KR101783889B1 - 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스에 관한 것으로, 본 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스는 허리띠 형태를 갖도록 연결된 복수의 프레임(110); 복수의 프레임에 결합되고, 서로 다른 기능을 갖는 복수의 전자모듈(120); 및 프레임마다 구비되고, 서로 다른 프레임에 결합된 전자모듈들 간을 전기신호적으로 연결시키는 연결부(130)를 포함하며, 전자모듈(120)은 프레임(110)에 분리 가능하도록 결합된다.

Description

허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스{BELT TYPE SMART WEARABLE DEVICE}
본 발명은 웨어러블 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.
현재 다양한 종류의 스마트 디바이스가 출시되어 있다. 이들 스마트 디바이스 대부분은 서로 통신을 하거나 주변 환경의 변화를 센서로 감지하여 여러 기능을 구현할 수 있으며, 다양한 방면으로 활용되고 있다. 특히 최근 라이프 로깅(Life Logging)이 이슈가 되고 있으며, 주로 스마트 시계에 적용되고 있다. 이 기기들은 사용자의 심박수, 혈당, 심전도, 산소포화도, 운동량 등의 생체 데이터와 위치 정보를 측정하여 스마트폰과 연동하여 관리하고 있다.
하지만 이들 기기 대부분은 구성부품들이 내장되어 일체형으로 제공되므로, 사용자가 원하는 용도에 알맞은 기능만을 가진 기성품은 기대하기 힘들다. 또한 본인의 사용 용도의 변화에 따라 하드웨어를 추가하거나 제거하지 못하여 유연성을 지니지 않는다. 또한, 스마트 시계의 경우, 인체의 중심에서 먼 손목에 위치하고 있으며, 팔의 움직임을 정확하게 예측하는 것이 불가능하므로, 실제 측정되는 운동량 데이터를 신뢰하기 어려운 문제가 있다. 또한 이의 예측 불가능한 동작은 사용자의 정확한 위치에 따른 서비스를 불가능하게 하여, 사용자의 위치에 기반한 서비스의 제공을 어렵게 한다.
본 발명은 사용 목적 및 환경에 맞게 전자모듈들을 구성 및 재구성할 수 있는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자의 움직임이나 상태를 정확하게 예측하여 서비스를 제공할 수 있는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스는 허리띠 형태를 갖도록 연결된 복수의 프레임; 상기 복수의 프레임에 결합되고, 서로 다른 기능을 갖는 복수의 전자모듈; 및 상기 프레임마다 구비되고, 서로 다른 프레임에 결합된 전자모듈들 간을 전기신호적으로 연결시키는 연결부를 포함하며, 상기 전자모듈은 상기 프레임에 분리 가능하도록 결합된다.
상기 복수의 전자모듈은 제어 및 연산 기능을 수행하는 메인모듈, 배터리모듈 및 주변기기 모듈을 포함할 수 있다.
상기 주변기기 모듈은 통신 모듈, 센서 모듈 및 확장 모듈을 포함할 수 있다.
상기 통신모듈은 복수의 통신인터페이스를 지원하며, 외부의 디바이스와 통신 및 데이터 송수신이 가능할 수 있다.
상기 통신 모듈은 다른 디바이스와의 통신으로 원격으로 조종이 가능할 수 있다.
상기 통신 모듈은 다른 디바이스와의 통신 세기 혹은 통신 유무를 이용하여 상기 허리디형 스마트 웨어러블 디바이스 및 상기 다른 디바이스의 위치를 특정할 수 있다.
상기 확장모듈은 상기 복수의 프레임의 외부에 위치한 외부기기와의 통신을 위한 통신부를 포함할 수 있다.
상기 센서 모듈은 사용자의 생체 데이터를 측정하여 상기 메인 모듈로 전송하고, 상기 센서 모듈은, 사용자의 움직임과 충격을 감지하여 상기 메인 모듈에 특정 데이터를 전송하는 모션센서모듈; 사용자의 심전도를 측정하여 상기 메인 모듈에 생체 데이터를 전송하는 ECG 센서모듈; 사용자 주변의 소리를 감지하여 상기 메인 모듈에 관련 데이터를 전송하는 소리 감지 모듈을 포함할 수 있다.
상기 센서 모듈은, 상기 프레임에 결합되고, 사용자의 허리둘레 길이를 측정하는 허리둘레 감지모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 허리둘레 감지모듈은 허리띠의 버클에 내장 혹은 외장되어 허리띠의 버클과 상기 허리띠의 구멍의 전기적 연결에 따른 전기신호에 따라 사용자의 허리의 둘레를 인식하여 상기 메인모듈에 정보를 전송할 수 있다.
상기 연결부는, 상기 배터리모듈의 충전을 위한 충전커넥터; 상기 배터리모듈로부터 다른 전자모듈로 전원을 공급하기 위한 전원커넥터; 다양한 통신 인터페이스로 통신이 가능하며, 상기 복수의 전자모듈 간의 통신을 위한 공통 라인; 및 상기 메인 모듈과 상기 메인 모듈을 제외한 각 전자모듈 간의 통신을 위한 개별 라인을 포함할 수 있다.
상기 복수의 전자모듈은 상기 프레임에 결합 시 핫플러그(Hot Plug) 방식으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 사용 목적 및 환경에 맞게 전자모듈들을 구성 및 재구성할 수 있는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스가 제공된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자의 움직임, 상태를 정확하게 예측하여 서비스를 제공할 수 있는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스가 제공된다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 보여주는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 프레임과 연결부를 확대하여 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다양한 전자모듈들이 결합된 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 메인모듈의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 주변기기모듈의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 배터리모듈의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 확장모듈의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 보여주는 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 전체에서 사용되는 '~부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부'가 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소와 '~부'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소 및 '~부'들에 의해 분리되어 수행될 수도 있고, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스는 허리띠 형태를 갖도록 연결된 복수의 프레임; 프레임에 자유자재로 결합되고 분리될 수 있는 전자모듈; 및 프레임마다 구비되고, 서로 다른 프레임에 결합된 전자모듈들 간을 전기신호적으로 연결시키는 연결부를 포함한다. 전자모듈들은 사용자들이 원하는 기능을 수행하는 것들로 조합이 가능하다.
본 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스는 MCU, 센서모듈, 액츄에이터(actuator) 및 통신모듈과 같은 각종 모듈들이 내장된 상태로 구성되지 않고, 하드웨어 수정 없이 언제 어디서든 사용자의 환경이나 요구에 따라 동적으로 모듈들을 제거하거나 삽입(조립 및 재조립)이 가능하게 함으로써, 사용자가 원하는 바에 따라 디바이스의 구성 및 재구성을 다양하게 할 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)를 보여주는 정면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)는 복수의 프레임(110), 복수의 전자모듈(120) 및 연결부(130)를 포함한다.
허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)를 착용한 사용자의 움직임을 정확하게 측정하고, 사용자의 생체신호 정보를 효율적으로 수집할 수 있도록, 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)는 사용자의 허리 부분에 착용될 수 있도록 허리띠 형태로 제공된다.
복수의 프레임(110)은 허리띠 형태를 갖도록 연결된다. 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)가 사용자의 허리에 원형의 형태로 착용될 수 있도록, 인접한 프레임(110)들 간의 연결 부분은 휘어질 수 있는 플렉시블(flexible) 재질로 제공될 수 있다.
복수의 전자모듈(120)은 복수의 프레임(110)에 자유자재로 분리되고 결합될 수 있도록, 즉 프레임(110)에 분리 가능하도록 결합된다. 전자모듈(120)은 프레임(110)에 꼭맞는 크기 및 형태로 제공될 수 있다. 복수의 전자모듈(120)은 서로 다른 기능을 갖는 모듈로 제공될 수 있다.
일 실시 예로, 복수의 전자모듈(120)은 제어 및 연산 기능을 수행하는 메인모듈, 배터리모듈 및 주변기기 모듈을 포함할 수 있다. 주변기기 모듈은 통신 모듈, 센서 모듈, 확장 모듈 등의 모듈을 포함할 수 있다.
연결부(130)는 프레임(110)마다 구비되고, 서로 다른 프레임(110)에 결합된 전자모듈(120)들 간을 전기신호적으로 연결시킨다. 연결부(130)는 전자모듈(120)의 유형에 따라 전자모듈(120)들의 충전, 전원공급, 통신 등의 기능을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 프레임(110)과 연결부(130)를 확대하여 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 연결부(130)는 프레임(110)에 전자모듈(120)이 결합되는 일측 내면에 구비될 수 있다.
전자모듈(120)이 프레임(110)에 결합되면, 전자모듈(120)은 연결부(130)에 접촉된다. 연결부(130)는 전자모듈을 연결하기 위한 커넥터를 포함할 수 있다. 커넥터는 프레임(110)의 일측 모서리 부분에 형성될 수 있다.
일 실시 예로, 연결부(130)는 배터리모듈의 결합시에 배터리모듈의 충전을 위한 충전커넥터(131); 배터리모듈로부터 다른 전자모듈로 전원을 공급하기 위한 전원커넥터(132) 및 전자모듈(120)들 간의 통신을 위한 통신커넥터(133)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다양한 전자모듈들이 결합된 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 사용자는 원하는 전자모듈(120)들을 선택하여 프레임(110)에 결합하여 자유자재로 디바이스를 구성할 수 있으며, 사용 환경이나 요구하는 목적에 적합한 스마트 웨어러블 디바이스를 구성할 수 있다.
도 3의 예에서, 사용자의 선택에 따라, 배터리모듈, 위치인지모듈, 동작감지모듈, 메인모듈, 통신모듈, 사용자 주변의 소리를 감지하는 소리감지모듈이 프레임(110)에 결합되어 디바이스가 구성되어 있다. 전자모듈(120)은 그 목적에 따라 통신 기능, 모션 감지 기능, 위치 인지 기능, 연산 및 제어 기능, 전원 인가 기능 등 다양한 기능을 갖는 것으로 구성될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전자모듈(120), 예를 들어 통신모듈을 프레임(110)에 부착시, 통신모듈은 핫플러그(Hot Plug) 방식으로 동작할 수 있다. 즉 전자모듈(120)들 중 제어를 담당하는 메인 모듈에서 핫플러그를 인식하여 해당 통신모듈을 식별함으로써 통신모듈의 기능이 수행되도록 할 수 있다.
사용자는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스에 더 이상 사용을 원하지 않는 기능을 갖는 전자모듈이 장착되어 있는 경우, 해당 기능을 갖는 전자모듈을 제거한 후, 다른 원하는 기능을 갖는 전자모듈을 비어있는 프레임(110)에 장착하여 전자모듈을 교체할 수 있다.
도 6을 참조하면, 배터리모듈을 프레임(110)에 부착시, 배터리모듈은 메인 모듈에 의해 핫플러그(Hot Plug) 방식으로 동작하여 다른 전자모듈(120)들에 전원을 공급할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 사용자는 위치인지모듈을 SD카드모듈과 교체하거나, 낮은 성능의 메인 모듈을 높은 성능의 메인 모듈과 교체하는 등 사용 환경이나 요구하는 목적에 따라 전자모듈들을 교체함으로써 다양하게 스마트 웨어러블 디바이스(100)를 구성할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 위치인지모듈을 사용한 후 더 이상 위치인지모듈이 필요 없거나 잠시 SD카드모듈이 필요한 경우, 사용 중에 핫플러그(Hot Plug)로 위치인지모듈을 SD카드모듈로 교체하여 이용할 수 있으며, 반대의 경우도 마찬가지이다.
전자모듈들의 종류뿐만 아니라, 같은 역할을 하지만 사용자의 환경이나 요구에 따라 다른 성능을 갖는 전자모듈을 교체하여 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 메인 모듈의 성능을 우선시 한다면 높은 성능의 메인모듈을 장착하고, 성능보다 배터리의 사용시간을 중시한다면 낮은 성능이지만 더욱 저전력으로 동작하는 메인모듈을 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 메인모듈의 구성도를 보여주는 도면이다. 메인모듈은 연산 및 디바이스 전체의 제어를 위해 디바이스 MCU와 레귤레이터(Regulator) 등을 기본으로 탑재할 수 있으며, 사양에 따라 외장 SRAM, 외장 플래쉬 메모리 등이 추가로 포함될 수 있다.
메인모듈은 프레임(110)에 구비된 연결부(130)와의 접촉부에 전원연결부(121) 및 통신연결부(122)가 구비된다. 메인모듈이 프레임(110)에 결합되면, 메인모듈의 전원연결부(121)는 연결부(130)의 전원커넥터(132)에 연결되고, 메인모듈의 통신연결부(122)는 연결부(130)의 통신커넥터(133)에 연결된다.
디바이스 MCU는 통상적으로 코어(Core), SRAM, 플래쉬 메모리(Flash Memory), IO 등으로 이루어지며, 이는 디바이스 MCU 제조사마다 다르다. 따라서, 다양한 사양의 전자모듈에 대응할 수 있도록, 통신모듈은 복수의 통신인터페이스를 지원할 수 있다.
일 실시 예로, 연결부(130)에는 다양한 통신 인터페이스로 통신이 가능한 공통 라인(버스인터페이스부)과 개별 라인이 제공될 수 있다. 공통 라인은 복수의 전자모듈 간의 통신을 위해 제공될 수 있다. 개별 라인은 메인모듈과 메인모듈을 제외한 각 전자모듈 간의 통신을 위해 제공될 수 있다.
전자모듈(120)들 간에 통신을 하는 방식은 SPI, I2C, I2S, UART, USART, USB, ADC, PIO 등 여러 가지 통신인터페이스들 중 하나 이상을 이용하여 메인 모듈과 통신함으로써 수행될 수 있다. 허리띠 형 스마트 웨어러블 디바이스는 통신모듈에 의해 별도의 외부 디바이스(예를 들어, 스마트폰)에 의해 제어될 수도 있다.
전자모듈의 종류마다 다른 통신인터페이스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 고속의 서비스가 필요할 때는 SPI 인터페이스를 사용하고, 소리를 출력할 때는 I2S 인터페이스를 사용하고, 고속 통신이 요구되지 않을 경우 UART 인터페이스를 사용할 수 있다.
사용자는 원하는 제조사의 코어를 갖는 메인모듈을 선택하여 프레임(110)에 결합하여 사용할 수 있다. 또한, 사용자는 필요에 따라 와이파이(Wifi), 3G, 블루투스 또는 지그비(Zigbee) 등의 다양한 규격을 갖는 통신모듈을 선택하여 프레임(110)에 결합함으로써, 원하는 무선 통신 서비스를 제공받을 수 있다.
예를 들어, 디스플레이와 블루투스를 포함하고 사용자가 제어 가능한 외부 디바이스와 통신을 하고자 할 때에는 디바이스에 블루투스 모듈을 연결하여 블루투스 통신을 수행하고, 주변 공유기에 연결하고자 할 때에는 와이파이(wifi) 모듈을 디바이스에 결합하여 사용할 수 있다.
통신모듈에 블루투스 모듈과 와이파이 모듈이 모두 포함되어 있는 경우에는 하나의 통신모듈로 사용하는 것도 가능하다. 한편, 통신모듈은 외부 디바이스와의 연결을 통해 외부 디바이스로부터 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스가 원격으로 제어되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 스마트폰이나 스마트 시계 등 외부 디바이스가 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스로부터 사용자의 생체 데이터를 측정하여 보내라는 원격 요구, 초저전력 모드 사용과 같은 상태 변화 요구 등을 할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 주변기기모듈의 구성도를 보여주는 도면이다. 주변기기모듈(예들 들어, 각종 센서나 액츄에이터, 통신 칩과 같은 각종 칩 등)은 사용자의 환경이나 상태를 감지하거나 통신을 위한 모듈로서, 컨트롤러를 내장할 수도 있고, 컨트롤러가 내장되어 있지 않을 수도 있다.
주변기기모듈에는 전원연결부(121)와 통신연결부(122)가 구비된다. 주변기기모듈이 프레임(110)에 결합되면, 주변기기모듈의 전원연결부(121)는 연결부(130)의 전원커넥터(132)에 연결되고, 주변기기모듈의 통신연결부(122)는 연결부(130)의 통신커넥터(133)에 연결된다.
센서모듈은 사용자의 생체 데이터나 움직임 등 각종 외부 반응을 데이터로 측정 및 가공하는 역할을 수행한다. 일 실시 예로, 센서모듈은 사용자의 움직임과 충격을 감지하여 메인모듈에 특정 데이터를 전송하는 모션센서모듈과, 사용자의 생체신호 데이터를 획득하여 메인모듈에 전송하는 생체신호 센서모듈을 포함할 수 있다. 전자모듈(120)에 컨트롤러가 구비되어 있는 경우, 주기적으로 가공된 데이터를 메인 모듈에 보내거나 긴급 상황을 감지하여 메인모듈에 전달할 수 있다.
메인모듈은 상기 모션센서모듈 및 상기 생체신호 센서모듈로부터 제공된 데이터들 및 긴급구조 요청메시지를 상기 통신모듈을 이용하여 외부디바이스로 전송할 수 있다. 컨트롤러가 내장되지 않고 센서만으로 이루어진 전자모듈의 경우, 외부 컨트롤러를 장착하여 컨트롤러가 내장된 전자모듈과 같은 동작을 하도록 할 수 있다.
메인 모듈에 수집된 정보들은 적절한 처리가 수행되어 외부 단말로 전송될 수 있다. 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)에 RF 통신모듈이나 와이파이(wifi) 모듈과 같은 통신모듈이 포함된 경우, 스마트폰과 같은 주변의 외부 단말에 정보를 전달할 수 있다.
예를 들어, 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)를 착용한 사용자가 넘어지거나 추락하는 사고에 의해 충격을 받은 후 움직이지 않으면, 동작감지모듈(Motion Sensor Module)은 이를 감지하여 메인모듈에 특정 데이터를 전송할 수 있다.
상기 특정 데이터를 전송받은 메인모듈은 생체신호 센서모듈을 이용하여 사용자의 상태를 요구하여 데이터를 제공받고, 모든 데이터들을 통신 인터페이스를 이용하여 주변의 외부 스마트 디바이스에 긴급 구조를 위한 무선통신을 시도하고, 데이터를 전송하게 된다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 배터리모듈의 구성도를 보여주는 도면이다. 배터리모듈은 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스의 전자모듈들에 전원을 공급하는 전자모듈로서, 필요한 경우 배터리 컨트롤러를 내장하여 배터리를 안정적으로 구동할 수 있다.
배터리모듈은 프레임(110)에 구비된 연결부(130)와의 접촉부에 충전연결부(123) 및 전원연결부(124)가 구비된다. 배터리모듈이 프레임(110)에 결합되면, 배터리모듈의 충전연결부(123)는 연결부(130)의 충전커넥터(131)에 연결되고, 배터리모듈의 전원연결부(124)는 연결부(130)의 전원커넥터(132)에 연결된다.
본 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스는 인체의 중심에 가까운 허리에 위치해 있으므로, 인체의 끝 부분에 있는 것보다 사용자의 행동과 상태를 보다 정확하게 측정 가능하며, 착용이 용이한 장점을 갖는다. 즉 허리에 위치한 스마트 웨어러블 디바이스는 온몸으로 센서 네트워크를 구현하기 용이하다. 예를 들어, 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스에 동작 감지 모듈을 설치하여 손목 시계형 스마트 웨어러블 디바이스보다 정확한 만보계를 구현할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 보여주는 도면이다. 도 13의 실시 예에서, 전자모듈들은 메인모듈, 동작감지모듈, 터치모듈, 통신모듈, 배터리모듈 및 확장모듈로 이루어져 있으며, 확장모듈(125)에 사용자의 심전도를 측정하여 메인 모듈에 생체 데이터를 전송하기 위한 심전도계 모듈(ECG 센서모듈)(140)이 연결되어 있다.통신 모듈은 다른 디바이스와의 통신 세기 혹은 통신 유무를 이용하여 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스 및 상기 다른 디바이스의 위치를 특정할 수 있다. 통신 모듈은 외부 디바이스와 무선 혹은 유선으로 통신하며 측정 혹은 가공된 데이터를 송수신할 수 있다.
터치모듈은 사용자가 허리띠 혹은 허리띠와 관련된 디바이스를 제어하기 원할 때 사용가능하다. 확장모듈(125)은 프레임(110)의 공간적 한계를 벗어나 사용할 수 있게 하는 모듈로서, 프레임(110) 외의 위치에 외부기기를 장착하기 위한 전자모듈이다.
확장모듈(125)은 복수의 프레임(110)의 외부에 위치한 외부 모듈과의 통신을 위한 유선통신부를 포함하는 외부 프레임과 같은 역할을 수행할 수 있다. 확장모듈은 다른 주변기기모듈을 프레임(110) 내에 장착하는 대신, 외부 위치(예를 들어, 가슴 부분)에 배치될 수 있게 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스를 구성하는 확장모듈의 구성도를 보여주는 도면이다. 확장모듈(125)은 프레임(110) 내에 한정된 전자모듈들 간의 통신을 프레임(110)의 외부로 확장시켜주는 허브 역할을 한다.
확장모듈(125)은 다른 프레임(110)에 장착된 전자모듈(120)과 연결을 위한 전원연결부(121) 및 통신연결부(122) 외에, 프레임(110)의 외부에 위치한 외부기기로의 전원 공급을 위한 전원연결부(126) 및 외부기기와의 통신을 위한 통신연결부(127)를 구비할 수 있다.
예들 들어 가슴 쪽에 위치해야할 심전도계의 경우 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스 본체와 물리적으로 떨어질 수밖에 없다. 심전도계를 무선 연결할 수도 있으나, 인체 및 기타 장애물의 노이즈로 인해 데이터의 신뢰성이 떨어지므로 유선 연결이 바람직하다.
따라서, 확장모듈(125)과 같은 허브를 이용하여, 유선으로 프레임(110) 내의 메인모듈과 같은 전자모듈과 통신이 가능하게 할 수 있으며, 스마트 웨어러블 디바이스에 심전도계 모듈(140)에 연결하여 사용자의 심전도를 언제 어디에서 어떤 상황이든 용이하게 측정할 수 있으며, 보다 정확한 데이터를 얻을 수 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)를 보여주는 도면이다. 도 15 및 도 16을 참조하면, 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스(100)는 프레임(110)에 결합되고, 사용자의 허리둘레 길이를 측정하는 허리둘레 감지모듈(128)을 포함할 수 있다.
허리띠의 각 구멍(151)과 프레임(110) 내의 허리둘레 감지모듈(128) 간에는 도전라인이 형성되어 있으며, 도전라인은 구멍(151)에 의해 끊어져 있다. 따라서, 버클이 구멍(151)에 연결되면, 해당 도전라인이 연결됨으로 인한 전류 또는 저항 변화 측정 값으로부터 구멍(151)에 버클이 결합된 것을 감지할 수 있다.
따라서, 허리둘레 감지모듈(128)은 허리띠의 버클과 구멍(151)의 전기적 연결에 따른 전기신호에 따라, 몇 번째 구멍(151)에 버클이 결합되는지를 인식할 수 있고, 그에 따라 사용자의 허리의 둘레를 인식하여 메인모듈에 정보를 전송할 수 있다.
그 밖에도, 온도센서모듈을 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스에 조립하여 온도센서모듈에 의해 사용자의 체온을 측정하는 등, 사용자의 관심도 및 흥미에 따라 다양한 주변기기모듈을 조립 및 재조립하여 디바이스를 구성 및 사용하는 것도 가능하다.
본 실시 예에 따른 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스는 디바이스의 동작 중에 전자모듈을 분리하거나 연결 및 교체하여 사용 가능하여, 사용자의 요구에 맞는 유연한 사용이 가능하며, 필요에 따라 다양한 용도의 스마트 웨어러블 디바이스를 구현하여 사용할 수 있으며, 디바이스의 효율적인 유지와 보수가 가능하다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

Claims (13)

  1. 허리띠 형태를 갖도록 연결된 복수의 프레임;
    상기 복수의 프레임에 결합되고, 서로 다른 기능을 갖는 복수의 전자모듈; 및
    상기 프레임마다 구비되고, 서로 다른 프레임에 결합된 전자모듈들 간을 전기신호적으로 연결시키는 연결부를 포함하며,
    상기 전자모듈은 상기 프레임에 분리 가능하도록 결합되며,
    상기 복수의 전자모듈은 제어 및 연산 기능을 수행하는 메인모듈, 배터리모듈 및 주변기기 모듈을 포함하며,
    상기 주변기기 모듈은 통신 모듈, 센서 모듈 및 확장 모듈을 포함하며,
    상기 센서 모듈은 사용자의 허리둘레 길이를 측정하는 허리둘레 감지모듈을 포함하며,
    상기 복수의 프레임이 연결된 허리띠에 길이 방향을 따라 복수의 구멍이 형성되고,
    상기 허리띠의 각 구멍의 양측과 상기 프레임 내의 상기 허리둘레 감지모듈 간에는 도전라인이 형성되고, 상기 도전라인은 상기 구멍에 의해 끊어지도록 마련되며,
    상기 허리둘레 감지모듈은:
    상기 허리띠의 버클이 상기 복수의 구멍 중 어느 하나의 구멍에 결합시, 상기 버클이 상기 구멍에 의해 끊어진 상기 도전라인을 전기적으로 연결시킴으로 인한 전류 또는 저항 변화 측정 값으로부터 상기 버클이 결합된 구멍을 감지하고, 상기 버클이 결합된 구멍의 정보를 이용하여 사용자의 허리 둘레를 인식하며,
    상기 복수의 전자모듈은 상기 프레임에 결합 시 핫플러그(Hot Plug) 방식으로 동작하고,
    상기 확장 모듈은 상기 복수의 프레임의 외부에 위치한 외부기기와의 통신을 위한 통신부를 포함하고,
    상기 연결부는,
    상기 배터리모듈의 충전을 위한 충전커넥터;
    상기 배터리모듈로부터 다른 전자모듈로 전원을 공급하기 위한 전원커넥터;
    다양한 통신 인터페이스로 통신이 가능하며, 상기 복수의 전자모듈 중 상기 메인모듈을 제외한 전자모듈들 간의 통신을 위한 공통 라인; 및
    상기 메인모듈과 상기 메인모듈을 제외한 각 전자모듈 간의 통신을 위한 개별 라인을 포함하며,
    상기 메인모듈, 상기 배터리모듈, 상기 통신 모듈, 상기 센서 모듈 및 상기 확장 모듈은 각각 개별적으로 상기 프레임에 결합 및 분리될 수 있도록 제공되는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스.
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  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 복수의 통신인터페이스를 지원하며, 외부의 디바이스와 통신 및 데이터 송수신이 가능한 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 다른 디바이스와의 통신으로 원격으로 조종이 가능한 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 다른 디바이스와의 통신 세기 혹은 통신 유무를 이용하여 상기 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스 및 상기 다른 디바이스의 위치를 특정할 수 있는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 사용자의 생체 데이터를 측정하여 상기 메인모듈로 전송하고,
    상기 센서 모듈은,
    사용자의 움직임과 충격을 감지하여 상기 메인모듈에 특정 데이터를 전송하는 모션센서모듈;
    사용자의 심전도를 측정하여 상기 메인모듈에 생체 데이터를 전송하는 ECG 센서모듈; 및
    사용자 주변의 소리를 감지하여 상기 메인모듈에 관련 데이터를 전송하는 소리 감지 모듈을 더 포함하는 허리띠형 스마트 웨어러블 디바이스.
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