KR101487743B1 - 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자식별 시스템 - Google Patents
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Abstract
무선 센서네트워크 기반 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 거주자의 위치를 인식하고 자동적으로 생체신호를 측정할 수 있으며, RSSI를 이용함으로써 센서 모듈에 프로그램이 가능하고 정확도가 보다 높은 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 사용자 센서부, 라우터부, 모니터링부를 적어도 구비하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템에 있어서, 상기 사용자 센서부는 복수개로 이루어며, 각 사용자 센서부는 P2P(peer to peer) 네트워크를 구성하고, 각 사용자 센서부는 고유 ID(사용자 센서부의 ID)가 부여되어 있으며; 상기 라우터부는 복수개로 이루어지며, 하나의 라우터부에 4개의 상기 사용자 센서부로부터 접근할 수 있도록하는 메쉬 네트워크로 이루어지며, 각 라우터부는 고유 ID(라우터의 ID)를 가지고 있으며; 상기 싱크부는 한 개를 구비하며, 하나의 싱크부를 중심으로 모든 라우터부들이 싱크부로 연결을 요청하며 싱크부는 연결을 허락한 모든 라우터부의 연결을 제어하는 스타 네트워크로 이루어지며; 기 모니터링부는 상기 싱크부로부터 사용자 센서부의 ID, 라우터부의 고유 ID, 사용자 센서부와 라우터부 사이의 RSSI를 수신하고 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤 연산처리하여 사용자의 위치를 판단하는 것을 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명은 방안의 물체에 장착되어 있으며 사용자 센서부를 장착한 사 람이 일정 영역 이내로 접근하면 상기 사용자 센서부의 고유ID를 인식하고 그에 따른 생체신호측정하는 생체신호검출부를 더 구비한다.
재택의료, 위치, 노인, 무선, 센서네트워크, 신호강도 맵, RSSI, 생체신호
Description
무선 센서네트워크 기반 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 거주자의 위치를 인식하고 자동적으로 생체신호를 측정할 수 있으며, 수신 신호 강도(RSSI)를 이용함으로써 센서 모듈에 프로그램이 가능하고 정확도가 보다 높은 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템에 관한 것이다.
최근 노인인구의 증가에 따라 가족의 보호를 받지 못하고 주간에 홀로 집에 생활하는 노인이 늘어나고 있으며, 가정에서 안전사고, 급사에 대한 사례가 증가하는 추세에 있다. 따라서 이를 예방하는 방법으로 실내에서 고령자의 거주자의 위치를 추적하는 모니터링 시스템이 요망되며, 특히 상기 모니터링 시스템은 사용자에게 불편함이 없도록 무선 센서네트워크를 이용하여 거주자의 위치를 추적하는 모니터링 시스템이 요망된다.
무선센서네트워크(Wireless Sensor Networks: WSNs)는 무선센서필드개념을 중심으로 불특정 공간에 설치된 센서로 구성된 네트워크로부터 수집된 정보를 일괄적으로 활용하는 것을 의미한다. 이는 기존의 유선 네트워크 서비스가 갖고 있는 제약을 벗어나 이용자가 자유롭게 정보통신 서비스를 이용할 수 있으며, 유비쿼터스 네트워크와 다양한 센서 기기의 활용으로 많은 분야에서 응용되고 있다. 특히 이를 기반으로 주변상황인식 및 위치인식이 활발히 연구되고 있으며, 의료 분야에 있어서 의료장비 및 비품 또는 환자의 위치를 찾고자 할 때, 환자의 현재상태를 모니터링하여 전자의료기록을 자동으로 갱신할 때 이를 적용할 수 있다.
종래에 유비쿼터스 컴퓨팅 분야에 있어 위치인식에 관한 연구는 제한된 공간 내에서 위치인식을 하는 연구가 주로 행하여 졌다.
종래의 유비쿼터스 컴퓨팅 분야에 있어 위치인식 시스템에 관한 예를 살펴보면, 적외선을 사용한 AT&T의 액티브 배지(Active Badge)는 액티브 배지의 위치를 찾아 건물내에서 사용자의 위치를 인식하는 방식이며, 초음파와 RF를 이용한 MIT의 크리켓(Cricket), 무선랜(wireless local area network : WLAN)의 수신 신호 강도(Received Signal Strngth Indicator : RSSI)를 사용한 마이크로소프트(Microsoft)사의 레이더(RADAR)는 IEEE.802.11 무선네트워킹 기술을 기반으로 하는 건물영역의 위치인식 및 추적시스템이다. 또한 초광대역 통신(Ultra wide-band : UWB)신호를 사용한 유비센스(Ubisense)사의 유비센석(Ubisenserk)이 있다.
종래의 RSSI를 이용한 시스템에 있어서, 위치 인식 및 트랙킹 분야에서 기존의 신호도달 시간(time of arrival : TOA) 알고리즘은 수신부와 송신부 사이에 시 간을 측정하기 위한 별도의 하드웨어가 필요하며, 도달 각(angle of arrival : AOA) 알고리즘 역시 수신되는 신호의 각도를 측정하기 위한 안테나 혹은 어레이(array)형태의 안테나가 추가로 필요한 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 위해 안출된 것으로 무선센서네트워크에 기반으로 하는 위치기반 서비스(LBS)방식의 신호강도 맵(signal strength map)을 이용한 위치인식 시스템을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무선센서네트워크에 기반으로 하는 위치기반 서비스(LBS)방식의 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 거주자의 위치를 인식하고 자동적으로 생체신호를 측정할 수 있는 사용자 식별시스템으로 RSSI를 이용함으로써 센서 모듈에 프로그램이 가능하고 정확도가 보다 높은 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 LBS방식의 스타-메쉬 네트워크를 혼용한 멀티 홉 라우팅 방식의 적용하여 실시간 측면에서 효율적인 네트워크를 구비하는 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 사용자 식별을 통해 가정 내 구성원의 맥박,혈당,체온, 혈중산소농도(SpO2), 심전도 등의 생체신호정보를 사용자의 위치와 함계 제공함으로써 거주자 위치의 모니터링을 통해 급사, 사고등을 예방할 수 있고, 빠른 응급서비스 제공 가능한 거주자 기반 재택형 위치인식 및 사용자 식별시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템은, 고유 ID(사용자 센서부 의 ID)가 부여된 사용자 메인 모듈로서, 사용자가 휴대하거나 사용자에게 장착되어 사용되는 사용자 센서부; 건물내에 장착되며, 고유 ID(라우터의 ID)를 가지고 있으며, 사용자 센서부로부터 상기 사용자 센서부 ID를 수신받는 라우터부; 상기 라우터부로부터 상기 사용자 센서부의 ID, 상기 라우터부의 ID, 상기 사용자 센서부와 상기 라우터부 사이의 RSSI를 수신하는 싱크부; 상기 싱크부로부터 사용자 센서부의 ID, 라우터부의 고유 ID, 사용자 센서부와 라우터부 사이의 RSSI를 수신하고 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤 연산처리하여 사용자의 위치를 판단하는 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따르면, 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템은, 사용자 센서부, 라우터부, 모니터링부를 적어도 구비하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템에 있어서, 상기 사용자 센서부는 복수개로 이루어며, 각 사용자 센서부는 P2P(peer to peer) 네트워크를 구성하고, 각 사용자 센서부는 고유 ID(사용자 센서부의 ID)가 부여되어 있으며; 상기 라우터부는 복수개로 이루어지며, 하나의 라우터부에 4개의 상기 사용자 센서부로부터 접근할 수 있도록하는 메쉬 네트워크로 이루어지며, 각 라우터부는 고유 ID(라우터의 ID)를 가지고 있으며; 상기 싱크부는 한 개를 구비하며, 하나의 싱크부를 중심으로 모든 라우터부들이 싱크부로 연결을 요청하며 싱크부는 연결을 허락한 모든 라우터부의 연결을 제어하는 스타 네트워크로 이루어지며; 상기 모니터링부는 상기 싱크부로부터 사용자 센서부의 ID, 라우터부의 고유 ID, 사용자 센서부와 라우터부 사이의 RSSI를 수 신하고 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤 연산처리하여 사용자의 위치를 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템은 방안의 물체에 장착되어 있으며 사용자 센서부를 장착한 사람이 일정 영역 이내로 접근하면 상기 사용자 센서부의 고유ID를 인식하고 그에 따른 생체신호측정하는 생체신호검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 생체신호검출부는 검출된 생체신호를 싱크부를 통해 모니터링부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 생체신호검출부는 검출된 생체신호를 사용자 센서부, 라우터부, 싱크부를 통해 모니터링부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 생체신호검출부는 검출된 생체신호를 라우터부, 싱크부를 통해 모니터링부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
생체신호검출부는 맥박,혈당,체온, 혈중산소농도(SpO2), 심전도, 체중, 혈압 중의 적어도 하나를 생체신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 생체신호검출부는 변기, 욕조, 침대, 책상, 컴퓨터, 의자 중의 적어도 하나에 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템은 생체신호검출부위 각 계측기의 사용자를 한 명일때, 사용자 구분을 위해 휴대한 모듈과 부착된 모듈 사이의 링크 품질 지표(link quality indicator)(LQI)가 0xF0 이상일 경우 할당된 사용자 센서부의 ID가 생체신호검출부로 전송되도록 이루어진 것 을 특징으로 한다.
상기 사용자 센서부 또는 상기 라우터부 또는 싱크부는 Nano시스템으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 사용자 센서부 또는 상기 라우터부 또는 싱크부는 Nano-24 메인모듈을 각각 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 싱크부는 Nano-24 인터페이스모듈을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 라우터부는 건물내 천장에 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 모니터링부는 컴퓨터로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템은 사전에 특정영역에서 사용자가 휴대한 사용자 센서부와 천장에 부착된 라우터부 사이의 RSSI를 미리 측정하여 각 지점에서 측정된 RSSI를 모두 DB화하여 신호 강도 맵(signal strength map)을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 강도 맵을 이용하여 각 방에 사용자의 유/무를 구별하기 위해 천장의 라우터부가 기설정된 RSSI값 이내의 영역에 들어올 때만 사용자의 ID를 전달 받도록 하는 문턱치값을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템은 멀티-홉 라우팅(Multi-hop routing) 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따르면,신호 강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 방법은, 라우터부가 사용자 센서부로부터 상기 사용자 센서부의 ID를 수신받는 제1단계; 상기 제1단계에서 사용자 센서부의 ID를 수신한 라우터부가 상기 사용자 센서부의 ID, 라우터부의 ID, 상기 사용자 센서부와 상기 라우터부 사이의 RSSI를 싱크부로 전송하는 제2단계; 상기 제2단계에서 수신된 상기 사용자 센서부의 ID, 상기 라우터부의 ID, 상기 사용자 센서부와 상기 라우터부 사이의 RSSI를 싱크부에서 모니터링부로 전송하는 제3단계; 상기 제3단계에서 데이터를 수신한 모니터링부는 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤 연산처리하여 사용자의 위치를 판별하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 방법은 방안의 물체에 장착되어 있는 생체신호검출부에서 사용자 센서부를 장착한 사람이 일정 영역 이내로 접근하면 상기 사용자 센서부의 고유ID를 인식하고 그 사용자의 생체신호를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따르면,신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 방법은,사용자 센서부, 라우터부, 모니터링부를 적어도 구비하여 이루어지는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 방법에 있어서,상기 사용자 센서부는 채널을 스캐닝하여 싱크의 MAC 주소를 검출하는 사용자센서부 제1단계; IEEE 802.15.4 규격의 사용자 센서부를 초기화하는 사용자센서부 제2단계; Nano시스템인 상기 사용자 센서부를 구동하는 Nano-Q+를 초기화하는 사용자센서부 제3단계; 사용자 센서부의 ID를 출력하는 사용자센서부 제4단계;로 이루어지며,상기 라우터부는 채널을 스캐닝하여 싱크의 MAC 주소를 검출하는 라우터부 제1단계; IEEE 802.15.4 규격의 라우터부를 초기화하는 라우터부 제2단계; 사용자 센서부로부터 송신되는 RF신호의 RSSI를 저장하는 라우터부 제3단계; 상기 RSSI가 기설정된 문턱치 RSSI 이상일 경우 사용자 센서부의 데이터를 수신하도록 연결하는 라우터부 제4단계; Nano시스템인 라우터부를 구동하는 Nano-Q+를 초기화하는 라우터부 제5단계; 사용자 센서부로부터 라우터부에 전달되는 사용자 센서부의 ID를 수신하는 라우터부 제6단계; 라우터부에서 수신된 데이터 및 라우터 ID를 싱크부로 전송하는 라우터부 제7단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 싱크부는 채널을 스캐닝하여 싱크의 MAC 주소를 검출하는 싱크부 제1단계; IEEE 802.15.4 규격의 싱크부를 초기화하는 싱크부 제2단계; 라우터부로부터 송신되는 RF신호의 RSSI를 저장하는 싱크부 제3단계; 문턱치 RSSI를 적용하여 선택된 라우터부에 데이터를 수신하기 위해 연결하는 싱크부 제4단계; Nano시스템인 싱크부를 구동하는 Nano-Q+를 초기화하는 싱크부 제5단계; 라우터부로 부터 전달되는 사용자 센서부의 ID, 라우터부의 ID, 사용자 센서부와 라우터부 사이의 RSSI를 수신하는 싱크부 제6단계; 싱크부로 수신된 데이터를 연산처리하는 싱크부 제7단계; 싱크부로의 데이터 수신이 완료되기를 기다리는 싱크부 제8단계;로 이루어진 것을 특징으로 하고,
사용자 센서부의 ID를 식별하는 싱크부 제9단계;식별된 사용자 센서부의 ID를 변기 또는 침대 또는 욕실에 위치된 생체신호검출부로 전송하는 싱크부 제10단 계;사용자 센서부의 ID에 따른 사용자의 위치 인식을 하는 싱크부 제11단계;사용자 센서부의 고유 ID에 따른 생체신호검출부에서 검출된 생체 정보 데이터를 직렬 통신으로 전송하는 싱크부 제12단계;를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 모니터링부는 모니터링부로 직렬 데이터 수신의 이벤트의 발생에 의해 모니터링부로 데이타가 수신되는 모니터링부 제1단계; 100ms의 간격에서 타이머의 이벤트를 발생하여 모든 정보가 업데이트하는 모니터링부 제2단계; 모니터링부에서 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤 각 영역의 위치 유무를 구별하며 이 결과를 디스플레이 하는 모니터링부 제3단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무선센서네트워크에 기반으로 하는 위치기반 서비스(LBS)방식의 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템을 제공하여, 가족의 보호를 받지 못하고 주간에 홀로 집에 생활하는 노인들의 가정에서 안전사고, 급사를 예방하며, 또한 본 발명은 실내에서 무선 센서네트워크를 이용하여 고령자의 거주자의 위치를 추적함으로써 사용자가 일상생활을 영위함에 있어서 불편함이 없으며 실시간적으로 위치추적이 가능하다.
또한 본 발명은 거주자의 위치를 인식하고 자동적으로 생체신호를 측정할 수 있는 사용자 식별시스템으로 RSSI를 이용함으로써 종래의 추정, 확률을 이용하는 방법에 비해 센서 모듈에 프로그램이 가능하고 정확도가 높다는 장점이 있다.
또한 본 발명의 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템은 LBS방식의 스타-메쉬 네트워크를 혼용한 멀티 홉 라우팅 방식을 적용하여 실시간 측면에서 가 장 효율적인 네트워크를 구비한다.
본 발명의 RSSI 알고리즘 방식은 수신기기와 송신기기의 사이의 전력을 비교하여 거리를 추정하는 방식으로 센서네트워크의 초경량, 저전력, 휴대성의 목적에 부합하는 문턱치 RSSI를 적용하여, 초경량, 저전력, 휴대성이 용이하도록 이루어지며, 특정환경에서 사용 전에 RSSI의 데이터를 측정하도록 이루어져 이를 토대로 신호강도 맵을 데이터 베이스화하여 측정된 값으로 거리를 추정하는 방식을 적용하여, 보다
사용자 식별에 적용한 0xF0의 문턱치 RSSI는 욕조, 침대, 변기에서 생체신호를 측정할 때 사용자를 1인으로 제한해야 하기 때문에 적절하다. 또한 사용자의 위치추정시, 추정공간의 각 구역을 1X1m로 나누어 실험을 통해 특정위치에 따라 문턱치 RSSI를 사용하였다.
본 발명에서 RSSI를 적용하는 이유는 2가지로 요약해 보면, 첫 번째로 일반적인 RF신호의 경로는 신호를 방해하는 환경, 장애물에 따라 달라지는데 이러한 문제점을 해소한다. 예를들어 집안의 가전제품, 가구등에 의한 RF신호의 회절, 반사로 인한 것으로 거리에 따라 측정된 RSSI는 비선형적이다.
두 번째로 종래의 방식에 의하면 센서 모듈의 메모리의 용량이 매우 작아 계산과정 및 연산이 복잡한 알고리즘을 구현할 수 없다. 그렇지만 본 발명과 같이 신호강도 맵을 이용한 방법은 구현하기 메모리 및 계산과정 측면에서 매우 효율적이다.
기존의 RTMS(Radio Telephony Mobile System)는 위치기반 서비스(LBS)에 비 해 모니터링 할 대, 위치 트랙킹에 실시간에 이점이 있지만 사용자가 1인 늘어날 때에 네트워크상에 증가하는 데이터량에 비해 훨씬 비효율적이다. 따라서 본 발명은 추적하고자 하는 이동개체가 기지정된 공간에 존재하는지 여부를 통해 이동개체의 위치를 확인하는 방식을 도입하였고, 노드가 촘촘하게 배치되어있을 수록 추정의 정확도는 높아진다. 즉, 본 발명은 LBS방식의 스타-메쉬 네트워크를 혼용한 멀티 홉 라우팅 방식의 적용하여 실시간 측면에서 효율적인 네트워크를 구비한다.
또한, 2명이상의 사용자가 라우터 경계에 존재하는 경우 선택의 문제가 발생하기 때문에, 본 발명에서는 각 구역마다 공간을 격자화하여 적용하였고, 경로가 관심의 대상이므로 주요지점만을 골라서 사용자의 존재여부를 확인하였다. 또한, 전파세기 및 전파 도착시간 혹은 도착각도가 항상 일정하지 않고 시간에 따라 변하며, 정지상태에 있던 장치가 움직이기 시작하는 경우 오차가 더욱 커지기 때문에 본 발명은 주어진 환경에 적합한 문턱치 RSSI를 적용하도록 하여 LBS방식에 보더 적합하게 하였다.
본 발명에서 구현한 거주자 기반 재택형 위치인식 및 사용자 식별시스템은 사용자 식별을 통해 가정 내 구성원의 맥박,혈당,체온, 혈중산소농도(SpO2), 심전도 등의 생체신호정보를 사용자의 위치와 함계 제공함으로써 거주자 위치의 모니터링을 통해 급사, 사고등을 예방할 수 있고, 빠른 응급서비스 제공을 기대할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 센서네트워크 기반 신호강도 맵을 이 용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 블럭도로, 생체신호검출부(10), 사용자 센서부(100), 라우터(Router)부(200), 싱크(Sink, Pan-Coordinator)부(300), 모니터링부(400)로 이루어진다.
생체신호검출부(10)는 변기, 욕조, 침대, 책상, 컴퓨터, 의자 등에 장착되어, 그 사용자의 생체신호를 검출하는 계측기로서, 사용자가 몸에 휴대하고 있는 사용자 센서부(100)가 일정 영역 이내로 접근하면 그 사용자 센서부(100)의 고유ID를 인식하고 그에 따른 생체신호측정하여 싱크부(300)을 통해 모니터링부(400)로 전송한다. 또는 생체신호검출부(10)에서 검출된 생체신호는 유선 또는 무선으로 모니터링부(400)에 직접 전송될 수 있으며, 경우에 따라서는 사용자 센서부(100), 라우터부(200), 싱크부(300)를 거쳐 모니터링부(400)로 전송될 수도 있다. 또는 생체신호검출부(10)에서 검출된 생체신호는 라우터부(200), 싱크부(300)를 거쳐 모니터링부(400)로 전송될 수도 있다. 생체신호검출부(10)는 맥박,혈당,체온, 혈중산소농도(SpO2), 심전도, 체중, 혈압 등의 생체신호정보를 검출한다. 다시말해, 생체신호검출부(10)는 변기, 욕조, 침대, 책상, 컴퓨터, 의자 등에 장착되어, 이들을 사용자가 사용할때 자동적으로 편안하게 생체신호를 측정할 수 있다. 예를들어 생체신호검출부(10)의 각 계측기의 사용자를 한명으로 가정하면 사용자 구분을 위해 휴대한 모듈과 부착된 모듈 사이의 링크 품질 지표(link quality indicator)(LQI)가 0xF0 이상일 경우 할당된 ID가 전송되도록 구현할 수 있다.
사용자 센서부(100)는 고유 ID가 부여된 센서노드, 즉 고유 ID가 부여된 사용자 메인 모듈로서, 사용자가 휴대하거나 사용자에게 장착되어 사용된다. 사용자 센서부(100)는 경우에 따라 복수개로 이루어질 수도 있으며, 각 사용자 센서부(100)는 P2P(peer to peer) 네트워크를 형성한다.
사용자 센서부(100)는 예를들어 한국정보통신연구원(ETRI)에서 개발한 Nano-24 메인모듈을 사용할 수 있다. Nano-24는 유비쿼터스 환경 기반 기술인 센서 네트워크 개발을 위한 키트로 CPU는 RISC구조의 Atmega128L이며, In-System reprogammable(ISR) 기반의 플래시 메모리, 내부 SRAM, EEPROM, 내·외부 SDRAM을 지원하며, 메인모듈과 인터페이스모듈이 있다. Nano-24 메인모듈은 MCU(Atmega128L)와 2.4GHz의 주파수 대역을 이용하는 RF송수신모듈(CC2420)을 가지고 있어 기본적인 RF통신이 가능하고 OS를 구동시키며, Zigbee 프로토콜, PCB안테나가 내장되어있어 소형이다. Nano-24 인터페이스 모듈은 Nano-24 메인모듈 혹은 다른 센서 모듈과 적층하여 사용하며 프로그램 다운로드, 외부전원 사용, MAX232를 내장하고 있어 시리얼 통신이 가능하다. 한국정보통신연구원(ETRI)에서 개발한 Nano시스템을 구동하기위한 소프트 웨어로 Nano-Q+가 있으며, Simple Scheduler, TimedScheduler,Preemption Scheduler, RF Driver, Serial Driver, ADC Driver등을 포함한 센서네트워크 운영체제이다. 또한 Nano시스템 구현을 위한 커널은 Nano-qplusn 1-5.le버젼을 사용할 수 있다.
라우터부(200)는 건물내에 장착되는 라우터로 고유 ID를 가지고 있으며, 사 용자 센서부(100)를 인식하여 사용자 센서부(100)의 고유 ID와 사용자 센서부(100)의 RSSI를 싱크부(300)로 전송한다. 즉, 라우터부(200)에서 사용자 센서부(100)로부터 수신한 정보는 사용자 센서부(100)의 ID이고, 라우터부(200)에서 싱크부(300)로 송신할 정보는 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI 이다. 라우터부(200)는 복수개로 이루어질 수도 있다. 라우터부(200)는 Nano-24 메인모듈을 사용할 수 있으며, 예를들어 라우터부(200)는 각 방의 천장 등에 장착할 수 있다. 하나의 라우터부(200)에 4개의 사용자 센서부(100)로부터 접근이 가능한 그물망 형태의 메쉬 네트워크를 이룬다.
싱크부(300)는 라우터부(200)로부터 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI를 수신하며, 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI를 모니터링부(400)로 전송한다. 싱크부(300)는 Nano-24 메인모듈 및 Nano-24 인터페이스모듈을 구비하여 이루어질 수 있다. 각 라우터부(200)가 송신한 정보는 싱크부(300)에서 1:1로 수신하며 각 라우터부(200)와 싱크부(300)사이는 스타 네트워크로, 즉 하나의 싱크부(300)를 중심으로 모든 노드(라우터부(200))가 싱크부(300)로 연결을 요청하고, 싱크부(300)가 연결을 허락한 모든 노드의 연결을 제어한다. 따라서 스타-메쉬 네트워크는 하나의 싱크부(300)와 다수의 라우터부(200), 라우터부(200)에 연결된 다수의 사용자 센서부(100)로 구성된다.
모니터링부(400)는 싱크부(300)로 부터 사용자 센서부(100)의 고유 ID, 라우터부(200)의 고유 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI를 수신하 고, 수신된 신호로 부터 연산처리하여 사용자의 위치 인식을 한다. 모니터링부(400)는 컴퓨터를 이용하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서 신호 강도 맵(signal strength map)을 이용한 위치 인식 방법은 사전에 특정영역에서 사용자가 휴대한 사용자 센서부(100)와 천장에 부착된 라우터부(200) 사이의 RSSI를 미리 측정하여 각 지점에서 측정된 RSSI를 모두 DB화하여 신호 강도 맵(signal strength map)을 구성한다. 구성된 신호 강도 맵을 이용하여 각 방에 사용자의 유/무를 구별하기 위해 천장의 라우터부(200)가 특정 RSSI값 이내의 영역에 들어올 때만 사용자의 ID를 전달 받도록 문턱치값을 지정하였다.
사용자 센서부(100)의 고유 ID, 라우터부(200)의 고유 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI의 데이터 포멧이 모니터링부(400)로 전달되면 모니터링부(400)에서 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤 각 영역의 위치 유무를 구별한다.
도 2는 도 1의 생체신호 검출부를 설명하기 위한 설명도로, 생체신호 센싱부(11), 생체신호 전처리부(30), 사용자 송신부(60)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 생체신호 검출부(10)는 사용자 식별을 통해 가정 내 구성원의 맥박, 혈당, 체온, 혈중산소농도(SpO2), 심전도, 혈압, 체온, 체중 등의 생체신호정보를 검출할 수 있다.
생체신호 센싱부(11)는 인체로부터 생체신호들을 검출한다. 생체신호 센싱부(11)는 심전도 검출센서부(12), 산소포화도 검출센서부(14), 혈압 검출센서부(16), 체온 검출센서부(18), 혈당검출 센서부(20), 체중 검출센서부(22) 등으로 이루어진다.
심전도 검출센서부(12)는 2개의 심전도 측정전극과 하나의 기준전극으로 이루어져 심전도 신호를 검출한다. 심전도 검출센서부(12)는 변기, 책상 등에 장착되어 질 수 있다.
산소포화도 검출센서부(14)는 적색광, 근적외선광을 발광하는 발광수단과 이들 광이 투과되거나 반사된 광을 검출하는 광검출 수단을 구비하여 산소포화도를 검출한다. 상기 발광수단으로 발광다이오드를 사용할 수 있으며, 상기 광검출 수단으로 포토센서를 사용할 수 있다. 산소포화도 검출센서부(14)는 핸드폰, 침대, 책상 등에 장착되어 질 수 있다.
혈압 검출센서부(16)는 발광수단과 광검출 수단을 포함하는 광 혈류 검출센서로부터 혈압정보 신호를 검출한다. 혈압 검출센서부(16)는 핸드폰, 침대, 책상 등에 장착되어 질 수 있다.
체온 검출센서부(18)는 온도검출 센서로부터 체온을 검출한다. 체온 검출센서(18)는 써미스터 등으로 이루어질 수 있다. 체온 검출센서부(18)는 변기, 책상, 핸드폰, 침대 등에 장착되어 질 수 있다.
혈당 검출센서부(20)는 혈당을 검출하는 센서로, 피부 접촉식 혈당검출센서 등을 이용할 수 있다.
체중 검출센서부(22)는 체중을 검출하는 센서로, 로드셀 등을 이용할 수 있다. 체중 검출센서부(22)는 변기, 침대 등에 장착되어 질 수 있다.
생체신호 전처리부(30)는 생체신호 센싱부(11)로부터 수신된 생체신호들을 증폭하고 잡음을 제거하고 디지탈신호로 변환하는 전처리를 한다. 생체신호 전처리부(30)는 심전도신호 전처리부(32), 산소포화도신호 전처리부(34), 혈압신호 전처리부(36), 체온신호 전처리부(38), 혈당신호 전처리부(40), 체중신호 전처리부(42) 등으로 이루어진다.
심전도신호 전처리부(32)는 심전도 검출센서부(12)로부터 심전도 신호를 수신하여 증폭하고 잡음을 제거하며 디지탈신호로 변환한다.
산소포화도신호 전처리부(34)는 산소포화도 검출센서부(14)로부터 산소포화도 신호를 수신하여 증폭하고 잡음을 제거하며 디지탈신호로 변환한다.
혈압신호 전처리부(36)는 혈압 검출센서부(16)로부터 혈압정보 신호를 수신하여 증폭하고 잡음을 제거하며 디지탈신호로 변환한다.
체온신호 전처리부(38)는 체온 검출센서부(18)로부터 체온 신호를 수신하여 증폭하고 잡음을 제거하며 디지탈신호로 변환한다.
사용자 송신부(160)는 생체신호 전처리부(30)로부터 수신된 생체신호들을 연산처리하여 전송가능한 신호로 변환하여 직접 모니터링부(400)로 전송하거나 또는 사용자 센서부(100)를 통해 모니터링부(400)로 전송한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시례에 의한 LBS의 RF신호경로를 설명하기 위한 설명도이다.
본 발명에서의 센서네트워크는 사용자 센서부(100), 라우터부(200), 싱크부(300)로 나뉜다.
사용자 센서부(100)는 데이터만을 전송하고 다른 센서부, 라우터부로 수신 및 참여(Association)는 할 수 없으며 RFD(Reduced function devices)에 해당한다. 라우터(200)는 다른 라우터부 혹은 센서부로 전송, 수신, 참여가 모두 가능하며 부분 네트워크를 제어할 수 있으며, 제어하에 있는 기기들로부터 수집한 정보를 싱크로 전송하는 코디네이터(Coordinator)의 역할을 한다.
싱크부(300)는 네트워크에서 하나만 존재하고 전송, 수신, 참여가 가능하지만 라우터부(200)와는 달리 전체 네트워크에 수집된 정보가 모이고, 전체 네트워크에 참여한 기기들을 제어한다는 점에서 더욱 포괄적이며 FFD(full function devices)로 정의할 수 있다.
본 발명의 네트워크는 멀티-홉 라우팅(Multi-hop routing) 방식을, 세부적으로 도 3의 (a)의 스타 네트워크와 도 3의 (b)의 메쉬 네트워크를 혼용한 스타-메쉬 네트워크라 할 수 있다.
사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이에 적용한 메쉬 구조는 노드간 링크가 끊어졌을 때 다시 복구될 수 있고 각각의 라우터부(200)가 서로 정보를 주고받으며 네트워크의 상태를 파악할 수 있다는 점에서 최상의 루트를 구성할 수 있다. 또한 실내 공간이 협소하고 좁기 때문에 라우터부(200)들이 서로 연결될 수 있는 가까운 위치에 존재한다. 라우터부(200)와 싱크부(300) 사이의 스타구조는 상위 라우터, 즉 싱크부(300)를 지정해 줄 수 있어 모양이 단순하고 문턱치 RSSI를 적용함에 따라 데이터 전송 지연과 같은 병목 현상 및 전체 네트워크의 트래픽을 분산시킬 수 있는 장점이 있다. 여기서 측정한 센서 디바이스의 RF통신 범위는 약 0~50m으로 할 수 있으며, 선형성을 유지하는 5m이내의 거리 제한으로 인한 넓은 범 위의 데이터 수집을 위해서 데이터간의 릴레이가 가능한 멀티-홉 라우팅 방식을 적용하였다.
각 사용자 센서부(100)들은 센서 값을 수집하면서 최종목적지인 싱크부(300)까지 라우팅하면서 데이터를 전송한다. 즉, 사용자가 사용자 센서부(100)를 휴대하고 실내에 고정된 라우터부(200)로 브로드캐스팅한다. 따라서 모든 라우터부(200)는 4개의 사용자 센서부(100)로부터 RF신호를 수신가능하며 각 사용자 센서부(100)는 할당된 고유 ID를 라우터부(200)로 전송한다. 그러므로 사용자 센서부(100)에서 라우터부(200)로 전송할 수 있는 경로는 20개이다.
메쉬 네트워크는 하나의 라우터부(200)에 4개의 사용자 센서부(100)로부터 접근이 가능한 그물망 형태로 각 사용자 센서부(100)는 P2P(peer to peer) 네트워크를 형성하며, 라우터부(200)에서 수신한 정보는 사용자 센서부(100)의 ID이고 라우터부(200)에서 싱크부(300)로 송신할 정보는 라우터부(200) 자신의 ID와 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI이다. 각 라우터부(200)가 송신한 정보는 싱크부(300)에서 1:1로 수신하며 각 라우터의 싱크사이는 스타 네트워크로, 즉 하나의 싱크부(300)를 중심으로 모든 노드가 싱크부(300)로 연결을 요청하고, 싱크부(300)가 연결을 허락한 모든 노드의 연결을 제어한다. 따라서 스타-메쉬 네트워크는 하나의 싱크부(300)와 다수의 라우터부(200), 라우터부(200)에 연결된 다수의 사용자 센서부(100)로 구성된다.
라우터부(200)가 동일한 데이터를 싱크부(300)로 전송할 경우, 데이터 전송률은 전체 네트워크에서 갑자기 증가한다. 이는 모듈간 데이터 천이 시간동안 네트 워크 연결을 그대로 유지하거나 특정 문턱치 이상의 RSSI를 설정하여 전체 네트워크의 데이터량을 줄임으로써 해결할 수 있다.
본 발명의 네트워크의 흐름은 도 2와 같이, 4개의 사용자 센서부(100)가 고유 ID를 라우터부(200)로 전송하고 5개의 라우터부(200)는 사용자 센서부(100)로부터 전송된 ID와, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI를 수신한 뒤, 다시 라우터부(200)의 ID를 포함해 싱크부(300)로 전송한다. 최종적으로 싱크부(300)에서 수신한 데이터는 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 라우터부(200) 사이의 RSSI, 라우터부(200)와 싱크부(300)사이의 RSSI이다. 따라서 본 발명의 무선센서 네트워크는 사용자 센서부(100)가 4개, 라우터부(200)가 5개, 싱크부(300)가 1개로 구성된다. 즉 본 발명의 무선센서 네트워크는 센서4개, 라우터5개, 싱크1개로 구성된다.
또한, 본 발명에서는 사용자가 고유ID가 할당된 사용자 센서부를 휴대하고, 사용자가 변기, 욕조, 침대에 일정 영역 이내로 접근하면 할당된 고유ID가 계측기에 부착된 모듈로 전송된다. 그때 자동적으로 사용자는 편안하게 생체신호를 측정할 수 있게 된다. 각 계측기의 사용자를 한명으로 가정하고 사용자 구분을 위해 휴대한 모듈과 부착된 모듈 사이의 LQI(link quality indicator)가 0xF0 이상일 경우 할당된 ID가 전송되도록 구현하였다.
또한 본 발명에서는 IEEE802.15.4규격을 따르는 센서를 사용하여 실내에서 위치 인식하는 방식으로 주어진 장소에서 사전에 측정된 RSSI를 사용하는 신호강도 맵을 적용하였다. 또한 RSSI방식에 있어 경로손실(path loss)을 분석하는 것은 위치의 정확도를 높이는데 중요하다. RSSI측정시, 여러신호를 수신하는 경우 수신된 신호의 위상 왜곡이 발생하는 다중 경로 페이딩 (Multi-path fading)과 송신기와 수신기 사이의 시야가 확보되지 않아 수신기는 송신기가 보낸 신호를 직접 받지 못하고 반사, 회절, 분산된 신호만 수신함에 따른 오차가 발생하기도 하는데, 이를 해소하기 위하여 본발명에서는 주어진 장소에서 사전에 측정된 RSSI를 이용하여 데이터 베이스를 구축하는 신호강도 맵 기반 방식을 적용하였다.
일반적으로 모니터링 시스템은 RTMS(real time monitoring system), LBS(lacation based service)로 대별할 수 있는데, 그 중 RTMS는 실시간으로 위치를 모니터링 하는 방식으로 라우터가 많을수록 해상도가 높다. 또한 LBS는 정해진 구역에 사람이 존재유무를알 수 있으며 RTMS에 비해 필요한 노드의 수가 작다. 본 발명에서는 LBS 방식에 트랙킹을 제외한 실시간으로 위치를 모니터링 방식을 적용하였다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템의 개략적인 순서도이다.
우선, 사용자가 휴대한 메인모듈인 사용자 센서부(100)의 ID 할당과정은 다음과 같다. 사용자 센서부(100)는 IEEE 802.15.4규격을 따르는 센서이다.
채널을 스캐닝하여 싱크의 MAC 주소를 검출한다(S110).
IEEE 802.15.4 규격의 사용자 센서부(100)를 초기화한다(S120).
Nano시스템인 사용자 센서부(100)을 구동하는 Nano-Q+를 초기화한다(S130).
사용자 센서부(100)의 ID를 전달한다(S140).
다음은 천장에 부착된 라우터부(200)의 ID 할당과정 그리고 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI 측정과정을 설명한다.
채널을 스캐닝하여 싱크의 MAC 주소를 검출한다(S210).
IEEE 802.15.4 규격의 라우터부(200)를 초기화한다(S220).
사용자 센서부(100)로부터 송신되는 RF신호의 RSSI를 저장한다(S230).
문턱치 RSSI를 적용하여 선택된 사용자 센서부(100)의 데이터를 수신하도록 연결한다(S240). 다시말해 기설정된 문턱치 RSSI 이상의 RSSI인 사용자 센서부(100)로부터 라우터부(200)로 데이터를 전송하도록 연결한다.
Nano시스템인 라우터부(200)을 구동하는 Nano-Q+를 초기화한다(S250).
사용자 센서부(100)로부터 라우터부(200)에 전달되는 데이터를 수신한다(S260). 이때, 라우터부(200)에서 사용자 센서부(100)로부터 수신한 정보는 사용자 센서부(100)의 ID이다.
라우터부(200)에서 수신된 데이터 및 라우터 ID를 싱크부(300)로 전송한다(S270). 이때, 라우터부(200)에서 싱크부(300)로 송신되는 정보는 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI 이다.
다음은 싱크부(300)에서 전체 네트워크의 데이터 수집 및 모니터링부로의 데이터 전송에 대해 설명한다.
채널을 스캐닝하여 싱크의 MAC 주소를 검출한다(S310).
IEEE 802.15.4 규격의 싱크부(300)를 초기화한다(S315).
라우터부(200)로부터 송신되는 RF신호의 RSSI를 저장한다(S320).
문턱치 RSSI를 적용하여 선택된 라우터부(200)에 데이터를 수신하기 위해 연결한다(S325). 다시말해 기설정된 문턱치 RSSI 이상의 RSSI인 라우터부(200)로부터 싱크부(300)로 데이터를 전송하도록 연결한다.
Nano시스템인 싱크부(300)을 구동하는 Nano-Q+를 초기화한다(S330).
라우터부(200)로부터 싱크부(300)에 전달되는 데이터를 수신한다(S335). 이때, 라우터부(200)로부터 싱크부(300)로 전송된 정보는 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI이다.
싱크부(300)로 수신된 데이터를 연산처리한다(S340). 여기서는, 수신된 데이터를 모니터링부(400)로 전송하기 위한 포맷으로 만들고 이를 모니터링부(400)로 전송하는 것을 포함한다. 또한, 여기서는 사용자 센서부(100)의 고유 ID에 따른 사용자의 추가되는 데이터, 즉 생체신호검출부(10)로부터 계측된 데이터(생체 정보 데이터)가 있는지 판단하는 것도 포함될 수도 있다.
데이터의 수신이 완료되기를 기다린다(S345). 여기서는 싱크부(300)에서 모니터링부(400)으로 데이터를 전송하는 것이 완료되는 것을 기다리는 것을 포함한다. 이때 전송되는 데이터는 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI 이다. 또한, 여기서는 사용자 센서부(100)의 고유 ID에 따른 사용자의 생체 정보 데이터가 수신되는 것도 포함될 수도 있다.
다음은 욕조 변기 침대의 사용자 식별되는 과정을 설명한다.
사용자 센서부(100)의 ID를 식별한다(S350).
확인된 사용자 센서부(100)의 ID를 변기, 침대, 욕실 등에 위치된 생체신호검출부(10)로 전송한다.
위치 인식을 한다(S355). 여기서는 사용자 센서부(100)의 ID에 따른 사용자의 위치 인식 그리고 사용자가 사용중 이거나 근접한 물체 또는 생체신호검출부(10)를 인식하는 것을 포함한다.
직렬 통신을 한다(S360). 여기서 이들 물체 또는 생체신호검출부(10)와의 통신을 포함한다. 또한, 여기서는 사용자 센서부(100)의 고유 ID에 따른 생체신호검출부(10)에서 검출된 생체 정보 데이터가 전송되는 것도 포함될 수 있다.
다음은 모니터링부(400)에서 위치인식을 위한 모니터링부(400)의 프로그램과정을 설명한다.
모니터링부(400)로 직렬 데이터 수신의 이벤트의 발생에 의해 모니터링부(400)로 데이타가 수신된다(S410). 여기서 수신되는 데이터는 싱크부(300)로부터 수신된 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI를 포함하며, 또한 생체신호검출부(10)에서 검출된 생체 정보 데이터를 수신하는 것을 포함한다.
100ms의 간격에서 타이머의 이벤트를 발생한다(S420). 여기서는 모듈간 데이터 천이 시간동안 네트워크 연결을 그대로 유지하게 한다. 즉, 100ms마다 모든 정보가 업데이트 된다.
모니터링부(400)에서 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤 각 영역의 위치 유무를 구별하며 이 결과를 디스플레이한다(S430). 즉, 사용자 센서부(100)의 ID, 라우터부(200)의 ID, 사용자 센서부(100)와 라우터부(200) 사이의 RSSI의 데이터 포멧이 모니터링부(400)로 전달되면 모니터링부(400)에서 데이터 파싱을 한 뒤 각 영역의 위치 유무를 구별한다.
이를 정리하면, 도 5에서와 같이, 사용자 센서부(100)에서 라우터부(200)로 사용자 센서부(100)의 고유 ID를 브로드캐스팅한다.
라우터부(200)에서는 사용자 센서부(100)에서 송신한 ID와 센서부(100)로부터 RSSI를 수신하고 외부에서 RSSI데이터 패킷이 수신될 때 마다 타이머/인터럽트에 의해 수신함수가 호출되고, 일정시간의 지연을 가진 뒤 참여 관계에 있는 싱크로 사용자 센서부 ID, 라우터부 ID, 사용자 센서부로부터 수신된 RSSI값이 전송된다. 싱크부로 수신된 데이터는 384000bps로 모니터링부(PC)로 전송된다. 전송된 데이터는 마이크로소프트C#를 이용하여 이진 트리(Binary tree)와 더블 링크드 리스트(duble linked list)을 적용하여 데이터를 처리하였고, 100ms마다 모든 정보가 업데이트 되는 실시간 모니터링 프로그램을 구현하였다.
도 6은 본 발명에서 구현한 네트워크인 스타-메쉬 네트워크를 설명하기 위한 설명도이다.
본 발명의 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템은 센서, 라우터, 싱크로 연결된 멀티홉(Multi-hop Routing)방식을 적용하였다. 센서와 라우터간의 네트워크와 라우터와 싱크간의 네트워크로 구성되어 있고 각 계층사이의 적용된 네트워크는 상이하다. 즉, 메쉬 네트워크와 스타네트워크를 혼용한 스타-메쉬 네트워크 방식을 구성하였다.
도 7은 본 발명에서 무선센서네트워크에서의 사용자 식별에 대해 설명하기 위한 설명도이다.
도 7에서는 사용자를 2명으로 가정할 경우로서, 순서에 따라 나열하면 다음과 같다.
첫째로, 사용자가 휴대한 메인 모듈에 고유 ID를 할당한다.
둘째로. 변기, 욕조, 침대 등에 라우터 혹은 싱크 기능을 부여한 메인 모듈을 부착한다.
셋째로. 변기, 욕조, 침대를 1인이 사용한다고 가정하여 사용자가 7cm 접근하면 자동적으로 사용자가 휴대한 모듈의 ID를 변기, 욕조, 침대에 부착된 모듈로 전송한다.
넷째로, 모듈로 전송된 ID가 변기, 욕조, 침대의 계측기의 자동 측정을 유도하는 스타트 신호가 되어 생체신호를 계측한다.
다섯째로, 사용자를 구분하고 이에 따른 측정된 각 생체신호를 모니터링함으로써 건강관리를 한다.
본 발명의 신호 강도 맵을 이용한 위치기반 서비스에 있어서, 사용자가 휴대한 모듈을 가지고 변기, 욕조, 침대에 가면 자동적으로 계측기의 on/off를 제어할 수 있고 이에 따른 생체신호정보가 재택건강관리 서버로 전송되어 사용자가 집안 곳곳을 돌아다닐 때 특정 위치에 따른 개인의 생체신호의 분석 및 진단이 가능하다. 따라서 이를 LBS(Location Based Service)라 한다.
도 8은 본 발명에서 1~5m까지 그리고 0~330도 까지 두 노드사이에 측정된 RSSI의 일예이다.
도 8은 자유 공간에서 PCB 안테나로 얻어진 결과로, 여기서는 수신기와 송신기를 마주보고 있을 때를 0도로 가정한다. 수신기를 고정시키고 송신기를 0~360도까지 30도간격으로 회전시키면서 1m 간격으로 거리를 늘려가면서 5m 까지 100번 측정하였다. 그림4에서 120도 간격마다 측정된 RSSI는 유사하고, 사용된 안테나는 각 섹터마다 스펙트럼 리소스를 공유함을 알 수 있다. 도 8의 결과를 얻는 실험에서 라우터는 천장에 고정시키고 센서는 몸에 부착시킴으로 써 두 노드 사이의 방사 각도 및 측정방향을 도 9와 같이 결정하였다.
도 8에서의 사용자 센서부와 싱크부 사이를 1:1, 즉 P2P로 연결하여 싱크를 고정시키고 동일한 위치를 유지하면서 센서를 30도의 해상도로 돌려가며 측정하였다. 즉 사용자 센서부와 싱크부 사이의 측정되는 각도를 실험한 결과값으로 두 모듈사이에 특정각도를 유지해야만 일관성있는 RSSI를 측정할 수 있음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명에서 각 영역의 특정거리에서 최적의 RSSI의 측정방식을 설명하기위한 설명도이다. 즉, 도 9는 도 8의 결과를 얻는 실험에서 라우터, 센서의 두 노드 사이의 방사 각도 및 측정방향을 결정한다.
도 10은 본 발명의 일시시예에 의한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템의 평면도의 일예이다.
ID인증은 침대,욕조,변기에서 생체신호를 측정을 위한 사용자를 구분하는 단계로, 사용자가 메인모듈인 사용자 센서부을 휴대하고 방에서 활동하다가 변기,침 대,욕조에 최소 거리로 이동할 때 침대, 욕조, 변기에 부착된 모듈로 할당된 ID가 전송되어 자동적으로 측정된다. 측정된 혈당, 혈압, 맥박, 심전도, 혈중산소농도 (SpO2)와 같은 정보를 실험실내 사용자 위치를 토대로 모니터링 할 수 있다.
두 번째로 방안에서 거주하고 있는 사람의 위치 인식과 모니터링 시스템이다. 방 내부를 1m×1m로 나누어 5개의 라우터부에서 최소 1m, 최대 3m 까지 각 위치마다 센서와 라우터 사이의 RSSI를 50회 측정하여 도 10의 각 위치마다 신호 강도 맵을 구현하였다.
도 11은 도 10에서 각 노드섹터에서 측정한 RSSI의 일예이고, 도 12는 도 11의 결과에 대한 표준편차이다.
도 11은 도 10에서 설정한 해상도를 고려하여 각 노드섹터에서 측정한 RSSI*에 해당하는 지점이 각 섹터의 라우터이다. 도 12는 도 11의 결과에 대한 표준편차*에 해당하는 지점이 각 섹터의 라우터이다.
도 11의 (a)는 노드5섹터에서 측정한 RSSI이고, 도 11의 (b)는 노드6섹터에서 측정한 RSSI이고, 도 11의 (c)는 노드7섹터에서 측정한 RSSI이고, 도 11의 (d)는 노드8섹터에서 측정한 RSSI이고, 도 11의 (e)는 노드9섹터에서 측정한 RSSI이다.
도 11은 각 섹터의 고유 위치에서 측정된 RSSI로 제한된 공간에서의 신호강도 맵이다. 측정결과는 RF 신호의 특성과 유사하게 송신부와 수신부 사이의 거리가멀어짐에 따라 RSSI는 감소하였지만, 가구, 가전제품과 같은 장애물의 영향에 따른 RF신호의 회절 및 반사로 인해 RSSI가 증가하는 구간도 확인할 수 있었다.
도 12는 도 11에서 각 위치에서 측정된 RSSI의 표준편차로 위치에서의 오차 분포를 나타내며 이는 사람의 움직임에 다른 송신기와 수신기 사이의 송수신 각도의 변화가 분포의 주된 요인이라 할 수 있다.
본 발명에서 사용한 RSSI는 신호원으로부터 수신기에 들어오는 신호전력을 의미하며 안테나의 이득이나 회로내부의 손실은 고려하지 않는다. 또한 프로그래밍에서 사용된 RSSI는 16진소 패킷, LQI로 노드간의 연결 정도를 나타내며 0x00~0xFF범위의 다이나믹 레인지를 갖는다.
상술한 바와 같이 본 발명은 거주자의 위치를 인식하고 자동적으로 생체신호를 측정할 수 있는 사용자 식별시스템으로 RSSI를 이용함으로써, 추정, 확률을 이용하는 방법에 비해 센서 모듈에 프로그램이 가능하고 정확도가 높다는 장점이 있다. LBS방식의 스타-메쉬 네트워크를 혼용한 멀티 홉 라우팅 방식을 적용하여 실시간 측면에서 가장 효율적인 네트워크를 구성하였다.
RSSI알고리즘방식은 수신기기와 송신기기의 사이의 전력을 비교하여 거리를 추정하는 방식으로 경험적인 측정이 매우 중요하며 센서네트워크의 초경량, 저전력, 휴대성의 목적에 부합하는 문턱치 RSSI를 적용하였다.
본 발명은 특정환경에서 실험을 통해 사전에 측정된 RSSI를 토대로 신호강도 맵을 데이터 베이스화하여 측정된 값으로 거리를 추정하는 방식을 적용하였다. 사용자 식별에 적용한 0xF0의 문턱치 RSSI는 욕조, 침대, 변기에서 생체신호를 측정할 때 사용자를 1인으로 제한해야 하기 때문에 적절하다. 사용자의 위치추정시, 추정공간의 각 구역을 1×1m로 나누어 실험을 통해 특정위치에 따라 문턱치 RSSI를 사용하였다.
RSSI를 적용해야 하는 이유는 2가지로 요약해 보면, 첫 번째로 일반적인 RF신호의경로는 신호를 방해하는 환경, 장애물에 따라 달라지는데 이러한 현상의 적절한 예는 집안의 가전제품, 가구등에 의한 RF신호의 회절, 반사로 인한 것으로 거리에 따라 측정된 RSSI는 비선형적이다. 두 번째로 센서 모듈의 메모리의 용량이 매우 작아 계산과정 및 연산이 복잡한 알고리즘을 구현할 수 없다. 그렇지만 신호강도 맵을 이용한 방법은 구현하기 메모리 및 계산과정 측면에서 매우 효율적이다.
RTMS는 LBS에 비해 모니터링 할 대, 위치 트랙킹에 실시간에 이점이 있지만 사용자가 1인 늘어날 때에 네트워크상에 증가하는 데이터량에 비해 훨씬 비효율적이다. 따라서 추적하고자 하는 이동개체가 기지정된 공간에 존재하는지 여부를 통해 이동개체의 위치를 확인하는 방식을 도입하였고, 노드가 촘촘하게 배치되어있을 수록추정의 정확도는 높아진다. 2명이상의 사용자가 라우터 경계에 존재하는 경우 선택의 문제가 발생하기 때문에 각 구역마다 공간을 격자화하여 적용하였고, 경로가 관심의 대상이므로 주요지점만을 골라서 사용자의 존재여부를 확인하였다. 전파세기 및 전파 도착시간 혹은 도착각도가 항상 일정하지 않고 시간에 따라 변하며, 정지상태에 있던 장치가 움직이기 시작하는 경우 오차가 더욱 커지기 때문에 주어진 환경에 적합한 문턱치 RSSI를 적용한 LBS방식이 더 적합하다.
본 발명에서 구현한 거주자 기반 재택형 위치인식 및 사용자 식벽리스템은 사용자 식별을 통해 가정 내 구성원의 맥박,혈당,체온, 혈중산소농도(SpO2), 심전도 등의 생체신호정보를 사용자의 위치와 함계 제공함으로써 거주자 위치의 모니터 링을 통해 급사, 사고등을 예방할 수 있고, 빠른 응급서비스 제공을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2는 도 1의 생체신호 검출부를 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 스타 네트워크 및 메쉬 네트워크를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시례에 의한 LBS의 RF신호경로를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템의 개략적인 순서도이다.
도 6은 본 발명에서 구현한 네트워크인 스타-메쉬 네트워크를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 본 발명에서 무선센서네트워크에서의 사용자 식별에 대해 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 본 발명에서 1~5m까지 그리고 0~330도 까지 두 노드사이에 측정된 RSSI의 일예이다.
도 9는 본 발명에서 각 영역의 특정거리에서 최적의 RSSI의 측정방식을 설명하기위한 설명도이다.
도 10은 본 발명의 일시시예에 의한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템의 평면도의 일예이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 생체신호검출부 11: 생체신호 센싱부
12: 심전도 검출센서부 14: 산소포화도 검출센서부
16: 혈압 검출센서부 18:체온 검출센서부
20: 혈당 검출센서부 22: 체중 검출센서부
30: 생체신호 전처리부 32: 심전도신호 전처리부
34: 산소포화도신호 전처리부 36: 혈압신호 전처리부
38: 체온신호 전처리부 40: 혈당신호 전처리부
42: 체중신호 전처리부 60: 사용자 송신부
100: 사용자 센서부 200: 라우터부
300: 싱크부 400: 모니터링부
Claims (23)
- 고유 ID(사용자 센서부의 ID)가 부여된 사용자 메인 모듈로서, 사용자가 휴대하거나 사용자에게 장착되어 사용되는 사용자 센서부;건물내에 장착되며, 고유 ID(라우터의 ID)를 가지고 있으며, 사용자 센서부로부터 상기 사용자 센서부 ID를 수신받는 라우터부;상기 라우터부로부터 상기 사용자 센서부의 ID, 상기 라우터부의 ID, 상기 사용자 센서부와 상기 라우터부 사이의 RSSI(수신 신호 강도)를 수신하는 싱크부;상기 싱크부로부터 사용자 센서부의 ID, 라우터부의 고유 ID, 사용자 센서부와 라우터부 사이의 RSSI를 수신하고 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤, 신호강도 맵을 이용하여 연산처리하여 사용자의 위치를 판단하는 모니터링부;를 포함하는, 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템에 있어서,신호 강도 맵(signal strength map)은, 사전에 특정영역에서 사용자가 휴대한 사용자 센서부와 천장에 부착된 라우터부 사이의 RSSI를 미리 측정하여, 건물내의 각 지점에서 측정된 RSSI를 모두 DB화하여 구성된 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 사용자 센서부, 라우터부, 모니터링부를 적어도 구비하는 신호강도 맵(signal strength map)을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템에 있어서,상기 신호 강도 맵은, 사전에 특정영역에서 사용자가 휴대한 사용자 센서부와 천장에 부착된 라우터부 사이의 RSSI(수신 신호 강도)를 미리 측정하여, 건물내의 각 지점에서 측정된 RSSI를 모두 DB화하여 구성되며;상기 사용자 센서부는 복수개로 이루어지며, 각 사용자 센서부는 P2P(peer to peer) 네트워크를 구성하고, 각 사용자 센서부는 고유 ID(사용자 센서부의 ID)가 부여되어 있으며;상기 라우터부는 복수개로 이루어지며, 하나의 라우터부에 4개의 상기 사용자 센서부로부터 접근할 수 있도록하는 메쉬 네트워크로 이루어지며, 각 라우터부는 고유 ID(라우터의 ID)를 가지고 있으며;상기 싱크부는 한 개를 구비하며, 하나의 싱크부를 중심으로 모든 라우터부들이 싱크부로 연결을 요청하며 싱크부는 연결을 허락한 모든 라우터부의 연결을 제어하는 스타 네트워크로 이루어지며;상기 모니터링부는 상기 싱크부로부터 사용자 센서부의 ID, 라우터부의 고유 ID, 사용자 센서부와 라우터부 사이의 RSSI를 수신하고 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤, 신호강도 맵을 이용하여 연산처리하여 사용자의 위치를 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,방안의 물체에 장착되어 있으며 사용자 센서부를 장착한 사람이 일정 영역 이내로 접근하면 상기 사용자 센서부의 고유ID를 인식하고 그에 따른 생체신호측정하는 생체신호검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 생체신호검출부는 검출된 생체신호를 싱크부를 통해 모니터링부로 전송하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 생체신호검출부는 검출된 생체신호를 사용자 센서부, 라우터부, 싱크부를 통해 모니터링부로 전송하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 생체신호검출부는 검출된 생체신호를 라우터부, 싱크부를 통해 모니터링부로 전송하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,생체신호검출부는 맥박,혈당,체온, 혈중산소농도(SpO2), 심전도, 체중, 혈압 중의 적어도 하나를 생체신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 생체신호검출부는 변기, 욕조, 침대, 책상, 컴퓨터, 의자 중의 적어도 하나에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,생체신호검출부의 각 계측기의 사용자를 한 명일때, 사용자 구분을 위해 휴대한 모듈과 부착된 모듈 사이의 링크 품질 지표(link quality indicator)(LQI)가 0xF0 이상일 경우 할당된 사용자 센서부의 ID가 생체신호검출부로 전송되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 사용자 센서부 또는 상기 라우터부 또는 싱크부는 Nano시스템으로 이루어진 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제10항에 있어서,상기 사용자 센서부 또는 상기 라우터부 또는 싱크부는 Nano-24 메인모듈을 각각 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제11항에 있어서,상기 싱크부는 Nano-24 인터페이스모듈을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으 로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 라우터부는 건물내 천장에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 모니터링부는 컴퓨터로 이루어진 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 삭제
- 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 신호 강도 맵을 이용하여 각 방에 사용자의 유/무를 구별하기 위해 천장의 라우터부가 기설정된 RSSI값 이내의 영역에 들어올 때만 사용자의 ID를 전달 받도록 하는 문턱치값을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,멀티-홉 라우팅(Multi-hop routing) 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 시스템.
- 라우터부가 사용자 센서부로부터 상기 사용자 센서부의 ID를 수신받는 제1단계;상기 제1단계에서 사용자 센서부의 ID를 수신한 라우터부가 상기 사용자 센서부의 ID, 라우터부의 ID, 상기 사용자 센서부와 상기 라우터부 사이의 RSSI(수신 신호 강도)를 싱크부로 전송하는 제2단계;상기 제2단계에서 수신된 상기 사용자 센서부의 ID, 상기 라우터부의 ID, 상기 사용자 센서부와 상기 라우터부 사이의 RSSI를 싱크부에서 모니터링부로 전송하는 제3단계;상기 제3단계에서 데이터를 수신한 모니터링부는 데이터 파싱(Parsing)을 한 뒤, 신호강도 맵을 이용하여 연산처리하여 사용자의 위치를 판별하는 제4단계;를 포함하는, 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 방법에 있어서,신호 강도 맵은, 사전에 특정영역에서 사용자가 휴대한 사용자 센서부와 천장에 부착된 라우터부 사이의 RSSI를 미리 측정하여, 건물내의 각 지점에서 측정된 RSSI를 모두 DB화하여 구성된 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 방법.
- 제18항에 있어서,방안의 물체에 장착되어 있는 생체신호검출부에서 사용자 센서부를 장착한 사람이 일정 영역 이내로 접근하면 상기 사용자 센서부의 고유ID를 인식하고 그 사용자의 생체신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 신호강도 맵을 이용한 재택 의료형 위치인식 및 사용자 식별 방법.
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| CN102685882A (zh) * | 2011-03-11 | 2012-09-19 | 北京威讯紫晶科技有限公司 | 一种无线网络中的区域定位方法 |
| KR101330046B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2013-11-18 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 고령자의 일상생활지원을 위한 보행보조로봇을 이용한 고령자의 기억 보조 시스템, 및 보행보조로봇을 이용한 고령자의 기억 보조 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020011305A (ko) * | 2000-08-01 | 2002-02-08 | 성기봉 | 데이터통신망을 통한 위치인식시스템 및 그 위치인식방법 |
-
2007
- 2007-12-31 KR KR20070141498A patent/KR101487743B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020011305A (ko) * | 2000-08-01 | 2002-02-08 | 성기봉 | 데이터통신망을 통한 위치인식시스템 및 그 위치인식방법 |
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