RF모듈을 이용하여 수집한 정보를 수신하고, 상기 워킹 메모리의 관리 통제 하에서 상기 센서부에서 제공받은 정보를 토대로 상황 연산 처리를 수행하며, 하기 수학식을 사용하여 사용자의 상황 정보를 분석 제공하는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
Figure 712011002628178-pat00013

상기 수학식에서 CRS(Context-Aware Recognition Switch)는 상황 연산이고, DB(i)는 Database 또는 워킹 메모리에 저장되어 있는 상황정보 인자이며, W(N)는 Weight value로 센서부에서 센싱된 정보에 따른 상황정보 가중치 값이고, V(CRS_REF)는 사용자에 필요한 운동량에 따른 처방 또는 목표치 값을 토대로 운동 전 사용자가 입력하는 상황인식 기준 값이다.
상기 DB(i)는 워킹 메모리 내(內) 데이터 베이스(Database, 사용자 정보) 영역에 텍스트 형식으로 저장되어 있는 이름, 성별, 나이, 몸 상태 등의 텍스트 중 임의의 i번째 사용자 정보 인자에 대한 것으로, 예를 들어 i번째 사용자 정보(워킹 메모리 내(內))인자 중 신체정보에 대한 값과 이에 대해 설정된 가중치(W) N 값을 곱하게 된다. 이때, 가중치(W)도 사용자가 설정하는 변수에 따라야 하므로 지정된 범위를 설정하기 보다는 운동 종류 및 신체정보 등 입력되는 전체 값에 대한 가중치를 의미한다.
상기 수학식에서 n은 사용자의 운동 횟수에 따른 반복 작용의 전체 횟수에 대한 수학 기호이다.
상기 상황인식 기준 값은 운동량 처방 또는 목표치를 토대로 운동 전 입력받는 운동을 하는 시간 및 기간, 강도에 대한 값이다.
본 발명인 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 센서부는 사용자의 신체정보 수집을 위한 심박수 센서, 체온 센서 및 축 센서로 구성되는 신체정보 수집부와, 사용자 주변의 환경정보를 수집을 위한 온도 센서, 습도 센서 및 먼지 센서로 구성되는 환경정보 수집부와, 사용자의 운동 정보를 수집하기 위한 속도 센서 및 시간정보 센서로 구성되는 운동정보 수집부로 구성하며, 상기 다수 센서는 측정된 정보를 수집 전달하기 위한 수단으로 RF 센서모듈을 추가로 구성하는 것을 특징으로 한다.
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상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 상황인식 기반 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템을 적용 시에는, 개인의 운동 실시, 이력 관리를 언제, 어디서나, 또 누구나 쉽고, 신속하게 수행하며 그 결과를 어디서든 응용실시가 가능한 단일 칩(Single chip)으로 구성하여 유비쿼터스 운동 환경 시스템을 구현 및 제공할 수 있다. 또한 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템은 사용자의 운동 이력을 관리할 뿐 아니라 사용자의 운동상태 등급을 상황 연산으로 추출하여 사용자의 상황에 가장 적합한 운동상태를 실시간으로 제공하여 사용자를 관리하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시 예로 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템(10)은, 사용자의 정보(Database)를 저장하며 운동기기(300)와 센서부(120)의 다양한 정보를 수집 후 상황 연산 제어부(130)를 통해 운동량을 처방하는 휴대 단말장치(100)와, 상기 휴대 단말장치(100)와 네트워크를 통해 데이터 통신을 하여 상기 운동기기(300) 제어 및 정보를 수집하는 중계 장치부(200)로 구성한다.
여기서, 운동기기(300)는 바람을 발생시키는 펜(Fan)과, 가상 맵(Map)의 경사를 재현하는 수압펌프 및 가상 맵의 노면을 재현하는 진동기를 추가로 형성하는 것이 가능하다.
이때, 펜은 운동기기(300)의 전방에 설치하며, 풍향은 사용자가 느낄 수 있도록 운동기기(300) 전방에서 운동기기 후방으로 바람을 일으키고, 풍속은 사용자의 운동 속력에 맞추는 것이 바람직하다.
또한, 수압펌프는 가상 맵의 상하 좌우 경사를 재현하고, 사용자가 느낄 수 있도록 운동기기(300) 하부에 설치하며, 상기 수압펌프는 운동기기(300)를 상하좌우 0도 내지 30도의 범위로 경사를 재현하는 것이 바람직하다.
그리고, 진동기는 가상 맵의 노면을 재현하고, 사용자가 느낄 수 있도록 운동기기(300) 하부 또는 운동기기(300)와 사용자가 접촉되는 부분에 설치한다.
상기 휴대 단말장치(100)는 시계, 휴대폰 및 피디에이(PDA)의 내부에 구현 및 상기한 장치와 유사한 형상으로 구현하는 것이 바람직하다. 하지만, 이는 휴대 단말장치(100) 모습의 일 태양(態樣)일 뿐 도시된 휴대 단말장치(100) 형상에 국한되지 않음은 너무도 당연하다.
여기에서, 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템(10)은 적어도 하나 이상의 운동기기(300)에 연결된 중계 장치부(200)를 통하여 상기 운동기기(300)를 제어하고, 또한 정보를 수집하는 휴대 단말장치(100)에 의하여 구현될 수 있다. 상기 휴대 단말장치(100)는 워킹 메모리(133)와 센서부(120)의 사용자 정보를 적용 운동량(갱신) 처방을 하여 사용자에게 운동 트레이닝 서비스를 제공한다.
상기 운동기기(300)는 적어도 하나 이상의 운동기기(300) 종류로 구현하는 것이 바람직하다.
이하, 상황인식 기반 휴대 단말장치(100)를 포함한 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템(10)을 형성하는 각 구성에 대하여 개별적으로 설명한다.
먼저 도 2를 참조하여, 휴대 단말장치(100)에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템의 구현을 위한 휴대 단말장치를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시 예로 휴대 단말장치(100)는 사용자의 상황(Context) 정보를 수집하고 운동량을 측정하기 위한 센서부(120)와, 사용자의 정보를 저장 및 운동량을 관리하기 위한 워킹 메모리(Working Memory, 133)와 고속신호 연산 처리가 가능한 상황인식 연산 처리부(131)와 사용자의 상황 정보를 처리하기 위한 규칙 기반 연산부(132) 및 입·출력 장치(134)로 구성된 상 황 연산 제어부(CRS : Context-Aware Recognition Switch, 130)와, 상기 휴대 단말장치(100)와 중계 장치부(200)간의 네트워크를 하기 위한 제1통신장치(140) 및 사용자의 운동 상황 정보를 외부로 표시하기 위한 표시장치(110)로 구성한다.
여기서, 상기 센서부(120)는 사용자의 신체정보 수집을 위한 심박수 센서, 체온 센서 및 축 센서로 구성되는 신체정보 수집부(121)와, 사용자 주변의 환경정보를 수집을 위한 온도 센서, 습도 센서 및 먼지 센서로 구성되는 환경정보 수집부(122)와, 사용자의 운동 정보를 수집하기 위한 속도측정 센서 및 시간정보 센서로 구성되는 운동정보 수집부(123)로 구성한다.
또한, 센서부(120)는 진동기와 협업하여 가상 맵(Map)의 노면을 재현하기 위한 충격센서(Impact Sensor)와, 펜과 협업하여 사용자의 운동 속도에 맞춰서 주위의 바람세기를 조절하기 위한 속도 센서(Velocity Sensor)와, 수압펌프와 협업하여 가상 맵의 상하 좌우 기울기를 조절하여 가상 상황을 재현하기 위한 기울기센서(Tilt Sensor)를 추가로 구성하는 것이 가능하다.
그리고, 센서부(120)의 다수 센서는 측정된 정보를 수집 및 상황 연산 제어부(130)로 정보를 전달하기 위한 수단으로 RF 센서모듈(124)을 추가로 구성한다.
상기 제 1 통신장치로(140)는 직렬·병렬 통신， USB통신 및 적외선 통신의 유선·무선 통신을 제공하는 장치로 구현이 가능하다.
이 경우, 상기된 장치 이외에도 데이터의 무선, 유선 통신이 가능한 장치의 경우 구현이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템의 상황 연산 제어부를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시 예로 상황 연산 제어부(130)는 사용자의 운동량을 관리하기 위한 워킹 메모리(133)와, 상황인식의 연산 처리가 가능한 상황인식 연산 처리부(131)와, 사용자의 상황 정보를 처리하기 위한 규칙 기반 연산부(132) 및 입·출력 장치(134)로 구성한다.
여기에서, 상기 상황 연산 제어부(130)는 상기 센서부(120)의 다수 센서에 장착된 RF 센서모듈(124)을 이용하여 수집한 정보를 수신하고, 상기 워킹 메모리(133)의 관리 통제 하에서 상기 센서부(120)에서 제공받은 정보를 토대로 상황 연산 처리를 수행하며, 하기 수학식을 사용하여 사용자의 상황 정보를 분석 제공한다.
[수학식]
Figure 712011002628178-pat00014

상기 수학식에서 CRS(Context-Aware Recognition Switch)는 상황 연산이고, DB(i)는 Database 또는 워킹 메모리에 저장되어 있는 상황정보 인자이며, W(N)는 Weight value로 센서부에서 센싱된 정보에 따른 상황정보 가중치 값이고, V(CRS_REF)는 사용자에 필요한 운동량에 따른 처방 또는 목표치 값을 토대로 운동 전 사용자가 입력하는 상황인식 기준 값이다.
상기 DB(i)는 워킹 메모리 내(內) 데이터 베이스(Database, 사용자 정보) 영역에 텍스트 형식으로 저장되어 있는 이름, 성별, 나이, 몸 상태 등의 텍스트 중 임의의 i번째 사용자 정보 인자에 대한 것으로, 예를 들어 i번째 사용자 정보(워킹 메모리 내(內))인자 중 신체정보에 대한 값과 이에 대해 설정된 가중치(W) N 값을 곱하게 된다. 이때, 가중치(W)도 사용자가 설정하는 변수에 따라야 하므로 지정된 범위를 설정하기 보다는 운동 종류 및 신체정보 등 입력되는 전체 값에 대한 가중치를 의미한다.
상기 수학식에서 n은 사용자의 운동 횟수에 따른 반복 작용의 전체 횟수에 대한 수학 기호이다.
상기 상황인식 기준 값은 운동량 처방 또는 목표치를 토대로 운동 전 입력받는 운동을 하는 시간 및 기간, 강도에 대한 값이다.
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또한, 상황 연산 제어부(130)는 단일 칩(Single chip)으로 구현하는 것이 가능하다.
그리고, 상황 연산 제어부(130)는 가상의 맵(Map)을 저장하는 것이 가능하며, 상기 저장되어 있는 가상의 맵 상황을 운동기기(300)를 통해 재현하여 사용자 운동기기(300)에 전달하는 것이 가능하다.
상기 상황 연산 처리는 센서부(120)에서 측정한 심전도, 사용자 체온 및 사용자 주변 온도, 습도, 먼지, 사용자 운동 속도 및 시간정보와, 중계 장치부(200)에서 측정한 사용자의 운동 상태와, 워킹 메모리(133)에 저장되어 있는 사용자 데이터를 통합하여 운동량 처방을 연산하고, 상기 연산된 값을 토대로 현재의 운동 상황을 판단 사용자에게 표시 및 운동량 처방을 갱신한다.
또한, 상기 상황 연산 처리는 사용자가 운동을 하는 동안 지속적으로 운동량 처방을 갱신하여 사용자가 최적의 조건에서 운동을 하도록 가이드 한다.
이때, 워킹 메모리(133)는 사용자의 이름, 성별, 나이, 몸 상태, 운동량(운동 목표치) 및 운동 이력을 저장한다. 이때, 상기한 저장 목록은 일반적인 것이며 사용자가 저장하고자 하는 정보를 추가로 저장하여 사용하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템의 중계 장치부를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시 예로 중계 장치부(200)는 운동기기 연동부(220)와, 운동 정보 관리부(230)와, 운동 제어부(210) 및 제2통신장치(240)로 구성된다.
여기서, 상기 운동기기 연동부(220)는 상기 휴대 단말장치(100)와 메시지 송수신을 통해 운동 정보를 수집한다.
상기 운동 정보 관리부(230)는 상기 운동기기 연동부(220)로부터 수집된 운 동 정보를 일시적으로 저장 및 관리한다.
상기 운동 제어부(210)는 상기 휴대 단말장치(100)의 메시지에 기치하여 상기 운동기기 연동부(220)를 통해 운동기기(300)를 구동시킨다.
상기 제2통신장치(240)는 상기 운동기기 연동부(220)를 통해 운동기기(300)로부터 수집된 정부를 상기 휴대 단말장치(100)에 전송한다. 구체적으로, 제 2 통신장치(240)는 상기 휴대 단말장치(100)와 메시지를 송수신하기 위해 상호 연동을 하는 장치로， 휴대 단말장치(100)로부터 운동 메시지를 전송 받아서 운동 제어부(210)로 전달하며，운동기기 연동부(220)로부터 제공되는 운동 정보를 휴대 단말장치(100)로 전송한다.
이 때, 이러한 제 2 통신장치로(240)는 직렬·병렬 통신， USB통신 및 적외선 통신의 유선·무선 통신을 제공하는 장치로 구현이 가능하다. 이 경우, 상기된 장치 이외에도 데이터의 무선, 유선 통신이 가능한 장치의 경우 구현이 가능하다.
다음에는 본 발명에 따른 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템의 휴대 단말장치(100)에서 이루어지는 동작에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말장치의 작동 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말장치(100)는 상황 연산 제어부(130)의 워킹 메모리(133)로부터 사용자 ID 및 정보를 확인(S100)하고, 사용자가 사용하려는 운동기기(300)를 인식한다(S110).
이때, 워킹 메모리(133)에 사용자의 ID 및 정보가 미등록 시 사용자의 새로운 정보를 워킹 메모리에 저장한다(S101).
여기서, 상황 연산 제어부(130)는 센서부(120)에서 수집한 신체정보, 환경정보 및 운동정보를 수신한다. 구체적으로, 센서부(120)의 심박수 센서, 체온 센서, 축 센서, 온도 센서, 습도 센서, 먼지 센서, 속도측정 센서 및 시간정보 센서를 통해 수집된 정보를 수신 한다(S120).
이때, 상황 연산 제어부(130)는 운동량을 처방(S130)하며, 중계 장치부(200)로 상기 운동량 처방을 송신한다(S140). 구체적으로, 사용자 및 트레이너가 입력한 운동량 정보를 주변 환경, 사용자의 몸 상태 및 사용자의 운동상태 정보를 기반으로 상황인식 연산 처리부(131)와 규칙 기반 연산부(132)에서 운동량을 처방 중계 장치부(200)로 송신한다.
여기에서, 운동량 처방은 사용자 및 트레이너가 입력한 운동량 정보를 주변 환경, 사용자의 몸 상태 및 사용자의 운동상태 정보를 기반으로 하기 수학식을 사용하여 사용자의 상황 정보를 분석 등급을 부여한다.
[수학식]
Figure 712011002628178-pat00015
● CRS(Context-Aware Recognition Switch) : 상황 연산
● DB(i) : 상황정보 인자 (Database, 워킹 메모리)
● W(n) : 상황정보 가중치 값 (Weight value, 센서부)
● V(CRS_REF) : 상황인식 기준 값 (사용자 지정)
이때, 상기 등급은 2~15단계로 구분하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게 는 3~9단계로 구성한다.
상기 휴대 단말장치(100)는 이러한 운동량 처방에 따라 중계 장치부(200)에서 운동기기(300)를 동작시키고, 지정된 주기나 시간에 대한 종합적인 운동 정보를 수집, 중계 장치부(200)로부터 수집된 운동 정보를 수신한다(S150).
이때, 휴대 단말장치(100)의 상황 연산 제어부(130)는 센서부(120) 및 중계 장치부(200)로부터 받은 운동 정보를 토대로 사용자의 운동 종류와 사용자의 현재 운동 상황을 연산하고, 상황 연산 결과인 운동량 처방 및 표시장치(110)로 사용자의 운동 상태를 전송한다(S160).
상기 표시장치(110)는 사용자의 운동상태가 정상 등급일 경우 블루(blue)를 표시하고, 사용자의 주변 온도가 운동에 부적합하거나 사용자가 지정된 운동량을 초과 및 사용자의 환경정보가 비정상 등급일 경우 레드(red)를 표시한다(S170). 이 때, 상기 표시장치(110)는 블루 및 레드 색상의 운동상태 표시단계로 국한된 것은 아니며 단계를 더 추가 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 운동상태 표시단계는 상기 운동량 처방의 등급분류와 연계하여 구분하는 것이 바람직하다.
그리고, 표시장치(110)에서 표시한 운동 상태를 토대로 사용자가 운동을 계속할 경우 상황 연산을 통해 다시 운동량을 처방 받아 운동상태를 유지하며, 사용자가 운동을 종료할 경우 사용자의 운동 이력을 워킹 메모리(133) 및 운동 정보 관리부(230)에 저장한다(S180).
상기한 바와 같이 휴대 단말장치(100)는 운동기기(300)로부터 제공된 정보에 대한 상황 연산 처리가 이루어지며, 상황 연산 제어부(130)는 사용자에게 운동량 처방 및 운동 상태 정보를 제공한다.
다음에는 본 발명에 따른 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템의 중계 장치부(200)에서 이루어지는 동작에 대하여 설명한다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따라서 중계 장치부의 작동 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 유비쿼터스 운동 트레이닝 시스템을 구현하는 중계 장치부(200)는 휴대 단말기(100)로부터 전송되는 운동량 처방을 수신하여 처리한다(S200).
여기서, 중계 장치부(200)의 제2통신장치(240)는 휴대 단말장치(100)로부터 전송되는 운동량 처방을 수신하여 운동 제어부(210)로 전달하며, 운동 제어부(210)는 운동량 처방을 분석하며(S210), 이러한 운동량 처방 분석은 운동기기 연동부(220)를 통해 운동기기(300)를 제어한다(S220).
이때, 운동 제어부(210)는 사용자의 운동 정보를 수집하며(S230), 운동기기 연동부(220)로부터 수집된 정보는 운동 정보 관리부(230)에 일시적으로 저장한다(S240). 운동 제어부(210)는 정보 수집이 완료되면 운동 정보 관리부(230)에 저장된 운동 정보를 제2통신장치(240)로 전달하고, 제2통신장치(240)는 수집된 운동 정보를 휴대 단말장치(100)로 전송한다(S250).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가 능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템의 구현을 위한 휴대 단말장치를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템의 상황 연산 제어부를 나타낸 도면이다.
도 4은 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템의 중계 장치부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템의 구현을 위한 휴대 단말장치의 작동 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템의 중계 장치부의 작동 순서도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 설명 ***
10 : 운동 트레이닝 시스템 100 : 휴대 단말장치
110 : 표시장치 120 : 센서부
130 : 상황 연산 제어부 131 : 상황인식 연산 처리부
132 : 규칙 기반 연산부 133 : 워킹 메모리(Working Memory)
134 : 입·출력 장치 140 : 제1통신장치
200 : 중계 장치부 210 : 운동 제어부
220 : 운동기기 연동부 230 : 운동정보 관리부
240 : 제2통신장치 300 : 운동기기

Claims (6)

  1. 표준 네트워크(Network)를 사용한 적어도 하나 이상의 운동기기 제어 및 데이터 송수신이 가능한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템에 있어서,
    사용자의 정보(Database)를 저장하며 상기 운동기기 및 센서부의 다양한 정보를 수집 처리하는 휴대 단말장치와;
    상기 휴대 단말장치와 네트워크를 통한 데이터 통신을 하여 상기 운동기기 제어 및 정보를 수집하는 중계 장치부;로 구성하되,
    상기 휴대 단말장치는 사용자의 상황(Context) 정보 수집 및 운동량 측정을 위한 센서부와, 사용자의 정보를 저장 및 운동량을 관리하기 위한 워킹 메모리(Working Memory)와 고속신호 연산 처리가 가능한 상황인식 연산 처리부와 사용자의 상황 정보를 처리하기 위한 규칙 기반 연산부 및 입·출력 장치로 구성된 상황 연산 제어부(CRS : Context-Aware Recognition Switch)와, 상기 휴대 단말장치와 중계 장치부간의 네트워크를 하기 위한 제1통신장치 및 사용자의 운동 상황 정보를 외부로 표시하기 위한 표시장치를 포함하고,
    상기 중계 장치부는 상기 휴대 단말장치와 메시지 송수신을 통해 운동 정보를 수집하는 운동기기 연동부와, 상기 운동기기 연동부로부터 수집된 운동 정보를 일시적으로 저장 및 관리하는 운동 정보 관리부와, 상기 휴대 단말장치의 메시지에 기초하여 상기 운동기기 연동부를 통해 운동기기를 구동시키는 운동 제어부 및 상기 운동기기 연동부를 통해 운동기기로부터 수집된 정보를 상기 휴대 단말장치에 전송하는 제2통신장치를 포함하며,
    이때, 상기 상황 연산 제어부는 상기 센서부의 다수 센서에 장착된 RF모듈을 이용하여 수집한 정보를 수신하고, 상기 워킹 메모리의 관리 통제 하에서 상기 센서부에서 제공받은 정보를 토대로 상황 연산 처리를 수행하며, 하기 수학식을 사용하여 사용자의 상황 정보를 분석 제공하는 것을 특징으로 하는 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템.
    [수학식]
    Figure 712011002628178-pat00016
    상기 수학식에서 CRS(Context-Aware Recognition Switch)는 상황 연산이고, DB(i)는 Database 또는 워킹 메모리에 저장되어 있는 상황정보 인자이며, W(N)는 Weight value로 센서부에서 센싱된 정보에 따른 상황정보 가중치 값이고, V(CRS_REF)는 사용자에 필요한 운동량에 따른 처방 또는 목표치 값을 토대로 운동 전 사용자가 입력하는 상황인식 기준 값이다.
    상기 DB(i)는 워킹 메모리 내(內) 데이터 베이스(Database, 사용자 정보) 영역에 텍스트 형식으로 저장되어 있는 이름, 성별, 나이, 몸 상태 등의 텍스트 중 임의의 i번째 사용자 정보 인자에 대한 것으로, 예를 들어 i번째 사용자 정보(워킹 메모리 내(內))인자 중 신체정보에 대한 값과 이에 대해 설정된 가중치(W) N 값을 곱하게 된다. 이때, 가중치(W)도 사용자가 설정하는 변수에 따라야 하므로 지정된 범위를 설정하기 보다는 운동 종류 및 신체정보 등 입력되는 전체 값에 대한 가중치를 의미한다.
    상기 수학식에서 n은 사용자의 운동 횟수에 따른 반복 작용의 전체 횟수에 대한 수학 기호이다.
    상기 상황인식 기준 값은 운동량 처방 또는 목표치를 토대로 운동 전 입력받는 운동을 하는 시간 및 기간, 강도에 대한 값이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 센서부는 사용자의 신체정보 수집을 위한 심박수 센서, 체온 센서 및 축 센서로 구성되는 신체정보 수집부와, 사용자 주변의 환경정보를 수집을 위한 온도 센서, 습도 센서 및 먼지 센서로 구성되는 환경정보 수집부와, 사용자의 운동 정보를 수집하기 위한 속도 센서 및 시간정보 센서로 구성되는 운동정보 수집부로 구성하며, 상기 다수 센서는 측정된 정보를 수집 전달하기 위한 수단으로 RF 센서모듈을 추가로 구성하는 것을 특징으로 하는 상황인식 기반 휴대 단말장치를 포함한 유비쿼터스 네트워크 운동 트레이닝 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
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