KR101645443B1 - 센서 확장형 스마트 밴드 및 그 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서의 종류, 개수의 변경이 자유로운 스마트 밴드 및 그 작동 방법을 개시한다.
본 발명은 경성부와 연성부가 밴드 형태로 된 리지드 플렉시블 PCB와, 상기 연성부에 형성되어 센서가 탈착되는 단자홀과, 상기 경성부에 구비된 센서허브와, 상기 센서허브와 단자홀을 연결하여 데이터를 전달하는 데이터버스와, 상기 센서허브의 데이터를 무선통신으로 단말기와 송수신하는 통신부가 구비된 센서 확장형 스마트 밴드이다.

Description

센서 확장형 스마트 밴드 및 그 작동 방법{Sensor expansion type smart band and method}
본 발명은 센서 확장형 스마트 밴드에 관한 것으로 특히 이동통신단말기와 통신하며, 장착되는 센서의 종류, 개수의 변경이 자유로운 스마트 밴드 및 그 작동 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 건강에 대한 관심이 높아지면서 착용자의 생체정보 또는 움직임 정보를 측정하고, 측정정보를 스마트폰으로 전송하여 스마트폰에서 건강을 관리할 수 있도록 하는 스마트밴드가 사용되고 있으며, 그 대표적인 예로 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0056752호(발명의 명칭 : 운동량 자동 계측과 맞춤형 건강 DB를 이용한 휘트니스 케어 시스템 및 이의 운용방법 ; 이하 '인용발명'이라 함)가 있다.
이러한 인용발명은 도 1로 도시한 바와 같이, 사용자의 손목에 착용하여 심박수정보, 체온정보, 이동정보를 포함하는 운동정보를 체크하는 스마트밴드(10)와, 스마트밴드(10)로부터 운동정보를 전달받아 운동량 및 칼로리소모량을 계산하여 저장하고, 운동스케줄을 안내하며, 식단을 안내하는 스마트폰(20)과, 스마트폰(20)으로부터 운동정보를 전달받아 저장하고, 해당 운동정보를 전문가그룹에 전달하는 서버(30)와, 해당 운동정보를 통해 운동스케쥴 및 식단에 관한 정보를 서버(30) 또는 스마트폰(20)으로 제공하는 전문가그룹(40)을 포함하는 운동량 자동 계측과 맞춤형 건강 DB를 이용한 휘트니스 케어 시스템이다.
여기에서 인용발명의 스마트밴드(10)는 도 2에서 보는 바와 같이, 시계처럼 착용이 가능한 밴드형상으로 제조되며, 중앙부(101)에는 회로기판을 내장시키고 있고, 중앙부(101) 일면(손목등과 접촉하는 면)에는 체온감지센서(102)가 노출되어있고, 밴드(103)에는 심박을 감지하는 심박감지센서(104)를 내장시키고 있는 것이어서, 체온감지센서(102)와 심박감지센서(104)에 의해 착용자의 체온정보와 심박정보를 측정할 수 있게 되는 것이다.
그러나 인용발명의 스마트밴드(10)는 구비되어 있는 센서의 고장 시 스마트밴드(10) 자체를 수리하여야 하는 것이며, 성능이 더욱 향상된 센서를 사용하기 위해서는 이러한 센서가 적용된 스마트밴드로 교체해야 하는 것이고, 체온과 심박 측정 이외에 습도, 압력, 기압 등과 같은 다른 정보를 센싱할 수 있는 센서를 추가할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0056752호
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 스마트밴드에 장착된 센서를 교체하거나 다른 종류의 센서를 추가하거나 장착된 센서를 제거할 수 있는 센서 확장형 스마트 밴드 및 그 작동 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 전자소자가 실장되는 경성부와 패턴이 인쇄되고 굴곡성이 있는 연성부가 밴드 형태로 된 리지드 플렉시블 PCB(Rigid-flexible Print Circuit Board)와; 상기 연성부에 형성되어 센서의 단자가 연성부에 탈착되도록 하며, 삽입되는 센서의 단자를 고정시키고, 연성부에 전기적으로 접속시키는 단자홀과; 상기 경성부에 구비되며, 연성부의 단자홀에 주소를 배정하고, 상기 단자홀을 통해 연성부에 접속된 센서의 데이터를 분배 및 분산하는 센서허브와; 상기 센서허브와 단자홀을 연결하여 데이터를 전달하는 데이터버스와; 상기 센서허브의 데이터를 무선통신으로 단말기와 송수신하는 통신부가; 구비된 센서 확장형 스마트 밴드를 제공하며,
데이터버스를 감시하는 센서허브가 리지드 플렉시블 PCB의 연성부에 형성된 다수의 단자홀 마다 주소를 배정하는 단계와,
센서의 단자가 상기 단자홀의 적어도 어느 하나에 삽입되어 단자홀의 접속부를 통해 데이터버스에 연결되는 단계와,
상기 센서가 접속된 단자홀의 주소를 센서허브가 인식하는 단계와,
상기 센서허브가 접속된 센서로부터 식별 데이터를 입력받아 통신부를 통해 단말기와 통신하여 상기 단말기에 센서의 사용을 등록하는 단계와,
상기 통신부가 센서의 센싱 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계와,
상기 센서허브가 단자홀로부터 센서의 단자가 이탈 분리됨을 인식하는 단계와,
상기 센서허브가 통신부를 통해 상기 단말기에 이탈 분리된 센서의 사용중지를 등록하는 단계가 구성된 센서 확장형 스마트 밴드의 작동 방법을 제공한다.
이와 같이 하여 본 발명은 밴드 형태로 된 리지드 플렉시블 PCB의 연성부에 다수의 단자홀이 형성되어 있고, 각각의 단자홀에 주소를 배정하여 센서 접속을 감시하는 센서허브 및 단말기와 무선통신이 가능한 통신부가 구성됨에 따라 센서의 단자를 단자홀에 삽입하여 접속하면 접속된 센서가 인식되어 사용할 수 있게 되며, 센서를 분리하고 다른 센서를 단자홀에 삽입하여 접속하면 바뀐 센서가 사용될 수 있는 것이기 때문에 센서의 변경이 자유롭고, 또한 다수의 단자홀 각각에 필요한 센서를 삽입시키면 다수의 센서를 사용할 수 있게 되는 것이어서 센서의 확장이 가능하게 되는 유용한 효과가 있다.
도1은 인용발명의 구성을 나타내는 구성도.
도2는 인용발명의 스마트밴드를 구체적으로 예시하는 사시도.
도3은 본 발명에 의한 센서 확장형 스마트 밴드의 구성을 구체적으로 예시하는 사시도.
도4는 본 발명에 의한 센서 확장형 스마트 밴드의 구성을 구체적으로 예시하는 구성도.
도5는 본 발명에 의한 센서 확장형 스마트 밴드의 제1실시예 중 단자홀의 구성을 구체적으로 예시하는 사시도.
도6은 본 발명에 의한 센서 확장형 스마트 밴드의 제2실시예 중 단자홀의 구성을 구체적으로 예시하는 사시도.
도7,8은 본 발명에 의한 센서 확장형 스마트 밴드의 작동 방법을 구체적으로 예시한 흐름도.
이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 센서 확장형 스마트 밴드의 구체적인 실시예의 전체적인 구성을 도 3과 도 4로 도시하였다.
이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 센서 확장형 스마트 밴드는 경성부(210)와 연성부(220)가 밴드 형태로 된 리지드 플렉시블 PCB(200)(Rigid-flexible Print Circuit Board)와,
상기 연성부(220)에 형성되어 센서(400)가 탈착되는 단자홀(300)과,
상기 경성부(210)에 구비된 센서허브(211)와,
상기 센서허브(211)와 단자홀(300)을 연결하여 데이터를 전달하는 데이터버스(221)와,
상기 센서허브(211)의 데이터를 무선통신으로 단말기(500)와 송수신하는 통신부(213)가 구성될 수 있고, 상기 연성부(220)가 손목을 감아서 착용될 수 있는 것이다.
이를 각 구성요소별로 더욱 상세하게 설명하면, 상기 리지드 플렉시블 PCB(200)는 손목이나 발목 등에 착용될 수 있도록 밴드의 형태로 형성되되, 전자소자가 실장되는 경성부(210)와, 배선 또는 패턴이 인쇄되고 굴곡성이 있는 연성부(220)가 구성되며, 상기 경성부(210)와 연성부(220) 전체 또는 연성부(220)가 탄성력이 있는 합성수지층(230)에 의해 패키징 되어 방수 및 방습이 가능하고 경성부(210)에 실장된 전자소자 및 연성부(220)의 패턴 등을 보호하며, 합성수지층(230)의 탄성력에 의해 연성부(220)의 형태가 복원되도록 구성될 수 있다.
여기에서 상기 연성부(220)는 도 4로 도시한 바와 같이, 내부에 데이터버스(221)가 배선 또는 패턴으로 인쇄되어 구비될 수 있고, 다수의 단자홀(300)이 형성되며, 상기 단자홀(300)은 단자홀(300)의 내측에 구비되어 상기 데이터버스(221)와 연결되는 접촉부(310)와, 단자홀(300)의 입구 부분에 돌출되어 단자홀(300)에 삽입되는 센서(400)의 단자(410)를 조여서 고정시키는 탄성력이 있는 조임부(320)가 구성될 수 있다.
또한 상기 경성부(210)는 연성부(220)의 데이터버스(221)에 연결된 단자홀(300) 각각에 주소를 배정하고, 상기 단자홀(300)에 접속 가능한 센서(400)의 리스트를 미리 입력 받아 단자홀(300)을 통해 접속된 센서(400)의 유무를 감시하여 입력된 센서 ID를 센서(400)의 리스트에서 확인하여 접속된 센서(400)를 인식하며, 접속된 센서(400)의 데이터를 분배 및 분산하는 센서허브(211)와, 상기 센서허브(211)의 데이터를 무선통신으로 단말기(500)와 송수신하는 블루투스 또는 안트(ANT) 통신모듈로 구성 가능한 통신부(213)와, 스마트밴드의 작동 상태, 작동 정보, 접속된 센서(400) 상태 및 정보, 전원 상태 등 스마트밴드의 정보를 표시하는 표시부(214)와, 상기 표시부(214)의 표시모드 변경, 스마트밴드의 작동 입력을 위한 버튼, 터치모듈 등으로 구성 가능한 입력부(215)와, 스마트밴드의 작동 전원을 공급하는 전원부(216)가 구성될 수 있고, 스마트밴드의 충전 또는 데이터 입력을 위한 입출력포트가 구비될 수 있다.
아울러 상기 단자홀(300)은 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 데이터버스(221)의 +와 연결된 단자홀(300)과, -와 연결된 단자홀(300)이 지그재그로 배열되고, 단자홀(300)의 형상을 서로 달리하여 센서(400) 접속의 오류를 방지하고, 센서(400)의 착탈을 용이하게 할 수 있으며, 다양한 위치에 센서(400)를 착탈시킬 수 있다.
또한 도 6으로 도시한 바와 같이, 하나의 단자홀(300)에 극성이 서로 다른 두 개의 접속부가 형성되고, 센서(400)의 단자(410)가 절연부(411)에 의해 극성이 구분되도록 구성되어 각각의 단자홀(300) 하나에 하나의 센서(400)가 착탈 되도록 구성될 수 있으며, 센서(400)에 따라 3개의 단자홀(300) 이상에 동시 접속되어 작동되도록 구성될 수 있어서, 더 많은 센서(400)를 자유롭게 착탈하여 교체, 증설, 변경이 자유롭게 되는 것이다.
이러한 본 발명에 의한 센서 확장형 스마트 밴드의 작동 방법은 도 7로 예시한 바와 같이, 데이터버스(221)를 감시하는 센서허브(211)가 리지드 플렉시블 PCB(200)의 연성부(220)에 형성된 단자홀(300)의 주소를 배정하는 단계와,
센서(400)의 단자(410)가 상기 단자홀(300)에 삽입되어 단자홀(300)의 접속부를 통해 데이터버스(221)에 연결되는 단계와,
상기 센서(400)가 접속된 단자홀(300)의 주소를 센서허브(211)가 인식하는 단계와,
상기 센서허브(211)가 접속된 센서(400)로부터 식별 데이터를 입력받아 통신부(213)를 통해 단말기(500)와 통신하여 상기 단말기(500)에 센서(400)의 사용을 등록하는 단계와,
상기 통신부(213)가 센서(400)의 센싱 데이터를 상기 단말기(500)로 전송하는 단계와,
상기 센서허브(211)가 단자홀(300)로부터 센서(400)의 단자(410)가 이탈 분리됨을 인식하는 단계와,
상기 센서허브(211)가 통신부(213)를 통해 상기 단말기(500)에 이탈 분리된 센서(400)의 사용중지를 등록하는 단계로 구성될 수 있다.
또한 도 8로 예시한 바와 같이, 상기 센서허브(211)가 미리 센서(400) 리스트를 입력받아서 상시 데이터버스(221)를 스캔하여 상기 데이터버스(221)에 연결된 단자홀(300)을 통해 입력된 센서(400)의 센서ID를 상기 센서(400) 리스트와 비교를 통해 센서(400)를 인식하고, 인식된 센서(400)의 데이터를 센서ID와 함께 통신부(213)를 통해 단말기(500)로 전송하여 즉각적으로 인식된 센서의 데이터를 사용할 수 있도록 하는 것이 가능하다.
이에 따라 본 발명은 밴드 형태로 된 리지드 플렉시블 PCB(200)의 연성부(220)에 다수의 단자홀(300)이 형성되어 있고, 각각의 단자홀(300)에 주소를 배정하여 센서(400) 접속을 감시하는 센서허브(211) 및 단말기(500)와 무선통신이 가능한 통신부(213)가 구성됨에 따라 센서(400)의 단자(410)를 단자홀(300)에 삽입하여 접속하면 접속된 센서(400)가 인식되어 사용할 수 있게 되며, 센서(400)를 분리하고 다른 센서(400)를 단자홀(300)에 삽입하여 접속하면 바뀐 센서(400)가 사용될 수 있는 것이기 때문에 센서(400)의 변경이 자유롭고, 또한 다수의 단자홀(300) 각각에 필요한 센서(400)를 삽입시키면 다수의 센서(400)를 사용할 수 있게 되는 것이어서 센서(400)의 확장이 가능하게 되는 것이다.
이상에서, 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.
200:리지드 플렉시블 PCB 210:경성부 211:센서허브
213:통신부 214:표시부 215:입력부
216:전원부 220:연성부 221:데이터버스
230:합성수지층 300:단자홀 310:접촉부
320:조임부 400:센서 410:단자
411:절연부 500:단말기

Claims (5)

  1. 전자소자가 실장되는 경성부와 패턴이 인쇄되고 굴곡성이 있는 연성부가 밴드 형태로 된 리지드 플렉시블 PCB(Rigid-flexible Print Circuit Board)와,
    상기 연성부에 형성되어 센서의 단자가 연성부에 탈착되도록 하며, 삽입되는 센서의 단자를 고정시키고, 연성부에 전기적으로 접속시키는 단자홀과,
    상기 경성부에 구비되며, 연성부의 단자홀에 주소를 배정하고, 상기 단자홀을 통해 연성부에 접속된 센서의 데이터를 분배 및 분산하는 센서허브와,
    상기 센서허브와 단자홀을 연결하여 데이터를 전달하는 데이터버스와,
    상기 센서허브의 데이터를 무선통신으로 단말기와 송수신하는 통신부가 구비됨을 특징으로 하는 센서 확장형 스마트 밴드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리지드 플렉시블 PCB의 연성부가 탄성력이 있는 합성수지층에 의해 패키징 되어 연성부에 형성된 단자홀의 입구에 탄성력이 있는 조임부가 형성됨을 특징으로 하는 센서 확장형 스마트 밴드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자홀은 내측에 구비되어 데이터버스와 연결되는 접촉부와,
    단자홀의 입구 부분에 돌출되어 단자홀에 삽입되는 센서의 단자를 조여서 고정시키는 조임부가 구성되되,
    상기 데이터버스의 +와 연결된 단자홀과, -와 연결된 단자홀이 연성부 상에서 지그재그로 배열되고, 단자홀의 형상을 서로 달리하여 센서 접속의 오류를 방지하여서 됨을 특징으로 하는 센서 확장형 스마트 밴드.
  4. 삭제
  5. 데이터버스를 감시하는 센서허브가 리지드 플렉시블 PCB의 연성부에 형성된 단자홀의 주소를 배정하는 단계와,
    센서의 단자가 상기 단자홀에 삽입되어 단자홀의 접속부를 통해 데이터버스에 연결되는 단계와,
    상기 센서가 접속된 단자홀의 주소를 센서허브가 인식하는 단계와,
    상기 센서허브가 접속된 센서로부터 식별 데이터를 입력받아 통신부를 통해 단말기와 통신하여 상기 단말기에 센서의 사용을 등록하는 단계와,
    상기 통신부가 센서의 센싱 데이터를 상기 단말기로 전송하는 단계와,
    상기 센서허브가 단자홀로부터 센서의 단자가 이탈 분리됨을 인식하는 단계와,
    상기 센서허브가 통신부를 통해 상기 단말기에 이탈 분리된 센서의 사용중지를 등록하는 단계가 구성됨을 특징으로 하는 센서 확장형 스마트 밴드의 작동 방법.
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