KR101868959B1 - Smart IoT chair and sitting attitude monitoring system - Google Patents

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KR101868959B1
KR101868959B1 KR1020160119301A KR20160119301A KR101868959B1 KR 101868959 B1 KR101868959 B1 KR 101868959B1 KR 1020160119301 A KR1020160119301 A KR 1020160119301A KR 20160119301 A KR20160119301 A KR 20160119301A KR 101868959 B1 KR101868959 B1 KR 101868959B1
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백정엽
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

스마트 IoT 의자 및 착석 자세 모니터링 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 IoT 의자는, 좌판 분리형 의자에 임베디드 IoT 장비가 설치된 스마트 IoT 의자로서, 좌판의 소정 위치에 설치되어 착석자의 자세에 따른 압력을 측정하는 압력 센서; 상기 좌판의 소정 위치에 설치되어 착석 자세에 따른 상기 좌판의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 자세 데이터를 블루투스 통신 방식으로 사용자 단말 및 무선 게이트웨이 중 적어도 하나로 송신하고, 상기 사용자 단말로부터 목록 요청 혹은 상세 요청을 수신하는 통신 모듈; 상기 압력 센서에서 측정한 값과 상기 기울기 센서에서 측정한 값을 미리 정해진 패킷 구조에 따라 변환하여 상기 자세 데이터를 생성하고, 상기 사용자 단말로부터의 요청 종류에 따라 상기 블루투스 통신 방식을 결정하는 제어 모듈을 포함할 수 있다. A Smart IoT chair and sitting posture monitoring system is disclosed. A Smart IoT chair according to an embodiment of the present invention is a Smart IoT chair provided with an embedded IoT device in a seat separable chair, which is a pressure sensor installed at a predetermined position of a seat and measuring a pressure according to an attitude of a seated person; A tilt sensor installed at a predetermined position of the seat so as to measure a tilt of the seat according to a seating posture; A communication module that transmits the attitude data to at least one of a user terminal and a wireless gateway by a Bluetooth communication method and receives a list request or a detailed request from the user terminal; A control module for converting the value measured by the pressure sensor and the value measured by the tilt sensor according to a predetermined packet structure to generate the attitude data and determining the Bluetooth communication method according to a request type from the user terminal .

Description

스마트 IoT 의자 및 착석 자세 모니터링 시스템{Smart IoT chair and sitting attitude monitoring system}[0001] Smart IoT chair and sitting attitude monitoring system [0002]

본 발명은 스마트 IoT 의자 및 착석 자세 모니터링 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a Smart IoT chair and a sitting posture monitoring system.

현대인은 학업이나 업무의 목적 등 다양한 목적으로 하루에 절반이상의 시간을 앉아서 보내고 있다. 때문에 현대인은 과거엔 거의 발병하지 않았던 허리디스크, 골반 뒤틀림, 척추 측만증과 같은 다양한 허리질병에 시달리고 있다. 최근에는 척추만 전문적으로 진료하는 병원도 생기고 있다.Modern people spend more than half a day sitting for various purposes such as study or business purpose. Therefore, modern people are suffering from a variety of back problems such as back disk, pelvic distortion, and scoliosis which had hardly occurred in the past. In recent years, there are hospitals where only the spine is treated professionally.

과거 듀오백 기술이 성공하면서 현재 출시되는 많은 의자들은 등받이 분리형 기술을 채택하고 있다. 그러나 최근에는 기존 듀오백과는 다르게 등받이는 물론 엉덩이가 접촉하는 판 부분 또한 두 부분으로 나눈 좌판 분리형 의자도 개발되고 있다. 좌판 분리형 의자는 엉덩이가 접촉하는 판 부분을 두 부분으로 나눔으로써 엉덩이와 골반/허리 등에 가해지는 압력의 분산을 통해 오래 앉으면 생기게 되는 허리와 엉덩이에 무리를 줄였다. 이를 통해 오랫동안 앉았을 때 생기는 허리통증과 엉덩이통증을 줄이는 효과뿐 아니라 사용자가 바른 자세로 앉을 수 있도록 유도하였다.With the success of the DuoBack technology, many of the chairs currently on the market are adopting a backrest separation technology. In recent years, however, unlike conventional duo bags, the back plate and the plate where the butt touches are also divided into two parts. The seats in the seats are separated by the two parts of the plate where the hips touch, reducing the pressure on the hips and pelvis / waist, which reduces the pressure on the waist and hips that are created by long sitting. This not only reduces back pain and hip pain when sitting for a long time, but also induces the user to sit in the right position.

최근에는 각종 센서를 이용하여 사용자의 착석 자세를 모니터링하고 이에 대한 정보를 제공해주는 시스템이 개발되고 있기도 하다.
Recently, a system has been developed that monitors the user's sitting posture using various sensors and provides information on the sitting posture.

한국등록특허 제10-1379351호 (2014년3월24일 등록) - 사용자의 착석 자세 모니터링 시스템Korean Registered Patent No. 10-1379351 (Registered on March 24, 2014) - User's sitting posture monitoring system

본 발명은 좌판 분리형 의자에서 분리된 각 엉덩이 접촉 판의 기울기와 판에 가해지는 압력을 측정하여 데이터를 시각화함으로써 사용자가 본인이 앉은 습관을 확인할 수 있도록 하고, 피드백을 통해 사용자의 자세 교정을 유도할 수 있는 스마트 IoT 의자 및 착석 자세 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것이다. The present invention visualizes data by measuring the inclination of each hip contact plate separated from the seat separable chair and the pressure applied to the plate, thereby allowing the user to check the habit of sitting by himself or herself, To provide a smart IoT chair and sitting posture monitoring system.

본 발명은 저전력 블루투스 통신과 iBeacon 통신 방식을 접목하여 하나의 스마트폰에서 여러 장치의 신호를 수신하거나 반대로 한 장치에서 여러 스마트폰으로 신호를 송신할 수 있도록 한 스마트 IoT 의자 및 착석 자세 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것이다. The present invention relates to a Smart IoT chair and a sitting posture monitoring system that can receive signals from various devices in one smart phone and transmit signals from one device to a plurality of smartphones by combining low power Bluetooth communication and iBeacon communication method .

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.
Other objects of the present invention will become more apparent through the following preferred embodiments.

본 발명의 일 측면에 따르면, 좌판 분리형 의자에 임베디드 IoT 장비가 설치된 스마트 IoT 의자로서, 좌판의 소정 위치에 설치되어 착석자의 자세에 따른 압력을 측정하는 압력 센서; 상기 좌판의 소정 위치에 설치되어 착석 자세에 따른 상기 좌판의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 자세 데이터를 블루투스 통신 방식으로 사용자 단말 및 무선 게이트웨이 중 적어도 하나로 송신하고, 상기 사용자 단말로부터 목록 요청 혹은 상세 요청을 수신하는 통신 모듈; 상기 압력 센서에서 측정한 값과 상기 기울기 센서에서 측정한 값을 미리 정해진 패킷 구조에 따라 변환하여 상기 자세 데이터를 생성하고, 상기 사용자 단말로부터의 요청 종류에 따라 상기 블루투스 통신 방식을 결정하는 제어 모듈을 포함하는 스마트 IoT 의자가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a Smart IoT chair having an embedded IoT device installed in a seats separated from each other, the pressure sensor comprising: a pressure sensor installed at a predetermined position of the seat to measure pressure according to an attitude of a seated person; A tilt sensor installed at a predetermined position of the seat so as to measure a tilt of the seat according to a seating posture; A communication module that transmits the attitude data to at least one of a user terminal and a wireless gateway by a Bluetooth communication method and receives a list request or a detailed request from the user terminal; A control module for converting the value measured by the pressure sensor and the value measured by the tilt sensor according to a predetermined packet structure to generate the attitude data and determining the Bluetooth communication method according to a request type from the user terminal Smart IoT chairs are included.

상기 사용자 단말로부터의 요청이 목록 요청인 경우 상기 통신 모듈은 아이비콘(iBeacon) 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다.When the request from the user terminal is a list request, the communication module can perform communication using an i-beacon communication method.

또는 상기 사용자 단말로부터의 요청이 상세 요청인 경우 상기 통신 모듈은 연결(Connection) 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다.Or if the request from the user terminal is a detailed request, the communication module can perform communication using a connection communication method.

상기 압력 센서는, 하면에 제1 전도성 실이 지그재그로 배치되고, 상기 제1 전도성 실 아래에 일정 간격으로 복수의 제1 완충 부재가 배치된 상판과; 상면에 제2 전도성 실이 지그재그로 배치되고, 상기 제2 전도성 실 위에 일정 간격으로 복수의 제2 완충 부재가 배치된 하판과; 상기 상판과 상기 하판 사이에 개재되는 전도성 필름층을 포함할 수 있다.Wherein the pressure sensor comprises: an upper plate on which a first conductive chamber is disposed in a zigzag manner on a lower surface thereof and in which a plurality of first buffer members are disposed at regular intervals below the first conductive chamber; A lower conductive plate arranged on the upper surface in a zigzag manner and having a plurality of second buffer members arranged at regular intervals on the second conductive chamber; And a conductive film layer interposed between the upper plate and the lower plate.

상기 기울기 센서는 서로 다른 기울기에서 턴온되는 복수의 스위치 모듈을 포함할 수 있다.The tilt sensor may include a plurality of switch modules that are turned on at different slopes.

상기 스위치 모듈은 몸체 내부에 수은구슬이 존재하여 지정된 각도 이상 기울어지면 상기 수은구슬이 슬라이딩 이동하여 제1 단자의 핀과 제2 단자의 핀을 서로 연결할 수 있다.When the mercury ball is present inside the body and the mercury ball is slanted by more than a predetermined angle, the mercury ball slides to connect the pin of the first terminal and the pin of the second terminal to each other.

상기 기울기 센서는 상기 스위치 모듈을 3개 포함하고, 제1 스위치 모듈(A)은 수평으로 놓여지고, 제2 스위치 모듈(B)은 제1 경사각으로 놓여지며, 제3 스위치 모듈(C)은 제2 경사각으로 놓여지되, 상기 제2 경사각이 상기 제1 경사각의 2배일 수 있다.Wherein the tilt sensor includes three switch modules, the first switch module (A) is placed horizontally, the second switch module (B) is placed at a first tilt angle, and the third switch module (C) And the second inclination angle may be twice the first inclination angle.

상기 제1 스위치 모듈(A), 상기 제2 스위치 모듈(B), 상기 제3 스위치 모듈(C)의 일단이 전원(Vcc)에 연결되고, 타단은 각각 스위치 저항인 2R, 2/3R, 0(zero) 저항의 일단에 연결되며, 상기 스위치 저항 각각의 타단은 그라운드(GND)에 연결되는데 그 사이에 공통 저항 R이 개재되며, 상기 공통 저항 R의 양단 전압이 상기 기울기 센서의 출력값이 될 수 있다.One end of the first switch module A, the second switch module B and the third switch module C are connected to the power source Vcc and the other ends are connected to the switch resistors 2R, 2 / 3R, 0 and the other end of each of the switch resistors is connected to the ground GND, and a common resistance R is interposed therebetween, and the voltage across the common resistance R becomes an output value of the tilt sensor have.

상기 자세 데이터는 iBeacon 데이터의 메시지 패킷 구조 중에서 16바이트의 UUID를 상기 스마트 IoT 의자가 설치된 위치를 나타내기 위한 식별번호로 사용하고, 2바이트의 메이저(Major) 값은 상기 위치에서 의자 번호를 나타내는 용도로 사용하며, 2바이트의 마이너(Minor) 값은 현재 의자의 상태를 나타내는 값으로 사용할 수 있다.The attitude data uses a UUID of 16 bytes in the message packet structure of the iBeacon data as an identification number for indicating the position where the smart IoT chair is installed, and the 2-byte major value indicates the use of the chair number And a minus value of 2 bytes can be used as a value indicating the current chair status.

상기 마이너 값은 2비트씩 나누어 왼쪽 기울기(TL), 오른쪽 기울기(TR), 왼쪽 앞쪽 압력(PLF), 왼쪽 뒤쪽 압력(PLB), 오른쪽 앞쪽 압력(PRF), 오른쪽 뒤쪽 압력(PRB)의 6개 센서값에 할당될 수 있다.The minor value is divided into 2 bits and divided into 6 bits of the left slope (TL), right slope (TR), left front pressure (PLF), left rear pressure (PLB), right front pressure (PRF) Can be assigned to sensor values.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 스마트 IoT 의자와 통신하는 사용자 단말에서 수행되는 착석 자세 모니터링 방법에 있어서, 상기 복수의 스마트 IoT 의자로 목록 요청을 전송하는 단계; 아이비콘(iBeacon) 통신 방식으로 상기 복수의 스마트 IoT 의자로부터 제1 자세 데이터를 수신하는 단계; 상기 제1 자세 데이터를 해석하여 표시하는 단계; 상기 복수의 스마트 IoT 의자 중 선택된 스마트 IoT 의자로 상세 요청을 전송하는 단계; 상기 상세 요청을 전송한 스마트 IoT 의자와 연결(Connection) 통신 방식으로 통신을 수행하여 실시간으로 제2 자세 데이터를 수신하는 단계; 상기 제2 자세 데이터를 해석하여 현재 착석 자세를 시각화하여 표시하는 단계를 포함하는 착석 자세 모니터링 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of monitoring a sitting posture performed by a user terminal communicating with a plurality of Smart IoT chairs, the method comprising: transmitting a list request to the plurality of Smart IoT chairs; Receiving first posture data from the plurality of Smart IoT chairs in an iBeacon communication manner; Analyzing and displaying the first attitude data; Transmitting a detailed request to a selected Smart IoT chair among the plurality of Smart IoT chairs; Receiving a second posture data in real time by communicating with a Smart IoT chair that has transmitted the detailed request in a connection communication manner; And analyzing the second posture data to visualize and display the current sitting posture.

축적된 사용자의 자세 데이터를 바탕으로 평소 습관적으로 기울여 앉는 방향의 반대 방향을 쓰도록 유도하는 게임을 실행하는 단계를 더 포함할 수 있다.And executing a game for guiding the user to write in the direction opposite to the normal habitual sitting direction based on the stored attitude data of the user.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 좌판 분리형 의자에서 분리된 각 엉덩이 접촉 판의 기울기와 판에 가해지는 압력을 측정하여 데이터를 시각화함으로써 사용자가 본인이 앉은 습관을 확인할 수 있도록 하고, 피드백을 통해 사용자의 자세 교정을 유도할 수 있는 효과가 있다. According to the embodiment of the present invention, the slope of each hip contact plate separated from the seat separable chair and the pressure applied to the plate are measured to visualize the data, thereby allowing the user to check the habit of sitting by himself or herself, The posture correction can be induced.

또한, 저전력 블루투스 통신과 iBeacon 통신 방식을 접목하여 하나의 스마트폰에서 여러 장치의 신호를 수신하거나 반대로 한 장치에서 여러 스마트폰으로 신호를 송신할 수 있도록 한 효과가 있다.
In addition, by combining low-power Bluetooth communication with iBeacon communication method, it is possible to receive signals from a plurality of devices in one smartphone or transmit signals from one device to a plurality of smartphones.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 IoT 의자 및 착석 자세 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 2a는 압력 센서의 평면도,
도 2b는 압력 센서의 단면도,
도 3a는 기울기 센서를 구성하는 스위치 모듈의 구성도,
도 3b는 기울기 센서를 나타낸 도면,
도 3c는 기울기 센서 회로를 나타낸 도면,
도 3d는 스위치 상태에 따른 기울기 센서의 출력 값을 나타낸 표,
도 4는 스마트 IoT 의자에 부착된 임베디드 IoT 장비를 나타낸 도면,
도 5는 iBeacon 패킷 구조를 나타낸 도면,
도 6은 마이너 데이터 구조를 나타낸 도면,
도 7은 패킷 데이터의 의미 및 센서 위치를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 착석 자세 모니터링 시스템에서 수행되는 착석 자세 모니터링 방법의 순서도,
도 9는 사용자 단말에서 구동되는 애플리케이션의 시연 사진,
도 10은 본 실시예에 따른 스마트 IoT 의자와 애플리케이션의 동작 모습을 나타낸 예시도.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a smart IoT chair and a sitting posture monitoring system according to an embodiment of the present invention;
2A is a plan view of a pressure sensor,
2B is a cross-sectional view of the pressure sensor,
3A is a configuration diagram of a switch module constituting a tilt sensor,
3B is a view showing a tilt sensor,
3C shows a tilt sensor circuit,
FIG. 3D is a table showing the output value of the tilt sensor according to the switch state,
Figure 4 shows an embedded IoT device attached to a Smart IoT chair,
5 shows an iBeacon packet structure,
6 is a diagram illustrating a minor data structure,
7 is a diagram showing the meaning of the packet data and the sensor position,
FIG. 8 is a flowchart of a seating-posture monitoring method performed in a seating-posture monitoring system according to an embodiment of the present invention;
9 shows a demonstration picture of an application running on a user terminal,
10 is an exemplary view showing the operation of a Smart IoT chair and an application according to the present embodiment;

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.It is to be understood that the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments and may be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the invention. It is to be understood that although the description is omitted, multiple embodiments may be implemented again in one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 IoT 의자 및 착석 자세 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a smart IoT chair and a sitting posture monitoring system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 착석 자세 모니터링 시스템은 통신망을 통해 서로 연결된 스마트 IoT 의자(100)와 사용자 단말(210)을 포함한다. 또한, 무선 게이트웨이(220)와 서버(230)를 더 포함할 수 있다. The seating posture monitoring system according to an embodiment of the present invention includes a smart IOT chair 100 and a user terminal 210 connected to each other through a communication network. In addition, it may further include a wireless gateway 220 and a server 230.

스마트 IoT 의자(100)는 신규의 압력 센서 및 기울기 센서를 이용하여 착석자의 착석 자세에 대한 정보를 측정하여 자세 데이터로 데이터화하고, 이를 블루투스 혹은 무선 인터넷을 통해 사용자 단말(210)로 전송하거나 무선 게이트웨이(220)를 통해 서버(230)로 전송한다. 전송된 자세 데이터는 사용자 단말(210) 및 무선 게이트웨이(220)가 모두 수신할 수 있다. The smart IoT chair 100 measures information on the sitting position of a seated person using a new pressure sensor and a tilt sensor and converts the information into attitude data and transmits the data to the user terminal 210 via Bluetooth or wireless Internet, (220) to the server (230). The transmitted attitude data may be received by both the user terminal 210 and the wireless gateway 220.

사용자 단말(210)은 수신된 자세 데이터를 실시간으로 시각화하여 사용자에게 정보를 전달해 주거나 알림/게임/운동 등의 형태로 자세를 교정해 줄 목적으로 사용될 수 있다. 여기서, 사용자 단말(210)은 자세 데이터의 시각화, 착석 자세 교정를 위한 프로그램(앱(app), 애플리케이션 등)이 설치 가능한 전자 단말일 수 있다. The user terminal 210 can be used for visualizing the received attitude data in real time and delivering information to the user or for correcting the attitude in the form of notification / game / exercise. Here, the user terminal 210 may be an electronic terminal capable of installing a program (app, application, etc.) for visualization of posture data and correction of a sitting posture.

무선 게이트웨이(220)는 하나 이상의 스마트 IoT 의자(100)로부터 고유 식별정보, 자세 데이터, 시간 등을 수신하여 서버(230)의 데이터베이스에 기록해 놓음으로써 사용자 개인 혹은 집단의 자세 패턴을 사후적으로 분석하는데 사용될 수 있게 한다. 무선 게이트웨이(220) 대신에 사용자 단말(210)이 자세 데이터를 서버(230)로 전송할 수도 있을 것이다. The wireless gateway 220 receives unique identification information, attitude data, time, and the like from one or more Smart IoT chairs 100 and records them in the database of the server 230 to post-analyze the posture pattern of the user or group . The user terminal 210 may transmit the attitude data to the server 230 instead of the wireless gateway 220. [

스마트 IoT 의자(100)는 좌판 분리형 의자에 임베디드 IoT 장비가 설치된 타입으로 제작될 수 있다. 좌판 분리형 의자는 착석자의 엉덩이가 접촉하는 판 부분이 두 부분으로 구분된 의자로, 분리된 각 엉덩이 접촉 판(좌판)의 기울기와 각 엉덩이 접촉 판에 가해지는 압력을 측정하여 데이터화함으로써 자세 데이터를 생성한다. The smart IoT chair 100 can be manufactured as a type having an embedded IoT device installed on a seats separated from the seat. The seat separation type chair is a chair in which the plate portion of the seated person's hips is divided into two parts and measures the inclination of each separated butt contact plate and the pressure applied to each of the hip contact plates to produce data do.

스마트 IoT 의자(100)에는 압력 센서(110), 기울기 센서(120), 통신 모듈(130), 제어 모듈(140)이 포함될 수 있다. The smart IOT chair 100 may include a pressure sensor 110, a tilt sensor 120, a communication module 130, and a control module 140.

압력 센서(110)는 좌판의 소정 위치에 부착되어, 착석자의 자세에 따른 압력을 측정한다. 압력 센서(110)의 배치에 따라 측정된 압력의 분포를 분석함으로써, 착석자의 착석 자세를 파악할 수 있게 된다. The pressure sensor 110 is attached to a predetermined position of the seat so as to measure the pressure according to the posture of the seated person. By analyzing the distribution of the pressure measured according to the arrangement of the pressure sensor 110, it is possible to grasp the seating posture of the seated person.

기울기 센서(120)는 좌판의 소정 위치에 부착되어, 좌판의 기울기를 측정한다. 좌우 양측의 좌판의 기울기 정도를 비교하여 착석자의 착석 자세에 대한 균형 정도를 파악할 수 있게 된다.The tilt sensor 120 is attached to a predetermined position of the seat so as to measure the tilt of the seat. The degree of balance with respect to the sitting position of the seated person can be grasped by comparing the degrees of inclination of the left and right side plates on both sides.

통신 모듈(130)은 압력 센서(110)에서 측정한 값과 기울기 센서(120)에서 측정한 값을 저전력 통신 방식을 통해 사용자 단말(210) 및/또는 무선 게이트웨이(220)로 전송한다. 통신 모듈(130)에서 이용하는 통신 방식으로는 블루투스 통신 방식을 기본으로 하되, 상황에 따라 아이비콘(iBeacon) 통신 방식과 연결(Connection) 통신 방식이 선택적으로 사용될 수 있다. The communication module 130 transmits the value measured by the pressure sensor 110 and the value measured by the tilt sensor 120 to the user terminal 210 and / or the wireless gateway 220 through a low power communication method. The communication method used by the communication module 130 is based on a Bluetooth communication method, and an iBeacon communication method and a connection communication method can be selectively used depending on the situation.

제어 모듈(140)은 압력 센서(110) 및 기울기 센서(120)에서 측정한 값을 통신 모듈(130)을 통해 전송하기 위해 통신 방식에 적합한 패킷 구조에 따른 자세 데이터로 생성하고, 통신 모듈(130)을 통한 전송이 이루어지도록 한다. The control module 140 generates attitude data according to a packet structure suitable for a communication method in order to transmit the values measured by the pressure sensor 110 and the tilt sensor 120 through the communication module 130, ).

이 경우 사용자 단말(210) 혹은 무선 게이트웨이(220)로부터 수신된 요청의 종류에 따라 통신 모듈(130)에서의 통신 방식을 결정할 수 있다. 또한, 스마트 IoT 의자(100)에는 압력 센서(110), 기울기 센서(120), 통신 모듈(130), 제어 모듈(140)에 전원을 공급하는 전원부가 더 포함될 수 있다. In this case, the communication mode in the communication module 130 can be determined according to the type of the request received from the user terminal 210 or the wireless gateway 220. The smart IOT chair 100 may further include a power source for supplying power to the pressure sensor 110, the tilt sensor 120, the communication module 130, and the control module 140.

이하에서는 스마트 IoT 의자(100)의 각 구성요소의 구성 및 기능에 대해 관련 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the configuration and function of each component of the smart IOT chair 100 will be described in detail with reference to related drawings.

도 2a는 압력 센서의 평면도이고, 도 2b는 압력 센서의 단면도이다. 2A is a plan view of the pressure sensor, and Fig. 2B is a sectional view of the pressure sensor.

우선 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 압력 센서(110)는 상판(310), 하판(320) 및 그 사이에 개재되는 전도성 필름층(330)을 포함한다. 상판(310)과 하판(320)은 바느질 등의 결합 방식으로 중간에 전도성 필름층(330)이 배치된 상태에서 서로 결합될 수 있다. 2A and 2B, the pressure sensor 110 according to the present embodiment includes a top plate 310, a bottom plate 320, and a conductive film layer 330 interposed therebetween. The upper plate 310 and the lower plate 320 may be coupled to each other in a state in which the conductive film layer 330 is disposed in the middle by a coupling method such as sewing.

도 2a에는 상판(310)과 하판(320)의 평면도가 도시되어 있다. 상판(310)의 경우 밑에서 올려다 본 모습이며, 하판(320)의 경우 위에서 내려다 본 모습이다. 2A is a plan view of the upper plate 310 and the lower plate 320. As shown in FIG. The top plate 310 is viewed from above and the bottom plate 320 is viewed from above.

상판(310)은 그 하면 중 일 꼭지점 부근에 일단이 고정되는 제1 전도성 실(312)이 지그재그로 배치된다. 제1 전도성 실(312)의 타단은 상판(310)의 외측으로 노출되어 회로의 일 단자와 연결될 수 있다. 제1 전도성 실(312)은 실선 부분이 앞면(하면), 점선 부분이 뒷면(상면)으로 바느질되어 있을 수 있다. 즉, 제1 전도성 실(312)의 주된 배치방향(도면에서는 수평 방향) 부분은 하면에 노출되고, 주된 배치방향과 교차하는 방향(도면에서는 수직 방향) 부분은 상면에 노출될 수 있다. The upper surface of the upper plate 310 is arranged in a staggered manner with a first conductive chamber 312 whose one end is fixed near a vertex of the lower surface. The other end of the first conductive chamber 312 may be exposed to the outside of the top plate 310 and connected to a terminal of the circuit. In the first conductive chamber 312, the solid line portion may be stitched on the front surface (lower surface) and the dotted line portion may be stitched on the back surface (upper surface). That is, the main arrangement direction (horizontal direction in the drawing) of the first conductive chamber 312 is exposed on the lower surface, and a portion in the direction (vertical direction in the drawing) intersecting with the main arrangement direction can be exposed on the upper surface.

하판(320) 역시 상판(310)과 유사한 구조를 가지며, 그 상면 중 일 꼭지점 부근에 일단이 고정되는 제2 전도성 실(322)이 지그재그로 배치된다. 제2 전도성 실(322)의 타단은 하판(320)의 외측으로 노출되어 회로의 타 단자와 연결될 수 있다. 제2 전도성 실(322)은 실선 부분이 앞면(상면), 점선 부분이 뒷면(하면)으로 바느질되어 있을 수 있다. 즉, 제2 전도성 실(322)의 주된 배치방향(도면에서는 수평 방향) 부분은 상면에 노출되고, 주된 배치방향과 교차하는 방향(도면에서는 수직 방향) 부분은 하면에 노출될 수 있다.The lower plate 320 also has a structure similar to that of the upper plate 310 and a second conductive chamber 322 whose one end is fixed near one vertex of the upper surface is staggered. The other end of the second conductive chamber 322 may be exposed to the outside of the lower plate 320 and may be connected to other terminals of the circuit. In the second conductive chamber 322, the solid line portion may be stitched on the front surface (upper surface) and the dotted line portion may be stitched on the back surface (lower surface). That is, the main arrangement direction (horizontal direction in the drawing) of the second conductive chamber 322 is exposed on the upper surface, and the portion in the direction (vertical direction in the drawing) intersecting with the main arrangement direction can be exposed on the lower surface.

착석자의 착석에 의해 상판(310)에 압력이 가해지면, 상판(310)의 제1 전도성 실(312)과 하판(320)의 제2 전도성 실(322)이 중간의 전도성 필름층(330)과 접촉하게 되며, 접촉하는 지점에 따라 저항값(신호값)이 가변될 수 있다. The first conductive chamber 312 of the upper plate 310 and the second conductive chamber 322 of the lower plate 320 are connected to the intermediate conductive film layer 330 and the second conductive film 322 of the upper plate 310 by the seating of the seated person, And the resistance value (signal value) can be varied depending on the point of contact.

상판(310)의 하면에는 제1 전도성 실(312)의 주 배치방향과 교차하는 방향으로 복수의 제1 완충 부재(314)가 소정 간격으로 설치될 수 있다. N(2 이상의 자연수)개의 제1 완충 부재(314)는 제1 전도성 실(312)을 (N+1)개 공간으로 구획하게 된다. A plurality of first cushioning members 314 may be provided on the lower surface of the upper plate 310 at predetermined intervals in a direction intersecting the main arrangement direction of the first conductive chamber 312. The first cushioning members 314 of N (natural numbers of 2 or more) partition the first conductive chamber 312 into (N + 1) spaces.

하판(320)의 상면에도 제2 전도성 실(322)의 주 배치방향과 교차하는 방향으로 복수의 제2 완충 부재(324)가 소정 간격으로 설치될 수 있다. N개의 제2 완충 부재(324)는 제2 전도성 실(322)을 (N+1)개 공간으로 구획하게 된다.A plurality of second buffer members 324 may be provided on the upper surface of the lower plate 320 at predetermined intervals in a direction intersecting the main arrangement direction of the second conductive chamber 322. N second buffer members 324 partition the second conductive chamber 322 into (N + 1) spaces.

제1 완충 부재(314)와 제2 완충 부재(324)는 상판(310)과 하판(320) 사이에서 완충 역할을 수행하여, 일정 크기 이상의 압력에서만 제1 전도성 실(312)과 제2 전도성 실(322)이 중간층의 전도성 필름(330)과 접촉하게 하고, 압력 위치에 따라 접촉하는 공간을 구분지어 줌으로써, 압력 차이에 따른 신호값의 변화 폭을 커지게 할 수 있다.
The first cushioning member 314 and the second cushioning member 324 serve as a buffer between the upper plate 310 and the lower plate 320 so that the first conductive member 312 and the second conductive member The width of the signal value corresponding to the pressure difference can be increased by allowing the conductive film 322 to contact the conductive film 330 of the intermediate layer and to distinguish the space to be contacted according to the pressure position.

도 3a는 기울기 센서를 구성하는 스위치 모듈의 구성도이고, 도 3b는 기울기 센서를 나타낸 도면이며, 도 3c는 기울기 센서 회로를 나타낸 도면이고, 도 3d는 스위치 상태에 따른 기울기 센서의 출력 값을 나타낸 표이다. FIG. 3B is a view showing a tilt sensor, FIG. 3C is a diagram showing a tilt sensor circuit, and FIG. 3D is a diagram showing the output value of the tilt sensor according to the switch state. FIG. 3A is a configuration diagram of a tilt sensor, Table.

기울기 센서(120)는 착석자의 착석 자세에 따른 엉덩이 접촉 판의 기울기(tilt)를 세분화하여 측정할 수 있다. The tilt sensor 120 can measure the tilt of the hip contact plate according to the sitting posture of the seated person by subdividing the tilt.

기울기 센서(120)는 서로 다른 기울기에서 턴온되는 복수의 스위치 모듈(400)을 포함한다. The tilt sensor 120 includes a plurality of switch modules 400 that are turned on at different tilt angles.

도 3a를 참조하면, 스위치 모듈(400)은 몸체(410) 내부에 수은구슬(420)이 존재하여 특정 각도 이상 기울어지면 내부의 수은구슬(420)이 슬라이딩 이동하여 두 개의 핀을 연결시켜 전류가 통하도록 하는 스위치와 같은 원리로 동작한다. Referring to FIG. 3A, when the mercury ball 420 is present inside the body 410 and is inclined by a certain angle, the switch module 400 slides the inner mercury ball 420 to connect the two pins, The switch operates on the same principle as the switch.

예를 들어, 본 실시예에서는 3개의 스위치 모듈(400)을 이용하고, DAC 회로(도 3c에 도시된 기울기 센서 회로)를 응용하여 아날로그 출력 기울기 센서(120)를 제작할 수 있다. For example, in the present embodiment, the analog output tilt sensor 120 can be manufactured by using three switch modules 400 and applying a DAC circuit (tilt sensor circuit shown in FIG. 3C).

3개의 스위치 모듈(400)은 A, B, C로 구분되며, 기울기 센서 회로는 각 단계별로 Vcc 대비 0, 1/3, 2/3, 1을 표현할 수 있는 저항값을 가진다. The three switch modules 400 are divided into A, B, and C, and the tilt sensor circuit has a resistance value capable of expressing 0, 1/3, 2/3, and 1 as Vcc in each step.

도 3b를 참조하면, 3개의 스위치 모듈(400)은 서로 다른 각도로 놓여지도록 설치된다. 제1 스위치 모듈(A)은 수평(0도)으로 놓여지고, 제2 스위치 모듈(B)은 제1 경사각(θ1)으로 놓여지며, 제3 스위치 모듈(C)은 제2 경사각(θ2)으로 놓여질 수 있다. 여기서, 제2 경사각(θ2)은 제1 경사각(θ1)의 2배일 수 있다. Referring to FIG. 3B, the three switch modules 400 are installed at different angles. The first switch module A is placed horizontally (0 degrees), the second switch module B is placed at the first inclination angle 1, and the third switch module C is placed at the second inclination angle 2 Can be placed. Here, the second inclination angle [theta] 2 may be twice the first inclination angle [theta] 1.

도 3c를 참조하면, 기울기 센서 회로에서 제1 스위치 모듈(A), 제2 스위치 모듈(B), 제3 스위치 모듈(C)의 일단이 전원(Vcc)에 연결되고, 타단은 각각 스위치 저항인 2R, 2/3R, 0(zero) 저항의 일단에 연결된다. 각 스위치 저항의 타단은 그라운드(GND)에 연결되는데, 그 사이에 공통 저항 R이 개재된다. 공통 저항 R의 양단 전압이 기울기 센서(120)의 출력값이 된다. 3C, in the tilt sensor circuit, one end of the first switch module A, the second switch module B, and the third switch module C are connected to the power source Vcc, 2R, 2 / 3R, and 0 (zero) resistors. The other end of each switch resistance is connected to the ground (GND), and a common resistance R is interposed therebetween. The voltage across the common resistance R becomes the output value of the tilt sensor 120. [

도 3b에서 3, 1, 0, 1.5라는 값은 각각 도 3c에서 2R, 2/3R, 0, R에 대응되는 저항 값이다. In FIG. 3B, the values 3, 1, 0, and 1.5 are resistance values corresponding to 2R, 2 / 3R, 0, and R in FIG. 3C, respectively.

도 3d를 참조하면, 최초에는 모든 스위치 모듈(400)이 턴오프된 상태이어서 출력값(목표 값)이 0(zero)이 된다. 기울기가 제1 경사각 정도 기울면 제1 스위치 모듈(A)이 턴온되고, 이 경우 출력값(목표 값)은 전원(Vcc)의 1/3이 된다. 기울기가 제2 경사각 정도 기울면 제2 스위치 모듈(B)도 턴온되고, 이 경우 출력값(목표 값)은 전원(Vcc)의 2/3이 된다. 기울기가 제2 경사각보다 크게 되면 제3 스위치 모듈(C)도 턴온되는 상태가 도달할 수 있으며, 이 경우 출력값(목표 값)은 전원(Vcc)와 동일한 값이 된다. Referring to FIG. 3D, initially, all the switch modules 400 are turned off, so that the output value (target value) becomes zero. When the inclination is inclined by the first inclination angle, the first switch module A is turned on, and in this case, the output value (target value) becomes 1/3 of the power supply Vcc. When the tilt is inclined by the second inclination angle, the second switch module B is also turned on, and in this case, the output value (target value) becomes 2/3 of the power supply Vcc. When the inclination is larger than the second inclination angle, the third switch module C can also be turned on. In this case, the output value (target value) becomes the same value as the power source Vcc.

이러한 스위치 상태에 따른 출력값의 변화를 이용하여 기울기 센서(120)에서는 착석자의 착석 자세에 따른 엉덩이 접촉 판의 기울기를 보다 세분화하여 측정해 낼 수 있다.
By using the change of the output value according to the switch state, the tilt sensor 120 can further measure the slope of the hip contact plate according to the sitting position of the seated person.

도 4는 스마트 IoT 의자에 부착된 임베디드 IoT 장비를 나타낸 도면이다. Figure 4 is a diagram of an embedded IoT device attached to a Smart IoT chair.

도 4를 참조하면, 스마트 IoT 의자(100)에는 4개의 압력 센서(110RF, 110RB, 110LF, 110LB)와 2개의 기울기 센서(120R, 120L)가 부착될 수 있다. 4개의 압력 센서(110RF, 110RB, 110LF, 110LB)는 의자의 좌우(left/right) 좌판 쿠션 내의 앞뒤(front/back)에 배치되고(PRF, PRB, PLF, PLB), 2개의 기울기 센서(120R, 120L)는 좌우 좌판 하부에 부착될 수 있다(RT, LT). 메인보드에 해당하는 제어 모듈(140)은 임베디드 타입으로, 의자 하단 뒤편에 설치될 수 있다. 제어 모듈(140)에 해당하는 메인보드에 통신 모듈(130)이 설치될 수 있다.
4, four pressure sensors 110RF, 110RB, 110LF, and 110LB and two tilt sensors 120R and 120L may be attached to the smart IOT chair 100. FIG. The four pressure sensors 110RF, 110RB, 110LF and 110LB are arranged on the front / back in the left / right seat cushion of the chair (PRF, PRB, PLF, PLB) and two tilt sensors 120R , 120L can be attached to the lower left and right side plates (RT, LT). The control module 140 corresponding to the main board is an embedded type and can be installed at the rear of the lower part of the chair. The communication module 130 may be installed on the main board corresponding to the control module 140.

도 5는 iBeacon 패킷 구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 마이너 데이터 구조를 나타낸 도면이며, 도 7은 패킷 데이터의 의미 및 센서 위치를 나타내는 도면이다. FIG. 5 is a diagram showing an iBeacon packet structure, FIG. 6 is a diagram showing a minor data structure, and FIG. 7 is a diagram showing the meaning of the packet data and the location of the sensor.

통신 모듈(130)은 기본적으로 블루투스 통신(예. Bluetooth 4.0)을 통해 자세 데이터를 전송한다. The communication module 130 basically transmits attitude data via Bluetooth communication (e.g., Bluetooth 4.0).

제어 모듈(140)은 통신 모듈(130)에서 전송할 자세 데이터의 형식을 결정하고, 그에 따른 메시지 패킷의 구조를 설계한다. The control module 140 determines the format of the attitude data to be transmitted from the communication module 130, and designs the structure of the message packet accordingly.

블루투스 통신 중에서 iBeacon 통신 방식의 경우 도 5에 도시된 것과 같은 메시지 패킷 구조를 가지고 있다. iBeacon 데이터는 9바이트의 iBeacon 프리픽스(prefix), 16바이트의 UUID, 2바이트의 메이저(Major), 2바이트의 마이너(Minor), 2바이트의 전송 파워(Measured Tx Pwr)를 포함한다. 이 중에서 사용자가 임의로 변경하여 표현할 수 있는 데이터는 UUID, 메이저, 마이너 3가지이다. In the Bluetooth communication, the iBeacon communication method has a message packet structure as shown in FIG. The iBeacon data includes a 9-byte iBeacon prefix, a 16-byte UUID, a 2-byte major, a 2-byte minor, and a 2-byte transmit power (Measured Tx Pwr). Among these, there are three kinds of data that the user can arbitrarily change and express by UUID, major, and minor.

본 실시예에서는 UUID가 16바이트이므로, 의자가 설치된 위치(건물)을 나타내기 위한 식별번호로 사용하고, 메이저 값은 2바이트로 해당 건물 안에서 의자 번호를 나타내는 용도로 사용할 수 있다. 그리고 마이너 값은 현재 의자의 상태를 전송하는 용도로 사용할 수 있다. In this embodiment, since the UUID is 16 bytes, the UUID is used as an identification number for indicating a location (building) where the chair is installed, and the major value is used for indicating the chair number in the building with 2 bytes. And a minor value can be used to transmit the current state of the chair.

마이너 값은 16비트의 데이터인데, 전술한 것과 같은 각각의 센서가 4단계의 값을 출력한다는 점에 기초하여, 해당 16비트를 도 7에 도시된 것과 같이 2비트씩 나누어 6개의 센서값을 전달하도록 사용할 수 있다. The minor value is 16-bit data. On the basis of the fact that each sensor outputs the value of four stages as described above, the 16 bits are divided into two bits as shown in FIG. 7 to transmit six sensor values .

도 6을 참조하면, 마이너 데이터의 구조가 도시되어 있으며, 각 패킷을 구성하는 데이터들이 각각 어느 위치를 의미하는 것인지 나타내고 있다. TL은 왼쪽 기울기(Tilt Left), TR은 오른쪽 기울기(Tilt Right), PLF는 왼쪽 앞쪽 압력(Pressure Left Front), PLB는 왼쪽 뒤쪽 압력(Pressure Left Back), PRF는 오른쪽 앞쪽 압력(Pressure Right Front), PRB는 오른쪽 뒤쪽 압력(Pressure Right Back)을 의미한다. Referring to FIG. 6, the structure of the minor data is shown, which indicates where each data constituting each packet means. TL is Tilt Left, TR is Tilt Right, PLF is Left Left Pressure, PLB is Left Left Pressure, PRF is Right Right Front, , PRB means pressure right back.

또한, 패킷 데이터의 의미 및 센서 위치가 도 7에 도시되어 있다.
The meaning of the packet data and the sensor position are shown in Fig.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 착석 자세 모니터링 시스템에서 수행되는 착석 자세 모니터링 방법의 순서도이다. 8 is a flowchart illustrating a method of monitoring a sitting posture performed in a sitting posture monitoring system according to an embodiment of the present invention.

iBeacon의 형태로 데이터를 송수신하여 데이터의 수신율을 확인해 보면 데이터의 수신 속도가 매우 불규칙하다. 이는 각 iBeacon이 일정한 간격으로 데이터를 송신하더라도, 수신측 시스템의 플랫폼 혹은 운영체제(예. 안드로이드, iOS)에 따라 수신 데이터 처리 방식이 다르기 때문이다. Receiving data in the form of iBeacon and checking the reception rate of the data shows that the reception rate of the data is very irregular. This is because, although each iBeacon transmits data at regular intervals, the receiving data processing method differs depending on the receiving system's platform or operating system (eg, Android, iOS).

따라서, 본 실시예에서는 이러한 점을 보완하기 위해 블루투스의 연결(Connection) 통신 방식을 사용하여 데이터를 송수신하기도 할 것이다. Accordingly, in the present embodiment, data may be transmitted and received by using a Bluetooth communication method in order to compensate for this.

iBeacon 통신 방식의 경우 여러 사용자 단말에서 하나의 장비(본 실시예에서는 스마트 IoT 의자)에 대한 iBeacon 신호를 수신할 수 있고 반대로 하나의 사용자 단말에서 여러 장비의 신호를 수신할 수 있다. 하지만, Connection 통신 방식의 경우에는 연결을 맺은 두 기기(하나의 사용자 단말과 하나의 장비) 사이에서만 데이터 송수신이 가능하다. In the iBeacon communication method, it is possible to receive iBeacon signals for one device (smart IoT chair in this embodiment) at a plurality of user terminals, and conversely, signals of various devices can be received from one user terminal. However, in the case of the connection communication method, data transmission / reception is possible only between two connected devices (one user terminal and one device).

iBeacon 통신 방식은 데이터의 고속 전송, 규칙적인 수신에 있어서는 불리하지만, Connection 통신 방식은 고속 전송과 규칙적인 수신이 가능하다. The iBeacon communication method is disadvantageous for high speed transmission and regular reception of data, but the connection communication method enables high-speed transmission and regular reception.

이러한 2가지 통신 방식의 장단점을 고려하여 본 실시예에서는 실제 서비스를 제공하는 방식을 구상하여 적용하기로 한다. Considering the merits and demerits of these two communication methods, the present embodiment envisions a method of providing an actual service.

예컨대 사용자가 자세한 데이터를 보고자 하는 의자, 즉 사용자가 앉아있는 의자라면 고주파수(high frequency) 데이터를 고속 샘플링(sampling)을 통해 보여주는 것이 좋을 것이고, 사용자가 자세히 볼 필요가 없다면 여러 의자에 대해 로우 샘플링 주파수(low sampling frequency) 데이터를 보여주는 것이 좋을 것이다. For example, if a user wants to view detailed data, that is, if the user is a sitting chair, it would be better to show high frequency data through fast sampling, and if the user does not need to look closely, (low sampling frequency) data.

따라서, 처음 사용자가 착석 자세 모니터링 서비스에 관한 애플리케이션을 구동하고(단계 S800), 실내에 있는 의자들의 목록을 확인하여 간략하게 상태를 확인하고자 여러 스마트 IoT 의자로 요청(목록 요청)을 전송한다(단계 S805). 이 경우에는 여러 신호를 수신할 수 있는 iBeacon 통신 방식을 사용하여 여러 스마트 IoT 의자로부터 자세 데이터에 대한 신호를 수신하고, 이를 해석하여 사용자 단말에 표시한다(단계 S810). 이 경우 수신하는 신호에는 제1 자세 데이터(의자 식별 정보, 의자의 위치 등)가 포함된다. Accordingly, the first user drives an application related to the seating and posture monitoring service (step S800), confirms the list of the chairs in the room, and transmits a request (list request) to various Smart IoT chairs to check the status briefly S805). In this case, signals for attitude data are received from various Smart IoT chairs using an iBeacon communication method capable of receiving various signals, and interpreted and displayed on a user terminal (step S810). In this case, the received signal includes the first attitude data (chair identification information, chair position, etc.).

목록에서 자세히 보고자 하는 의자를 선택할 때에는 상세 요청을 전송하며(단계 S815), 상세 요청에 따라 연결을 맺어 실시간으로 고속 데이터(제2 자세 데이터로서, 해당 의자의 현재 상태에 관한 정보를 포함함)를 시각화, 갱신하여 서비스를 제공할 수 있게 한다(단계 S820). 연결을 이용한 데이터의 고속 전송은 스마트 IoT 의자를 입력 장치로 이용하는 운동 및 게임 애플리케이션에서 양방향 통신 기능 및 사용자의 입력 지연을 줄이는 효과도 기대할 수 있다.
When selecting a chair to be detailed in the list, a detailed request is transmitted (step S815). High speed data (including information on the current state of the chair) is transmitted in real time Visualization, and renewal so as to provide a service (step S820). The high-speed transmission of data using the connection can be expected to reduce the bi-directional communication function and the input delay of the user in the exercise and game application using the smart IoT chair as the input device.

다시 도 1을 참조하면, 사용자 단말(210)에는 착석 자세 모니터링 서비스를 제공하는 애플리케이션이 설치되어 구동될 수 있다. 애플리케이션은 스마트 IoT 의자(100)로부터 전달되는 iBeacon 데이터(자세 데이터)를 추출하고, 추출된 데이터를 시각화하여 보여줄 수 있다. Referring again to FIG. 1, an application providing a seating posture monitoring service may be installed in the user terminal 210 and be driven. The application can extract iBeacon data (attitude data) transmitted from the smart IOT chair 100 and visualize and display the extracted data.

이 경우 여러 iBeacon 신호 중에서 스마트 IoT 의자(100)에 해당하는 iBeacon 신호를 구별해 내기 위한 방법은 다음과 같다. iBeacon 데이터의 패킷 구조 중에서 UUID가 16바이트의 데이터를 가지는데, 이는 3.40 x 1038 만큼의 데이터를 표현할 수 있다. 모든 건물의 위치를 나타내기 위한 범위는 8바이트, 약 1.84 x 1019 만큼의 데이터로 충분할 것이기에, 나머지 8바이트는 스마트 IoT 의자를 위한 서비스 식별번호로 사용할 수 있을 것이다. 즉, iBeacon 데이터 중에서 UUID에 속하는 16바이트 중에는 8바이트의 의자 위치 정보와 8바이트의 서비스 식별 정보(착석 자세 모니터링 서비스 관련)가 포함될 수 있다. In this case, among the various iBeacon signals, a method for distinguishing the iBeacon signals corresponding to the smart IoT chair 100 is as follows. Of the packet structure of the iBeacon data, the UUID has 16 bytes of data, which can represent 3.40 x 1038 data. The range of 8 bytes, about 1.84 x 1019, would be sufficient to indicate the location of all buildings, so the remaining 8 bytes could be used as the service identification number for the Smart IoT chair. That is, among the 16 bytes belonging to the UUID among the iBeacon data, 8-byte chair position information and 8-byte service identification information (related to the sitting posture monitoring service) can be included.

다음으로 같은 건물 내에 위치한 여러 의자를 어떻게 구별할 것인지에 대한 고려가 필요하다. 메이저 값으로 2바이트를 사용하면, 0~65535까지의 데이터를 사용할 수 있지만, 일반적인 사용자를 고려하여 숫자 대신에 최초 의자 등록 시 의자 이름을 지정할 수 있도록 구현될 수 있다.
Next, consideration should be given to how to distinguish between different chairs in the same building. By using 2 bytes as the major value, data from 0 to 65535 can be used, but it can be implemented so that the chair name can be specified when registering the first chair instead of the number in consideration of the general user.

도 9에는 사용자 단말(210)에서 구동되는 애플리케이션의 시연 사진이 도시되어 있다. (a)는 스마트 IoT 의자를 검색하기 위해 iBeacon 목록을 출력하고 있는 화면이다. 스마트 IoT 의자에 해당하는 서비스 번호만을 걸러내는 작업을 구현하지 않은 상태에서 페블(pebble) 사의 iBeacon도 검색되고 있는 상태가 나타나 있다. (b)는 (a)의 화면에서 의자를 선택하고 해당 의자를 애플리케이션에 등록하는 화면이다. 의자를 등록한 후 의자 목록을 보면 (c)의 화면과 같이 등록된 의자와 함께 NAME 부분에 등록된 이름이 표시된다. 해당 의자를 선택하면 (d) 화면처럼 연결이 이루어진 후 수신되는 데이터에 따른 의자의 상태를 시각화하여 보여주는 화면으로 전환될 수 있다. FIG. 9 shows a demonstration photograph of an application driven by the user terminal 210. FIG. (a) is a screen displaying an iBeacon list to search for smart IoT chairs. Ibeacon of pebble company is being searched in the state that it does not implement the job of filtering only the service number corresponding to the smart IoT chair. (b) is a screen for selecting a chair on the screen (a) and registering the chair in the application. After registering the chair, if you look at the chair list, the name registered in the NAME part together with the registered chair is displayed as shown in (c). If you select a chair, you can switch to a screen that shows the state of the chair according to the data received after connection is made as shown in (d).

도 10은 본 실시예에 따른 스마트 IoT 의자와 애플리케이션의 동작 모습을 나타낸 예시도이다. 10 is an exemplary view showing the operation of the Smart IoT chair and the application according to the present embodiment.

(a)부터 (f)까지의 도면들은 각각의 자세별로 애플리케이션에 보이는 화면을 캡쳐한 것이다. 각 도면에서 왼쪽은 실제 사용자가 앉은 자세이고, 오른쪽은 애플리케이션이 데이터를 시각화하여 제공하는 화면이다. 애플리케이션 화면에서 빨간색 계통으로 치우쳐 앉아 있음을 표현하여 사용자가 직관적으로 착석 자세를 파악할 수 있게 한다. 또한, 애플리케이션 화면 하단에는 각 센서들의 단계가 표시되어 제공될 수 있다.
The drawings from (a) to (f) are captions of screens viewed in an application by each posture. In each drawing, the left side is the actual user's sitting posture, and the right side is the screen in which the application visualizes the data. In the application screen, the user is intuitively seated on the sitting position by expressing that the user is sitting on the red line. In addition, a step of each sensor may be displayed at the bottom of the application screen.

본 실시예에 따른 스마트 IoT 의자 및 착석 자세 모니터링 시스템은 스마트 IoT 의자를 입력 장치로 사용하는 간단한 여가용 및 자세 교정용 게임에 활용될 수 있다. 이러한 게임이 축적된 사용자의 자세 데이터를 바탕으로 평소 습관적으로 기울여 앉는 방향의 반대 방향을 쓰도록 유도하면 게임을 즐기면서 자세 교정을 도와줄 수 있다. 예컨대, 어떤 사람의 앉는 패턴을 분석하였을 때, 그 사람이 평소 7:3 비율로 오른쪽으로 치우쳐 앉는다면 게임을 실행하였을 때 반대로 왼쪽으로 7:3 비율로 많이 앉도록 게임을 진행하여 자세를 교정하도록 할 수 있을 것이다. The smart IoT chair and sitting posture monitoring system according to the present embodiment can be utilized in a simple leisure and posture correction game using a smart IoT chair as an input device. Based on the user's attitude data of the accumulated game, it is possible to induce the user to write in the direction opposite to the direction in which the player normally tilts and sits, thereby helping the user in correcting the posture while enjoying the game. For example, when analyzing a person's sitting pattern, if the person sits sideways at a normal 7: 3 ratio, then when the game is played, You can do it.

또한 블루투스를 사용하여 무선 게이트웨이를 통해 데이터를 수집할 수 있기 때문에, 수집된 많은 양의 자세 데이터로부터 여러 집단별로 앉는 습관을 분석할 수도 있고, 특정 개인의 앉는 자세 패턴분석을 통하여 의학적인 조언을 하거나 진동/소리 등의 자극을 줄 수도 있다. 예를 들어, 어느 한 사용자의 앉는 자세를 분석하니 공부할 때에는 의자의 앞쪽에 걸터앉는 습관을 갖고, 영화를 볼 때에는 뒤쪽으로 기울여 앉는 습관을 갖는다면 애플리케이션을 통해 걸터앉는 습관 또는 기울여 앉는 습관을 가졌을 때의 문제점과 고치기 위해 뒤쪽으로 조금 더 앉으라고 권유메시지를 남길 수 있다. 또한 사용자가 긴 시간동안 한쪽으로 기울여서 앉을 경우 진동이나 알림음 등의 자극을 주어서 사용자가 인지할 수 있게 도와줄 수도 있다.In addition, because Bluetooth can be used to collect data through the wireless gateway, it is possible to analyze the habit of sitting in various groups from a large amount of collected attitude data, to make medical advice through analyzing the seating pattern of a specific individual Vibration / sound may be stimulated. For example, if a user has a habit of sitting on the front of a chair when studying and a habit of leaning back when watching a movie, You can leave a message to sit back a little more to fix and fix it. In addition, when the user tilts for a long time, he or she may stimulate the user to perceive vibration or a sound.

이미 업무의 효율과 착석자세 습관의 관계는 널리 알려진 사실인 만큼, 사무실에 해당 스마트 IoT 의자를 배치하여 사용자의 자세를 교정시키고, 자세 교정만으로도 사용자의 업무의 효율을 증대시킬 수 있다. 또한 학교나 학원에서도 학습능률 역시 바른 자세와 밀접한 연관이 있으므로 스마트 IoT 의자를 배치하여 학업성취도를 증대시킬 수 있다. 무선 게이트웨이를 통해 여러 사용자의 데이터를 수집할 수 있기 때문에 회사나 학교 같은 여러 사람이 생활하는 공간이라면, 해당 집단의 자세데이터를 종합함으로써 ‘이달의 자세왕’같은 정책으로 해당 집단이 자세교정에 능동적으로 참여하도록 할 수도 있다.Since the relationship between work efficiency and sitting posture habits is well known, it is possible to arrange the smart IoT chair in the office to calibrate the user's posture and increase the efficiency of the user's work just by posture correction. In addition, since the learning efficiency is also closely related to the right attitude in schools and institutes, it is possible to increase academic achievement by arranging Smart IoT chairs. Because the wireless gateway can collect data from multiple users, if the space is occupied by several people like a company or a school, then by gathering the attitude data of the group, the group will be actively involved in posture correction .

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

100: 스마트 IoT 의자 110: 압력 센서
120: 기울기 센서 130: 통신 모듈
140: 제어 모듈 210: 사용자 단말
220: 무선 게이트웨이 230: 서버
310: 상판 312: 제1 전도성 실
314: 제1 완충 부재 320: 하판
322: 제2 전도성 실 324: 제2 완충 부재
330: 전도성 필름층 400:스위치모듈
100: Smart IoT Chair 110: Pressure sensor
120: tilt sensor 130: communication module
140: control module 210: user terminal
220: Wireless gateway 230: Server
310: upper plate 312: first conductive thread
314: first buffer member 320: lower plate
322: second conductive chamber 324: second buffer member
330: conductive film layer 400: switch module

Claims (13)

좌판 분리형 의자에 임베디드 IoT 장비가 설치된 스마트 IoT 의자로서,
좌판의 소정 위치에 설치되어 착석자의 자세에 따른 압력을 측정하는 압력 센서;
상기 좌판의 소정 위치에 설치되어 착석 자세에 따른 상기 좌판의 기울기를 측정하는 기울기 센서;
자세 데이터를 블루투스 통신 방식으로 사용자 단말 및 무선 게이트웨이 중 적어도 하나로 송신하는 통신 모듈;
상기 압력 센서에서 측정한 값과 상기 기울기 센서에서 측정한 값을 미리 정해진 패킷 구조에 따라 변환하여 상기 자세 데이터를 생성하는 제어 모듈;
을 포함하되,
상기 기울기 센서는 서로 다른 기울기에서 턴온되는 복수의 스위치 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
As a Smart IoT chair with embedded IoT equipment in a seats with separate seating,
A pressure sensor installed at a predetermined position of the seat so as to measure a pressure corresponding to the posture of the seated person;
A tilt sensor installed at a predetermined position of the seat so as to measure a tilt of the seat according to a seating posture;
A communication module for transmitting attitude data to at least one of a user terminal and a wireless gateway in a Bluetooth communication system;
A control module for converting the value measured by the pressure sensor and the value measured by the tilt sensor according to a predetermined packet structure to generate the posture data;
≪ / RTI >
Wherein the tilt sensor includes a plurality of switch modules that are turned on at different tilt angles.
제1항에 있어서,
상기 통신모듈은 블루투스 통신 방식으로 상기 자세 데이터를 송신하고, 상기 사용자 단말로부터 목록 요청 혹은 상세 요청을 수신하며,
상기 제어 모듈은 상기 사용자 단말로부터의 요청 종류에 따라 상기 블루투스 통신의 방식을 결정하는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
The method according to claim 1,
Wherein the communication module transmits the attitude data in a Bluetooth communication manner, receives a list request or a detailed request from the user terminal,
Wherein the control module determines the Bluetooth communication mode according to a type of a request from the user terminal.
제2항에 있어서,
상기 사용자 단말로부터의 요청이 목록 요청인 경우 상기 통신 모듈은 아이비콘(iBeacon) 통신 방식으로 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
3. The method of claim 2,
Wherein when the request from the user terminal is a list request, the communication module performs communication using an i-beacon communication method.
제2항에 있어서,
상기 사용자 단말로부터의 요청이 상세 요청인 경우 상기 통신 모듈은 연결(Connection) 통신 방식으로 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
3. The method of claim 2,
Wherein when the request from the user terminal is a detailed request, the communication module performs communication using a connection communication method.
제1항에 있어서,
상기 압력 센서는,
하면에 제1 전도성 실이 지그재그로 배치되고, 상기 제1 전도성 실 아래에 일정 간격으로 복수의 제1 완충 부재가 배치된 상판과;
상면에 제2 전도성 실이 지그재그로 배치되고, 상기 제2 전도성 실 위에 일정 간격으로 복수의 제2 완충 부재가 배치된 하판과;
상기 상판과 상기 하판 사이에 개재되는 전도성 필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
The method according to claim 1,
The pressure sensor includes:
An upper plate on which a first conductive yarn is arranged in a zigzag manner on a lower surface of the first conductive yarn, and a plurality of first buffer members are arranged at regular intervals below the first conductive yarn;
A lower conductive plate arranged on the upper surface in a zigzag manner and having a plurality of second buffer members arranged at regular intervals on the second conductive chamber;
And a conductive film layer interposed between the upper plate and the lower plate.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스위치 모듈은 몸체 내부에 수은구슬이 존재하여 지정된 각도 이상 기울어지면 상기 수은구슬이 슬라이딩 이동하여 제1 단자의 핀과 제2 단자의 핀을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
The method according to claim 1,
Wherein the switch module slidably moves the mercury ball when the mercury ball is present in the body and is inclined by more than a specified angle to connect the pins of the first terminal and the pins of the second terminal to each other.
제7항에 있어서,
상기 기울기 센서는 상기 스위치 모듈을 3개 포함하고,
제1 스위치 모듈(A)은 수평으로 놓여지고, 제2 스위치 모듈(B)은 제1 경사각으로 놓여지며, 제3 스위치 모듈(C)은 제2 경사각으로 놓여지되,
상기 제2 경사각이 상기 제1 경사각의 2배인 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
8. The method of claim 7,
Wherein the tilt sensor includes three switch modules,
The first switch module A is placed horizontally, the second switch module B is placed at a first tilt angle, the third switch module C is placed at a second tilt angle,
Wherein the second inclination angle is twice the first inclination angle.
제8항에 있어서,
상기 제1 스위치 모듈(A), 상기 제2 스위치 모듈(B), 상기 제3 스위치 모듈(C)의 일단이 전원(Vcc)에 연결되고, 타단은 각각 스위치 저항인 2R, 2/3R, 0(zero) 저항의 일단에 연결되며, 상기 스위치 저항 각각의 타단은 그라운드(GND)에 연결되는데 그 사이에 공통 저항 R이 개재되며,
상기 공통 저항 R의 양단 전압이 상기 기울기 센서의 출력값이 되는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
9. The method of claim 8,
One end of the first switch module A, the second switch module B and the third switch module C are connected to the power source Vcc and the other ends are connected to the switch resistors 2R, 2 / 3R, 0 and the other end of each of the switch resistors is connected to a ground GND, a common resistor R is interposed therebetween,
Wherein a voltage across the common resistor (R) is an output value of the tilt sensor.
좌판 분리형 의자에 임베디드 IoT 장비가 설치된 스마트 IoT 의자로서,
좌판의 소정 위치에 설치되어 착석자의 자세에 따른 압력을 측정하는 압력 센서;
상기 좌판의 소정 위치에 설치되어 착석 자세에 따른 상기 좌판의 기울기를 측정하는 기울기 센서;
자세 데이터를 블루투스 통신 방식으로 사용자 단말 및 무선 게이트웨이 중 적어도 하나로 송신하는 통신 모듈;
상기 압력 센서에서 측정한 값과 상기 기울기 센서에서 측정한 값을 미리 정해진 패킷 구조에 따라 변환하여 상기 자세 데이터를 생성하는 제어 모듈;
을 포함하되,
상기 자세 데이터는 iBeacon 데이터의 메시지 패킷 구조 중에서 16바이트의 UUID를 상기 스마트 IoT 의자가 설치된 위치를 나타내기 위한 식별번호로 사용하고, 2바이트의 메이저(Major) 값은 상기 위치에서 의자 번호를 나타내는 용도로 사용하며, 2바이트의 마이너(Minor) 값은 현재 의자의 상태를 나타내는 값으로 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
As a Smart IoT chair with embedded IoT equipment in a seats with separate seating,
A pressure sensor installed at a predetermined position of the seat so as to measure a pressure corresponding to the posture of the seated person;
A tilt sensor installed at a predetermined position of the seat so as to measure a tilt of the seat according to a seating posture;
A communication module for transmitting attitude data to at least one of a user terminal and a wireless gateway in a Bluetooth communication system;
A control module for converting the value measured by the pressure sensor and the value measured by the tilt sensor according to a predetermined packet structure to generate the posture data;
≪ / RTI >
The attitude data uses a UUID of 16 bytes in the message packet structure of the iBeacon data as an identification number for indicating the position where the smart IoT chair is installed, and the 2-byte major value indicates the use of the chair number And a minus value of 2 bytes is used as a value indicating the current state of the chair.
제10항에 있어서,
상기 마이너 값은 2비트씩 나누어 왼쪽 기울기(TL), 오른쪽 기울기(TR), 왼쪽 앞쪽 압력(PLF), 왼쪽 뒤쪽 압력(PLB), 오른쪽 앞쪽 압력(PRF), 오른쪽 뒤쪽 압력(PRB)의 6개 센서값에 할당되는 것을 특징으로 하는 스마트 IoT 의자.
11. The method of claim 10,
The minor value is divided into 2 bits and divided into 6 bits of the left slope (TL), right slope (TR), left front pressure (PLF), left rear pressure (PLB), right front pressure (PRF) Lt; RTI ID = 0.0 > IoT < / RTI > chair.
복수의 스마트 IoT 의자와 통신하는 사용자 단말에서 수행되는 착석 자세 모니터링 방법에 있어서,
상기 복수의 스마트 IoT 의자로 목록 요청을 전송하는 단계;
아이비콘(iBeacon) 통신 방식으로 상기 복수의 스마트 IoT 의자로부터 제1 자세 데이터를 수신하는 단계;
상기 제1 자세 데이터를 해석하여 표시하는 단계;
상기 복수의 스마트 IoT 의자 중 선택된 스마트 IoT 의자로 상세 요청을 전송하는 단계;
상기 상세 요청을 전송한 스마트 IoT 의자와 연결(Connection) 통신 방식으로 통신을 수행하여 실시간으로 제2 자세 데이터를 수신하는 단계;
상기 제2 자세 데이터를 해석하여 현재 착석 자세를 시각화하여 표시하는 단계를 포함하는 착석 자세 모니터링 방법.
A method for monitoring a sitting posture performed in a user terminal communicating with a plurality of Smart IoT chairs,
Transmitting a list request to the plurality of Smart IoT chairs;
Receiving first posture data from the plurality of Smart IoT chairs in an iBeacon communication manner;
Analyzing and displaying the first attitude data;
Transmitting a detailed request to a selected Smart IoT chair among the plurality of Smart IoT chairs;
Receiving a second posture data in real time by communicating with a Smart IoT chair that has transmitted the detailed request in a connection communication manner;
And analyzing the second posture data to visualize and display the current sitting posture.
제12항에 있어서,
축적된 사용자의 자세 데이터를 바탕으로 평소 습관적으로 기울여 앉는 방향의 반대 방향을 쓰도록 유도하는 게임을 실행하는 단계;
를 더 포함하는 착석 자세 모니터링 방법.
13. The method of claim 12,
Executing a game for guiding the user to write in a direction opposite to the usual habitual sitting direction based on the accumulated user's attitude data;
Further comprising the steps of:
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