KR101859021B1 - 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아동의 손목 또는 팔목에 착용이 가능하도록 구성되어 생체 신호와 비콘 신호를 통해 아동의 상태를 실시간으로 분석하고 이를 모니터링할 수 있는 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템은 아동의 손목에 착용가능하게 구성되고, 상기 아동의 생체신호 및 동작신호로 구성되는 케어신호를 검출하여 송출하는 웨어러블 디바이스; 상기 웨어러블 디바이스로부터 송출되는 상기 케어신호를 수신하고, 수신된 상기 케어신호에 근거하여 상기 아동의 상태를 판단하는 케어서버; 및 상기 케어서버에 연결되어 상기 케어서버에서 수신된 상기 케어신호 및 판단된 아동의 상태를 수신하여 표시하는 모바일기기를 포함하여 구성되고, 상기 케어서버는 상기 아동의 상태가 보호요망 또는 위험으로 판단되는 경우, 상기 모바일기기로 경보신호를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템은 아동의 손목에 착용가능하게 구성되고, 상기 아동의 생체신호 및 동작신호로 구성되는 케어신호를 검출하여 송출하는 웨어러블 디바이스; 상기 웨어러블 디바이스로부터 송출되는 상기 케어신호를 수신하고, 수신된 상기 케어신호에 근거하여 상기 아동의 상태를 판단하는 케어서버; 및 상기 케어서버에 연결되어 상기 케어서버에서 수신된 상기 케어신호 및 판단된 아동의 상태를 수신하여 표시하는 모바일기기를 포함하여 구성되고, 상기 케어서버는 상기 아동의 상태가 보호요망 또는 위험으로 판단되는 경우, 상기 모바일기기로 경보신호를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아동의 손목 또는 팔목에 착용이 가능하도록 구성되어 생체 신호와 비콘 신호를 통해 아동의 상태를 실시간으로 분석하고 이를 모니터링할 수 있는 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 관한 것이다.
현대 사회는 맞벌이 부부의 증가로 자녀 육아 문제가 심각한 상황으로 대부분 보육시설 또는 조부모와 전문 돌보미를 활용하는 경우가 대부분인 상황이며, 이에 따라 부모에 의한 직접적인 육아가 불가능한 상황에서 자녀의 안전이 부모의 큰 관심사가 되고 있다. 아울러, 보육시설 자체에서도 안전사고가 발생하기도 하며, 보육교사에 의한 폭력도 무방비인 경우가 많다.
이에 더하여, 아이가 집과 보육시설을 왕래하는 과정에서 발생될 수 있는 교통사고 또는 납치 등의 위험이 있으며, 유치원, 놀이터 및 어린이집 등 여러 장소에서는 항상 안전사고에 노출되는 문제점이 있다.
이에, 미취학 아동의 건강 관리 및 재난 안전 대처가 가능한 시스템 개발이 시급한 실정이다.
이러한 문제점을 다소 해결하기 위한 기술로서, 등록특허공보 제10-0794234호에는 WPAN을 기반으로 하는 홈 헬스 케어 시스템에 있어 그 생체정보 측정기에서의 개인 식별 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 개시되었다.
상기 기술은 WPAN을 기반으로 하는 홈 헬스 케어 시스템에 있어 그 생체정보 측정기에서의 개인 식별 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로서, 댁내에 각 사용자 측의 개인 식별기와 생체정보 측정기를 지그비 프로토콜(ZigBee Protocol)을 통해 WPAN(Wireless Personal Area Network)으로 구성한 상태에서, 그 생체정보 측정기에서 댁내에 위치한 각 사용자가 소지한 각각의 개인 식별기로부터의 수신신호 세기를 토대로 생체 정보 측정 대상자를 식별하는, WPAN을 기반으로 하는 홈 헬스 케어 시스템에 관한 것이다.
그러나 상기의 기술은 생체 신호의 검출이 미흡한 편이고, 사용자가 착용하기에 불편한 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 아동의 생체 정보를 검출하고 이를 용이하게 모니터링할 수 있는 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 장시간 착용에 따른 불쾌감, 거부감 및 신체적 피로감을 최소화할 수 있는 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템은 아동의 손목에 착용가능하게 구성되고, 상기 아동의 생체신호 및 동작신호로 구성되는 케어신호를 검출하여 송출하는 웨어러블 디바이스; 상기 웨어러블 디바이스로부터 송출되는 상기 케어신호를 수신하고, 수신된 상기 케어신호에 근거하여 상기 아동의 상태를 판단하는 케어서버; 및 상기 케어서버에 연결되어 상기 케어서버에서 수신된 상기 케어신호 및 판단된 아동의 상태를 수신하여 표시하는 모바일기기를 포함하여 구성되고, 상기 케어서버는 상기 아동의 상태가 보호요망 또는 위험으로 판단되는 경우, 상기 모바일기기로 경보신호를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 웨어러블 디바이스는 체온을 검출하는 체온센서 및 설정된 시간 동안의 심박수를 검출하는 심박센서를 포함하는 생체신호 검출부; 자이로센서 및 가속도센서를 포함하여 구성되는 동작신호 검출부; 상기 생체신호 검출부 및 동작신호 검출부에서 검출된 신호를 케어신호로 변환하여 송출하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 케어신호를 송출하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 집과 보육시설에서 발생될 수 있는 아동의 안전사고, 납치 및 재난에 대하여 실시간 모니터링이 가능함에 따라 효율적인 대처가 가능한 장점이 있다.
또한, 착용에 따른 거부감이 최소화됨에 따라 인위적으로 이를 제거하는 행동을 하지 않으므로, 실시간 생체 정보의 취득이 가능하고 분실의 위험을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 적용된 웨어러블 디바이스의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 적용된 웨어러블 디바이스의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 적용된 웨어러블 디바이스의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 적용된 웨어러블 디바이스의 분해 사시도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 아동의 손목 또는 팔목에 착용이 가능하도록 구성되어 생체 신호와 비콘 신호를 통해 아동의 상태를 실시간으로 분석하고 이를 모니터링할 수 있는 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템의 개념도를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템의 개략적인 구성도를 나타낸 도면이다.
또한, 도 3은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다.
첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템은 웨어러블 디바이스(100), BLE 게이트웨이(200), 케어서버(300) 및 모바일기기(400)를 포함하여 구성된다.
상기 웨어러블 디바이스(100)는 아동의 손목에 착용가능하게 구성되고, 상기 아동의 생체신호 및 동작신호로 구성되는 케어신호를 검출하여 송출하는 기능을 수행한다.
도 4는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 적용된 웨어러블 디바이스의 사시도를 나타낸 것이고, 도 5는 상기 웨어러블 디바이스의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템에 적용된 웨어러블 디바이스는 몸체(101)와 커버(102)로 구성되고, 상기 몸체(101)와 커버(102) 사이에 구성되는 생체신호 검출부(110), 동작신호 검출부(120), 주변환경정보 검출부(130), 제어부(140), 통신부(150), 비콘 송신부(160) 및 전원부(170)를 포함하여 구성된다.
상기 몸체(101)는 아동의 손목 또는 팔목에 착용가능하도록 플렉시블한 재질로 구성되어, 착용에 따른 거부감이 발생되지 않도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 커버(102)는 상기 몸체(101)의 상부를 덮도록 구성되어 그 내부에 구성된 장치들의 유동 및 이탈을 방지하게 되며, 상기 웨어러블 디바이스의 동작 상태를 표시하는 LED 및 전원부(160)의 충전상태를 표시 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 생체신호 검출부(110)는 체온을 검출하는 체온센서 및 설정된 시간 동안의 심박수를 검출하는 심박센서를 포함하여 구성된다.
상기 체온센서는 아동의 체온을 검출하는 것으로서, 수은 체온계, 전자 체온계, 패치형 체온계 또는 적외선 체온계 등 다양한 종류 중에서 선택될 수 있다. 이들 가운데 측정방식이 비교적 간편하면서도 단시간에 정확한 체온 측정이 이루어지는 적외선 체온계가 채택될 수 있다.
상기 심박센서는 압력의 변화를 센싱하는 압력센서모듈과 상기 압력센서모듈의 신호 주기를 제공하는 스케줄러 및 상기 압력센서모듈에서 검출되는 압력의 변화를 주파수로 변환하고 샘플링 처리하는 제어모듈을 포함하여 구성된다.
상기 동작신호 검출부(120)는 아동의 모션을 검출하기 위한 것으로서, 자이로스코프센서(gyroscope sensor) 및 가속도센서(acceleration sensor) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 설계조건에 따라서, 터치 센서(touch sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor) 및 모션 센서(motion sensor) 등으로 대체되거나 또는 추가될 수 있다.
상기 주변환경정보 검출부(130)는 아동의 주변 환경정보를 검출하는 것으로서, 조도센서, 온도센서 및 음향센서 등으로 구성될 수 있다. 또한, 설계조건에 따라서, 다양한 환경센서 예를 들면, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서 및 가스 감지 센서 등이 더 추가될 수 있다.
상기 제어부(140)는 상기 생체신호 검출부(110), 동작신호 검출부(120) 및 주변환경정보 검출부(130)에 검출된 신호를 케어신호로 변환하여 송출한다.
이때, 상기 케어신호에는 상기 웨어러블 디바이스(100)의 아이디 또는 아동의 성명 등 식별인자를 포함하여 구성되고, 암호화된 메시지로 송출되도록 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 통신부(150)는 상기 제어부(140)의 제어에 따라 상기 케어신호를 송출한다.
상기 비콘 송신부(160)는 주기적인 비콘 신호를 송신하기 위한 것으로서, 이때 송신되는 비콘 신호는 BLE(Bluetooth low energy) 비콘(beacon)으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 비콘 신호는 미리 정해진 소정의 전파 세기로 주기적으로 송신하도록 구성될 수 있으며, 상기 웨어러블 디바이스(100)의 UUID(universally unique identification), 출력 세기 및 MAC 주소가 포함될 수 있다.
상기 전원부(170)는 상기 생체신호 검출부(110), 동작신호 검출부(120), 주변환경정보 검출부(130), 제어부(140), 통신부(150) 및 비콘 송신부(160)가 동작하는 데 필요한 전원을 공급한다.
상기 BLE 게이트웨이(200)는 블루투스 페어링(Bluetooth paring)을 수행하여 상기 웨어러블 디바이스(100)와 연결되고, 상기 웨어러블 디바이스(100)에서 송신되는 케어신호 및 BLE 비콘 신호를 수신하여 상기 인터넷망으로 송출하게 된다.
즉, 상기 BLE 게이트웨이(200)는 상기 웨어러블 디바이스(100)에서 송출되는 케어신호를 접속된 인터넷망을 통하여 케어서버(300)로 전송하는 제1 역할과 상기 웨어러블 디바이스(100)에서 송신되는 BLE 비콘 신호를 수신하여 이를 케어서버(300)로 전송하는 제2 역할을 수행하게 된다.
이에, 상기 BLE 게이트웨이(200)는 상기 웨어러블 디바이스(100)에서 송신되는 비콘신호에 근거하여 상기 웨어러블 디바이스(100)의 위치를 검출할 수 있도록 적어도 3개 이상 설치되어야 하며, 상기 웨어러블 디바이스(100)의 위치 이동에 따라 이동가능한 지역이 복수 개가 설치될 수 있다.
상기 케어서버(300)는 상기 웨어러블 디바이스(100)로부터 송출되는 상기 케어신호를 수신하고, 수신된 상기 케어신호에 근거하여 상기 아동의 상태를 판단하게 된다. 또한, 상기 웨어러블 디바이스(100)에서 송신되는 비콘신호에 근거하여 상기 웨어러블 디바이스(100)의 위치를 검출하게 된다.
여기서, 상기 웨어러블 디바이스(100)의 위치 검출은 핑거 프린트(Finger Print) 방식을 적용하여 검출될 수 있다.
이때, 상기 이동의 상태는 안전, 보호요망 및 위험 등으로 구분하여 판단되도록 구성될 수 있다.
상기의 안전, 보호요망 및 위험 등은 학습된 결과에 근거하여 각 항목에 설정된 값의 범위를 설정하고, 상기 설정된 값을 초과하거나 포함되는 경우로 판단되게 구성될 수 있다.
이러한 판단의 결과, 상기 아동의 상태가 보호요망 또는 위험으로 판단되는 경우에는 모바일기기로 경보신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 모바일기기(400)는 상기 케어서버에 연결되어 상기 케어서버에서 수신된 상기 케어신호 및 판단된 아동의 상태를 수신하여 표시하는 것으로서, 아동의 보호자가 소지하는 휴대 단말기로 구성될 수 있다.
자세하게 상기 모바일기기(400)는 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC) 및 울트라북(ultrabook) 등이 여기에 포함될 수 있다.
본 발명에 의하면, 집과 보육시설에서 발생될 수 있는 아동의 안전사고, 납치 및 재난에 대하여 실시간 모니터링이 가능함에 따라 효율적인 대처가 가능하고, 착용에 따른 거부감이 최소화됨에 따라 인위적으로 이를 제거하는 행동을 하지 않으므로, 실시간 생체 정보의 취득이 가능하고 분실의 위험을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
100: 웨어러블 디바이스
101: 몸체 102: 커버
110: 생체신호 검출부 120: 동작신호 검출부
130: 주변환경정보 검출부 140: 제어부
150: 통신부 160: 비콘 송신부
170: 전원부
200: BLE 게이트웨이
300: 케어서버
400: 모바일기기
101: 몸체 102: 커버
110: 생체신호 검출부 120: 동작신호 검출부
130: 주변환경정보 검출부 140: 제어부
150: 통신부 160: 비콘 송신부
170: 전원부
200: BLE 게이트웨이
300: 케어서버
400: 모바일기기
Claims (2)
- 아동의 손목에 착용가능하게 구성되고, 상기 아동의 생체신호 및 동작신호로 구성되는 케어신호를 검출하여 송출하는 웨어러블 디바이스;
블루투스 페어링(Bluetooth paring)을 수행하여 상기 웨어러블 디바이스와 연결되고, 상기 웨어러블 디바이스에서 송출되는 케어신호를 접속된 인터넷망을 통하여 전송하는 제1 역할과 상기 웨어러블 디바이스에서 송신되는 비콘신호를 수신하여 전송하는 제2 역할을 수행하고, 상기 웨어러블 디바이스의 위치 이동에 따라 이동가능한 지역에 복수 개가 설치되는 BLE 게이트웨이;
상기 웨어러블 디바이스로부터 송출되는 상기 케어신호를 수신하고, 수신된 상기 케어신호에 근거하여 상기 아동의 상태를 판단하며, 상기 웨어러블 디바이스에서 송신되는 비콘신호에 근거하여 상기 웨어러블 디바이스의 위치를 핑거 프린트(Finger Print) 방식으로 검출하는 케어서버;
상기 케어서버에 연결되어 상기 케어서버에서 수신된 상기 케어신호 및 판단된 아동의 상태를 수신하여 표시하는 모바일기기;
를 포함하여 구성되고,
상기 케어서버는,
학습된 결과에 근거하여 각 항목에 설정된 값의 범위를 설정하고, 상기 설정된 값을 초과하거나 포함되는 경우 보호요망 및 위험의 경우로 판단되도록 하고, 상기 아동의 상태가 보호요망 또는 위험으로 판단되는 경우, 상기 모바일기기로 경보신호를 전송하도록 구성되고,
상기 웨어러블 디바이스는,
상기 아동의 손목 또는 팔목에 착용가능하도록 플렉시블한 재질로 구성되어, 착용에 따른 거부감이 발생되지 않도록 구성되는 몸체;
상기 몸체의 상부를 덮도록 구성되어 그 내부에 구성된 장치들의 유동 및 이탈을 방지하며, 동작 상태를 표시하는 LED 및 충전상태를 표시 가능하도록 구성되는 커버;
체온을 검출하는 체온센서 및 설정된 시간 동안의 심박수를 검출하는 심박센서를 포함하는 생체신호 검출부;
자이로센서 및 가속도센서를 포함하여 구성되는 동작신호 검출부;
조도센서, 온도센서, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서 및 가스 감지 센서 중에서 선택된 2개 이상으로 구성되는 주변환경정보 검출부;
상기 생체신호 검출부 및 동작신호 검출부에서 검출된 신호를 케어신호로 변환하여 송출하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 상기 케어신호를 송출하는 통신부;
UUID(universally unique identification), 출력 세기 및 MAC 주소를 포함하여, 미리 정해진 소정의 전파 세기로 주기적으로 송신하도록 구성되며, BLE(Bluetooth low energy) 비콘(beacon)으로 이루어지는 비콘 신호를 송신하는 비콘 송신부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템.
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020160096089A KR101859021B1 (ko) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020160096089A KR101859021B1 (ko) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 생체 신호와 비콘 기술을 이용한 웨어러블 디바이스 기반의 아동 케어 시스템 |
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ID=61204277
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| KR20180013022A (ko) | 2018-02-07 |
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