KR101978836B1 - Method for monitoring biological data using wearable sensing device and computer program for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 웨어러블 센싱 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로서, 동일한 공간 범위 내에서 단체 활동 또는 훈련에 참여 중인 다수 사용자의 생체 신호 데이터를 웨어러블 기기를 이용하여 동시에 모니터링 하며, 특정 사용자의 생체 신호 데이터에 미리 설정된 임계치를 초과하는 변화가 발생한 경우에 다른 사용자의 생체 신호 데이터 및 환경 변화 상태를 함께 고려하여 특정 사용자의 이상 발생 여부를 판단하도록 구성된 웨어러블 센싱 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. The present invention relates to a biological signal data monitoring method and a computer program using a wearable sensing device and simultaneously monitors biological signal data of a plurality of users participating in group activity or training within the same spatial range using a wearable device, The biometric signal data monitoring method using a wearable sensing device configured to determine whether a specific user has occurred or not by taking into consideration both the biometric signal data of the other user and the environment change state when a change exceeding a preset threshold value occurs in the biometric signal data of the user And a computer program.
웨어러블 기기를 이용하여 사용자의 생체 신호 데이터를 수득하고, 이를 통해 원격지의 서버가 사용자의 건강 상태를 모니터링하는 기술들이 제안된 바 있다. Techniques have been proposed in which a user's health state is monitored by a server at a remote site by acquiring bio-signal data of a user using a wearable device.
이러한 종래기술의 일예로, 대한민국 공개특허 10-2015-0103568(2015년09월11일 공개)는 웨어러블 센싱 디바이스 및 이를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링/응급 상황 감지 방법에 관한 것으로서, 착용자의 상반신 피부에 밀착되는 웨어러블 센싱 디바이스에 의해 생체 신호 및 위치 정보를 송신함으로써 관리용 서버에서 생체 신호 데이터를 모니터링하고 웨어러블 센싱 디바이스의 착용자가 응급 상황에 처한 경우에 이를 용이하게 감지하기 위한 방법을 제안하였다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0103568 (published on Sep. 11, 2015) is directed to a wearable sensing device and a method for monitoring bio-signal data / emergency situation using the wearable sensing device, And transmits the biometric signal and the positional information by the wearable sensing device, thereby monitoring the biometric signal data in the management server and easily detecting the wearer of the wearable sensing device in case of emergency.
종래기술의 또다른 예로, 대한민국 공개특허 10-2013-0082878(2013년07월22일 공개)는 생체 신호 송신 장치, 이를 이용하는 생체 신호 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 사용자의 신체 상태 및 위급 상황 여부를 위치 정보와 함께 제공하는 기술을 제안하였다. Another example of the prior art is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0082878 (published on July 22, 2013), which relates to a living body signal transmitting apparatus, a living body signal monitoring system using the same and a method thereof, And a technique for providing the information with the location information.
종래기술의 또다른 예로, 대한민국 등록특허 10-1339539(2013년12월03일 등록)는 생체 신호 데이터를 원격으로 모니터링하기 위한 방법에 관한 것으로서, 센서가 인체로부터의 생체 신호 데이터를 감지하고, 제어 유닛으로 상기 생체 신호 데이터를 전송하며, 상기 제어 유닛이 상기 생체 신호 데이터를 통신기로 전송하고, 상기 통신기는 생체 신호 데이터를 트리거링 값과 비교하며, 상기 통신기는 상기 생체 값이 상기 트리거링 값을 초과했을 때만 생체 신호 데이터를 송신하는 기술을 제안하였다. Another example of the prior art is Korean Patent Registration No. 10-1339539 (registered on Dec. 03, 2013), which relates to a method for remotely monitoring biosignal data, wherein the sensor senses biosignal data from a human body, Unit transmits the bio-signal data, and the control unit transmits the bio-signal data to the communicator, and the communicator compares the bio-signal data with the triggering value, and the communicator determines that the bio-value exceeds the triggering value The biometric signal data is transmitted only when the biometric data is transmitted.
그런데, 상기와 같은 종래기술들은 등산이나 행군과 같이 야외에서 격한 신체 활동을 하는 사용자에 대한 생체 신호 데이터를 모니터링하는데 한계가 있었다. 예를 들어, 등산이나 행군과 같이 야외에서 격한 신체 활동을 하는 경우, 심박수가 급격하게 상승하거나 체온이 급격하게 상승할 수 있는데, 종래기술들은 일상 활동을 기준으로 생체 신호 데이터를 모니터링 하기 때문에 사용자의 심박수 또는 체온 상승이 격한 신체 활동에 따른 일시적 상황인지 아니면 일상 활동 중의 건강 상태가 위험한 상황에 처한 것인지를 판별하는데 한계가 있었다. However, the above-mentioned prior arts have limitations in monitoring biosignal data for a user who engages in harsh physical activities such as mountain climbing or marching. For example, in the case of outdoor physical activity such as mountain climbing or marching, the heart rate may rise sharply or the body temperature may rise sharply. Since the conventional techniques monitor bio-signal data based on daily activities, There was a limit in determining whether a heart rate or body temperature rise was a temporary condition due to intense physical activity or a health condition during daily activities.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 동일한 공간 범위 내에서 단체 활동 또는 훈련에 참여 중인 다수 사용자의 생체 신호 데이터를 웨어러블 기기를 이용하여 동시에 모니터링 하며, 특정 사용자의 생체 신호 데이터에 미리 설정된 임계치를 초과하는 변화가 발생한 경우에 다른 사용자의 생체 신호 데이터 및 환경 변화 상태를 함께 고려하여 특정 사용자의 이상 발생 여부를 판단하도록 구성된 웨어러블 센싱 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for simultaneously monitoring bio-signal data of a plurality of users participating in group activity or training within the same spatial range using a wearable device, And a wearer sensing device configured to determine whether or not an abnormality has occurred in a specific user by taking into account the biometric signal data of the other user and the environment change state when a change exceeding the set threshold value is generated, .
상기 목적을 감안한 본 발명의 일 측면에 따르면, 생체 신호 측정 모듈, 위치 측정 모듈 및 무선 통신 모듈을 구비하고 고유 식별정보가 부여된 웨어러블 센싱 기기와 무선 네트워크를 통해 연동하는 모니터링 서버에서 실행하는 생체 신호 데이터 모니터링 방법으로서, 1) 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기로부터 생체 신호 데이터 및 위치 데이터와 고유 식별정보를 미리 설정된 주기에 기초하여 각각 수신하는 단계; 2) 상기 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자에 대해 미리 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계- 상기 임계치는 각각의 사용자에 대해 미리 측정한 정상 상태의 생체 신호 데이터에 기초하여 설정되며, 각각의 사용자의 생체 신호의 이상 상태 여부를 판단하는 기준값임-; 3) 어느 하나의 사용자의 생체 신호 데이터가 상기 임계치를 초과하는 경우, 해당 사용자를 감시 대상으로 설정하고, 해당 사용자의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경 범위 내에 있는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정하는 단계; 4) 상기 비교 대상군에 포함된 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자별로 미리 설정된 준(準)임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계- 상기 준임계치는 각각의 사용자의 임계치에 미리 설정된 준임계치 설정 비율을 적용하여 산출함-; 및 5) 준임계치를 초과하는 다른 사용자의 수가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수와 대비하여 미리 설정된 비율을 초과하지 않는 경우, 상기 감시 대상으로 설정한 사용자를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단하는 단계;를 포함하여 구성된 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법이 개시된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a bio-signal analyzing system including a bio-signal measuring module, a position measuring module, and a wireless communication module, The data monitoring method includes: 1) receiving biometric signal data, position data and unique identification information from two or more wearable sensing devices worn by two or more users, respectively, based on a predetermined period; 2) determining whether or not the received biometric signal data of each user exceeds a predetermined threshold value for each user, wherein the threshold value is determined based on biometric signal data of normal state measured in advance for each user A reference value for determining whether each user's biological signal is in an abnormal state; 3) When the biometric signal data of one of the users exceeds the threshold value, the user is set as the monitoring target and the other user within the predetermined radius range is set as the comparison target group based on the position of the user ; 4) determining whether bio-signal data of each of the other users included in the comparison target group exceeds a predetermined sub-threshold value for each user, the sub-threshold value being set in advance for each user Calculated by applying a sub-threshold setting ratio; And 5) determining that the user set as the monitoring target is a bio-signal abnormality occurrence state when the number of other users exceeding the sub-threshold does not exceed a preset ratio in comparison with the total number of users in the comparison target group A biosignal data monitoring method using a wearable device configured to include:
본 발명의 또다른 일 측면에 따르면, 하드웨어와 결합되어 생체 신호 데이터 모니터링 방법을 실행하도록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 생체 신호 데이터 모니터링 방법은, 생체 신호 측정 모듈, 위치 측정 모듈 및 무선 통신 모듈을 구비하고 고유 식별정보가 부여된 웨어러블 센싱 기기와 무선 네트워크를 통해 연동하는 모니터링 서버에서 실행하는 생체 신호 데이터 모니터링 방법이며, 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기로부터 생체 신호 데이터 및 위치 데이터와 고유 식별정보를 미리 설정된 주기에 기초하여 각각 수신하는 단계; 상기 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자에 대해 미리 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계- 상기 임계치는 각각의 사용자에 대해 미리 측정한 정상 상태의 생체 신호 데이터에 기초하여 설정되며, 각각의 사용자의 생체 신호의 이상 상태 여부를 판단하는 기준값임-; 어느 하나의 사용자의 생체 신호 데이터가 상기 임계치를 초과하는 경우, 해당 사용자를 감시 대상으로 설정하고, 해당 사용자의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경 범위 내에 있는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정하는 단계; 상기 비교 대상군에 포함된 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자별로 미리 설정된 준(準)임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계- 상기 준임계치는 각각의 사용자의 임계치에 미리 설정된 준임계치 설정 비율을 적용하여 산출함-; 및 준임계치를 초과하는 다른 사용자의 수가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수와 대비하여 미리 설정된 비율을 초과하지 않는 경우, 상기 감시 대상으로 설정한 사용자를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램이 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a computer program stored in a medium for executing a method for monitoring a living body signal data in combination with hardware, the living body signal data monitoring method comprising: a living body signal measuring module, A method for monitoring biological signal data executed on a monitoring server interlocked with a wearable sensing device provided with unique identification information through a wireless network, the method comprising the steps of: receiving biometric signal data and position data from two or more wearable sensing devices Receiving unique identification information based on a predetermined cycle, respectively; Determining whether the received biometric signal data of each user exceeds a preset threshold value for each user, the threshold value being set based on biometric signal data of normal state measured in advance for each user A reference value for determining whether each user's biological signal is in an abnormal state; Setting a user as a monitoring target when the biometric signal data of one of the users exceeds the threshold and setting another user within a predetermined radius range based on the position of the user as a comparison target group; Determining whether bio-signal data of each of the other users included in the comparison target group exceeds a predetermined sub-threshold value for each user, the sub-threshold value being a sub-threshold value preset for each user's threshold Calculated by applying a set ratio; And determining that the user set as the monitoring target is a bio-signal abnormality occurrence state when the number of other users exceeding the predetermined threshold does not exceed a preset ratio in comparison with the total number of users in the comparison target group A computer program is disclosed that is configured to include:
이와 같은 본 발명은, 동일한 공간 범위 내에서 단체 활동 또는 훈련에 참여 중인 다수 사용자 중 특정 사용자의 생체 신호 데이터에 미리 설정된 임계치를 초과하는 변화가 발생한 경우에 다른 사용자의 생체 신호 데이터 및 환경 변화 상태를 함께 고려하여 특정 사용자의 이상 발생 여부를 판단하도록 구성됨으로써, 사용자의 생체 신호 데이터의 이상 상태가 격한 신체 활동에 따른 일시적 상황인지 아니면 일상 활동 중의 건강 상태가 위험한 상황에 처한 것인지를 정확하게 판별할 수 있다는 장점이 있다. According to the present invention, when a change exceeding a preset threshold value occurs in the biometric signal data of a specific user among a plurality of users participating in group activity or training within the same spatial range, the biometric signal data of the other user and the environment change state It is possible to accurately determine whether the abnormal state of the user's biomedical signal data is a temporary state according to intense physical activity or a state in which the state of health during daily activities is in a dangerous state There are advantages.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 데이터 모니터링 방법이 실행되는 전체 시스템 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모니터링 서버 구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 센싱 기기 구성도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모니터링 서버의 하드웨어 관점의 모식도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 데이터 모니터링 방법의 흐름도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 훈련 상황 모식도이다. 1 is an overall system configuration diagram illustrating a method of monitoring a living body signal data according to an embodiment of the present invention,
2 is a configuration diagram of a monitoring server according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a configuration diagram of a wearable sensing device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a schematic view of a hardware view of a monitoring server according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart of a method of monitoring bio-signal data according to an embodiment of the present invention,
6 is a schematic diagram of a training situation for explaining a method of monitoring bio-signal data according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.The present invention may be embodied in many other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
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 있다. 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, but other elements may be present in between.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. The singular expressions used in the present application include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms " comprises ", " comprising ", " having ", and the like, are used to denote that there is an element described in the specification or a combination thereof, It is not excluded in advance.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 데이터 모니터링 방법이 실행되는 전체 시스템 구성도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모니터링 서버 구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 센싱 기기 구성도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모니터링 서버의 하드웨어 관점의 모식도이다. FIG. 2 is a block diagram of a monitoring server according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of a monitoring system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view of a hardware of a monitoring server according to an embodiment of the present invention.
본 실시예의 모니터링 서버(1000)는, 복수의 웨어러블 센싱 기기(2000)와 무선 네트워크(10)를 통해 연결되며, 각각의 웨어러블 센싱 기기(2000)의 사용자의 생체 신호 데이터를 무선 전송 받아 모니터링한다. 무선 네트워크(10)는 LTE, 5G와 같은 이동통신망을 포함한 공지의 다양한 무선 통신망이 될 수 있다. The
본 실시예의 모니터링 서버(1000)는, 웨어러블 센싱 기기로부터 사용자의 생체 신호 데이터를 수신 처리하는 생체 신호 데이터 처리 모듈(102), 사용자 등록 및 관리와 웨어러블 센싱 기기의 등록 및 고유 식별정보 관리를 위한 사용자/기기 관리 모듈(104), 각각의 사용자에 대한 임계치/준임계치/변화율을 산출하고 감시 대상 사용자 및 비교 대상군을 설정하고 감시 대상으로 설정한 사용자에 대해 소정 기준에 의해 생체 신호 이상 발생 상태 여부를 판단하는 이상 상태 판단 모듈(106), 각각의 단말기의 위치 데이터와 고유 식별정보, 경사 기울기, 이동 속도 및 이동 가속도, 이동상태값, 온도 및 습도 측정값 등의 부가 데이터를 수신 처리하거나 산출하는 부가 데이터 처리 모듈(108), 일반적인 시스템 환경 운용을 위한 운영 모듈(110)을 구비한다. The
또한, 본 실시예의 모니터링 서버(1000)는, 사용자의 생체 신호 데이터를 관리하는 생체 신호 데이터 DB(120), 사용자 관련 정보를 관리하는 사용자 DB(130), 이상 상태 정보의 기록 관리를 하는 이상 상태 기록 관리 DB(140), 부가 데이터를 기록 관리하는 부가 데이터 DB(140)를 구비한다. In addition, the
본 실시예의 웨어러블 센싱 기기(2000)는 사용자의 신체에 착용하여 생체 신호를 포함한 각종 부가 데이터를 측정하고, 이를 모니터링 서버(1000)로 전송하기 위한 기구이다. 각각의 웨어러블 센싱 기기(2000)는 고유 식별정보(예, 기기고유번호, 전화번호)가 부여되며, 무선 네트워크를 통해 모니터링 서버(1000)와 연동한다. The
본 실시예의 웨어러블 센싱 기기(2000)는, 심전도 및 체온을 포함하는 생체 신호를 측정하여 데이터를 생성하는 생체 신호 측정 모듈(202), GPS 기능을 구비하여 위치 좌표를 실시간 측정하여 데이터를 생성하는 위치 측정 모듈(203), 무선 네트워크(10)를 통해 모니터링 서버(1000) 및/또는 다른 웨어러블 센싱 기기(2000)와 음성/화상/데이터 통신 처리를 하는 무선 통신 모듈(204), 사용자가 위치한 환경의 기온을 측정하는 온도 센서(206), 사용자가 위치한 환경의 습도를 측정하는 습도 센서(207), 사용자의 이동 시의 가속도 및 사용자의 신체 기울기를 측정하는 3축 가속도 센서 및 3축 자이로 센서(211,212), 사용자가 화상 통화를 할 수 있도록 영상 촬영을 하는 카메라(213), 기기 전체의 입출력 및 프로세스 제어 기능을 제공하는 제어 모듈(201)을 구비한다. 무선 통신 모듈(204)은 화상 통화 모듈(205)을 내장할 수 있다. The
3축 가속도 센서(211)는 X-Y-Z 3축의 가속도를 측정하는 센서로서, 가속도의 적분을 통해 속도, 이동 위치 등을 산출할 수도 있다. 3축 가속도 센서(211)를 이용하여 웨어러블 센싱 기기를 몸통에 착용한 사용자의 이동 가속도, 이동 속도 등을 산출할 수 있다. The three-
3축 자이로 센서(212)는 가속도를 측정하는 가속도 센서와 달리 X-Y-Z 3축의 각속도를 측정하며, 각속도를 적분하면 웨어러블 센싱 기기 또는 이를 몸통에 착용한 사용자의 기울어진 각도를 계산할 수 있다. 사용자가 경사가 심한 등산 코스를 오르는 중이라면, 일반적으로 몸통을 앞으로 기울이게 되므로, 3축 자이로 센서(212)를 이용하여 웨어러블 센싱 기기를 몸통에 착용한 사용자의 신체 기울기를 산출할 수 있으며, 이를 이용하여 사용자가 이동 중인 이동 경로의 경사 기울기를 산출할 수 있다. The three-
본 실시예의 웨어러블 센싱 기기(2000)는 사용자의 신체 착용을 위한 착용 기구와, 전원 모듈, 사용자 입출력 모듈 등을 구비할 수 있다. The
본 실시예의 웨어러블 센싱 기기(2000)의 기구적 구성의 예는 본 출원인이 선등록한 대한민국 등록특허 10-1945484(2019년01월29일 등록)에 포함된 심전도계 모듈 기구가 참조될 수 있으며, 상기 심전도계 모듈 기구를 기반으로 다양한 부가 데이터 측정 및 송신을 위한 추가적인 모듈이 내장될 수 있다. 이외에 공지된 다양한 신체 부착형 웨어러블 센싱 기기(2000)의 기구적 구성이 응용될 수 있으므로, 상세 설명은 생략한다. An example of the mechanical configuration of the
도 4를 참조하면 하드웨어적 관점에서, 본 실시예의 모니터링 서버(1000)는 하나 이상의 명령을 저장하는 메모리(2) 및 상기 메모리(2)에 저장된 상기 하나 이상의 명령을 실행하는 프로세서(4)를 포함하며, 생체 신호 데이터 모니터링 방법을 실행하도록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 실행되는 컴퓨팅 장치이다. 본 실시예의 모니터링 서버(1000)는 데이터 입출력 인터페이스(6)와 통신 인터페이스(8), 데이터 표시 수단(3), 데이터 저장 수단(5)을 포함할 수 있다. 4, in terms of hardware, the
본 실시예의 서버는 키보드, 마우스와 같은 입력용 콘솔을 구비할 수 있으며, 모니터와 같은 디스플레이 수단과 스피커와 같은 음성 출력 수단을 구비할 수도 있다. The server of the present embodiment may have an input console such as a keyboard and a mouse, and may include display means such as a monitor and audio output means such as a speaker.
상술한 각각의 서버의 모듈 구성은 기능 상의 개념이며, 일부 모듈은 하나의 모듈로 통합 구성되거나 세부 기능으로 분리 구성될 수도 있음은 물론이다. The module configuration of each of the servers described above is a functional concept, and it is needless to say that some modules may be integrated into one module or may be separately configured with detailed functions.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 데이터 모니터링 방법의 흐름도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 훈련 상황 모식도이다. FIG. 5 is a flowchart of a method of monitoring bio-signal data according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a training situation for explaining a bio-signal data monitoring method according to an embodiment of the present invention.
도 6은 15명의 사용자(A1~A15)가 각각의 웨어러블 센싱 기기(2000)를 몸통(가슴 부위)에 착용하고 각자의 출발 시간대에 맞추어 시간 간격을 갖고 출발하여 등산 훈련을 하는 경우를 예시한다. 일예로, 사용자(A1~A15)는 체력 훈련을 하는 운동 선수, 또는 군사 훈련을 하는 군인이 될 수 있다. 6 illustrates a case where fifteen users (A1 to A15) wear their respective
이점쇄선으로 표시된 선들은 지형 등고선으로서 HS 등고선이 가장 낮은 위치이며, HT 등고선이 가장 높은 위치이며, P 지점이 가장 높이가 높은 등산 목표 지점이다. A1~A15의 사용자는 HS 위치에서 출발하여 다양한 경로를 통해 P 지점에 도착하는 것을 훈련 목표로 한다. 등고선 간의 사이가 넓은 지역은 경사도가 상대적으로 낮은 지역이고, 등고선 간의 사이가 좁은 지역은 경사도가 상대적으로 높은 지역이다. 일반적으로 경사도가 높은 지역을 통과할 때, 사용자의 심박수가 상승하고 체온이 올라가게 된다. The lines indicated by the dashed-dotted line are the topographic contour line, the HS contour line is the lowest point, HT contour line is the highest point, and P point is the highest climbing point. The users of A1 to A15 are trained to start from the HS position and arrive at the P point through various paths. The area between the contour lines is relatively low, and the area between the contour lines is relatively high. In general, when passing through a region with a high slope, the user's heart rate rises and the body temperature rises.
본 실시예의 웨어러블 센싱 기기(2000)는 생체 신호 측정 모듈(202), 위치 측정 모듈(203) 및 무선 통신 모듈(204)을 구비하고 고유 식별정보가 부여되며, 무선 네트워크를 통해 모니터링 서버(1000)와 연동한다. The
바람직하게, 상기 웨어러블 센싱 기기(2000)는 카메라(213) 및 화상 통화 모듈(205)을 구비할 수 있다. Preferably, the
1)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기(2000)로부터 생체 신호 데이터 및 위치 데이터와 고유 식별정보를 미리 설정된 주기에 기초하여 각각 수신한다. In step 1), the
상기 생체 신호 데이터는 심전도 데이터 및 체온 데이터를 포함한다. The biomedical signal data includes electrocardiogram data and body temperature data.
심장의 박동에 따라 심근에서 발생하는 활동 전류를 체표면의 적당한 2개소로 유도해서 전류계로 기록할 수가 있는데, 이와 같이 얻어진 심근 활동전류의 기록을 심전도라 부른다. 심전도는 심장의 기능검사 및 체육운동의 심장기능 검사 등에 널리 사용된다. 일예로, 심전도 데이터로부터 심박동수를 추출할 수 있는데, 정상 상태의 심박동수를 미리 각각의 사용자별로 측정하여 저장해둘 수 있다. 일반인의 경우, 1분에 70~80번 정도의 심박동수가 측정된다. 정상 체온은 신체 부위별로 약간의 차이가 있는데 가슴 부위를 측정한다고 할 때 예를 들어 36.4 ℃를 정상 상태의 체온으로 볼 수 있다. According to the heartbeat, the activity current generated in the myocardium can be guided to the appropriate two points on the body surface and recorded by an ammeter. The recording of the thus obtained myocardial activity current is called an electrocardiogram. Electrocardiograms (ECGs) are widely used for heart function tests and cardiac function tests for physical exercise. For example, the heart rate can be extracted from the electrocardiogram data, and the heart rate of the normal state can be measured and stored for each user in advance. In the case of the general public, the heart rate is measured 70 to 80 times per minute. Normal body temperature is slightly different for each part of the body. For example, when measuring the chest area, 36.4 ° C can be regarded as a normal body temperature.
2)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 상기 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자에 대해 미리 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단한다. In step 2), the
상기 임계치는 각각의 사용자에 대해 미리 측정한 정상 상태의 생체 신호 데이터에 기초하여 설정되며, 각각의 사용자의 생체 신호의 이상 상태 여부를 판단하는 기준값이 된다. The threshold value is set based on the bio-signal data of the normal state measured for each user in advance, and is a reference value for determining whether or not the bio-signal of each user is abnormal.
예를 들어, 일반인의 경우, 1분에 100번 이상의 심박동수를 심박동수 임계치로 설정할 수 있고, 38 ℃ 이상의 체온을 체온 임계치로 설정할 수 있다. 이러한 임계치는 전체 사용자의 평균값을 공통적으로 적용할 수도 있고, 개별 사용자에 대해 미리 정상 상태의 생체 신호를 측정하고 개별적으로 설정할 수도 있다. For example, in the case of a general person, a heart rate equal to or more than 100 times per minute can be set as a heart rate threshold value, and a body temperature equal to or higher than 38 占 폚 can be set as a body temperature threshold value. The threshold value may be commonly applied to the average value of all users, or may be measured and individually set in advance in the steady state for individual users.
심박동수 임계치 및 체온 임계치 중에서 어느 하나만을 초과 여부 판단에 사용하거나, 또는 심박동수 임계치 및 체온 임계치 둘을 모두 초과 여부 판단에 사용할 수도 있다. Only one of the heart rate threshold value and the body temperature threshold value may be used for judging whether or not both of the heart rate threshold value and the body temperature threshold value are exceeded.
상기 임계치 설정을 위한 정상 상태는 각각의 사용자가 평지 조건에서 미리 설정된 정상 보행 속도(예, 시속 5km)로 보행하는 상태일 수 있다. The steady state for the threshold setting may be a state in which each user is walking at a preset normal walking speed (e.g., 5 km per hour) in a flat condition.
3)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 어느 하나의 사용자의 생체 신호 데이터가 상기 임계치를 초과하는 경우, 해당 사용자를 감시 대상으로 설정한다. 도 6의 예에서는 A2 사용자의 심박동수가 110으로 측정되어 임계치 100을 초과한 경우로 예시한다. In step 3), when the biometric signal data of any one user exceeds the threshold value, the
모니터링 서버(1000)는, 해당 사용자(A2)의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경(r) 범위 내에 있는 다른 사용자(A1,A3,A4,A7,A12)를 비교 대상군으로 설정한다. The
예를 들어, 등산을 하는 경우, 비슷한 위치까지 등반한 사람은 일반적으로 그 위치까지 올라오는데까지 발생된 피로도 및/또는 운동강도가 유사하기 때문에 심박동수 및 체온도 유사한 정도로 상승하는 것으로 볼 수 있다. For example, in mountain climbing, the person who climbed to a similar position generally has similar fatigue and / or intensity of motion to the position, so that the heart rate and body temperature also increase to similar degree.
그러므로, 어느 하나의 사용자의 심박동수 또는 체온이 임계치 이상으로 상승하더라도 근처에 위치한 다른 사용자의 심박동수 또는 체온도 상승한 상태라면, 이를 특정 사용자의 개인 상태가 아니라 지형적 조건이나 누적 운동량 등에 의해 공통적으로 상승 상태가 발생한 것으로 볼 수 있다. Therefore, even if the heart rate or body temperature of any one user rises above the threshold, if the heart rate or body temperature of other users located nearby is increased, It can be seen that a state has occurred.
반대로, 근처에 위치한 다른 사용자의 심박동수 또는 체온이 그다지 상승하지 않은 상태임에도 불구하고, 특정 사용자의 심박동수 또는 체온이 임계치를 초과한 상태라면 해당 사용자의 신체에 특별히 이상 상태가 발생한 것으로 볼 수 있다. On the other hand, if the heart rate or the body temperature of a specific user exceeds the threshold value even though the heart rate or the body temperature of the other user located nearby is not so high, .
본 실시예에서는 이러한 점을 고려하여, 어느 하나의 사용자의 생체 신호 데이터가 상기 임계치를 초과하는 경우, 미리 설정된 반경(r) 범위 내에 있는 다른 사용자(A1,A3,A4,A7,A12)를 비교 대상군으로 설정하여, 이러한 임계치 초과 상태가 특정 사용자의 개인적인 이상 상태인지 아니면 지형적 조건 등에 의해 공통적으로 겪는 상태인지를 구분하여 판단한다. In this embodiment, in consideration of this point, when the biometric signal data of any one of the users exceeds the threshold value, the other users (A1, A3, A4, A7, A12) within the predetermined radius r range are compared And determines whether the threshold value exceeded is a personal anomaly state of a specific user or a state commonly suffered by a geographical condition or the like.
반경(r)값은 예를 들어, 30m, 50m 와 같이 지형 조건이나 주행 조건을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다. The radius r value can be appropriately set in consideration of the terrain condition and the running condition, for example, 30 m and 50 m.
4)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 상기 비교 대상군에 포함된 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자별로 미리 설정된 준(準)임계치를 초과하는지 여부를 판단한다. In step 4), the
상기 준임계치는 각각의 사용자의 임계치에 미리 설정된 준임계치 설정 비율을 적용하여 산출한다. The quasi-threshold value is calculated by applying a predetermined threshold value preset ratio to a threshold value of each user.
예를 들어, 각각의 사용자에게 일률적으로 심박동수 100을 임계치로 적용한 경우, 준임계치 설정비율을 90%로 하면 심박동수 90 이상인 사용자가 준임계치를 초과한 것으로 판단할 수 있다. For example, when each user is uniformly assigned a heart rate of 100 as a threshold value, it can be determined that a user having a heart rate of 90 or more exceeds a threshold value by setting the subthreshold value setting ratio to 90%.
비교 대상군에 포함된 다른 사용자가 감시 대상이 된 사용자와 근접하여 위치하더라도 개인별로 현재 위치한 지형 조건, 이동 속도 등에 다소의 차이가 있을 수 있다. 이를 감안하여 비교 대상군에 포함된 다른 사용자에 대해서는 임계치를 동일하게 적용하지 않고 준(準)임계치를 초과하는지 여부를 판단하여, 이러한 개인적 차이를 감안하여 판단이 이뤄질 수 있도록 한다. Even if the other users included in the comparison target group are located close to the user who is the target of the monitoring, there may be some difference in the terrain condition and the traveling speed which are currently located. In consideration of this, it is determined whether or not the other users included in the comparison target group exceed the threshold value without applying the threshold value equally, and the determination can be made in consideration of the individual difference.
5)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 준임계치를 초과하는 다른 사용자의 수가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수와 대비하여 미리 설정된 비율을 초과하지 않는 경우, 상기 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단한다. In step 5), when the number of other users exceeding the sub-threshold does not exceed a predetermined ratio in comparison with the total number of users in the comparison object group, the
도 6의 예에서, 미리 설정된 비율을 50%로 설정하는 경우, 반경(r) 범위 내에 있는 다른 사용자(A1,A3,A4,A7,A12)가 총 5명이고, 준임계치를 초과하는 다른 사용자가 A1,A3의 2 사람인 경우, 준임계치를 초과하는 다른 사용자의 수(=2)가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수(=5)와 대비하여 50%를 초과하지 않는다. In the example of FIG. 6, when a preset ratio is set to 50%, there are five users in total, other users (A1, A3, A4, A7, and A12) within the radius r, The number of other users (= 2) exceeding the quasi-threshold value does not exceed 50% as compared with the total number of users (= 5) of the comparison object group.
이러한 경우, 비교 대상군에 포함된 다른 사용자들이 평균적으로 준임계치를 초과하지 않는 상태임에도 불구하고 감시 대상으로 설정한 사용자가 임계치를 초과한 상태가 되므로, 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)가 개인적 요인으로 생체 신호 이상이 발생한 것으로 판단한다. In this case, even though the other users included in the comparison object group do not exceed the predetermined threshold value on average, the user set as the monitoring target exceeds the threshold value, so that the user A2 set as the monitoring target is the individual It is judged that a bio-signal abnormality has occurred as a factor.
반대로, 미리 설정된 비율을 50%로 설정하는 경우, 반경(r) 범위 내에 있는 다른 사용자(A1,A3,A4,A7,A12)가 총 5명이고, 준임계치를 초과하는 다른 사용자가 A1,A3,A4의 3 사람인 경우, 준임계치를 초과하는 다른 사용자의 수(=3)가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수(=5)와 대비하여 50%를 초과한다. Conversely, when the preset ratio is set to 50%, the total number of users A 1, A 3, A 4, A 7, and A 12 within the radius r is 5, , And A4, the number of other users (= 3) exceeding the sub-threshold value exceeds 50% as compared with the total number of users (= 5) of the comparison target group.
이러한 경우, 비교 대상군에 포함된 다른 사용자들이 전반적으로 준임계치를 초과한 상태이므로 감시 대상으로 설정한 사용자가 지형 조건이나 이동 거리 등의 공통적 원인에 의해 임계치를 초과한 것으로 볼 수 있으므로, 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)의 개인적 생체 신호 이상으로 판단하지 않는다. In this case, since the other users included in the comparison target group have exceeded the overall threshold value, the user set as the monitoring target can be regarded as exceeding the threshold value due to the common causes such as the terrain condition and the moving distance, It is judged that the abnormality is not the abnormality of the personal biomedical signal of the user A2.
6)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 상기 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단하는 경우, 생체 신호 데이터가 상기 준(準)임계치를 초과하지 않는 다른 사용자 중에서 이상 발생 상태로 판단한 사용자로부터 가장 근접 위치에 있는 사용자에게 화상 통화 연결 알람을 송신한다. 6), when the
예를 들어, 반경(r) 범위 내에 있는 다른 사용자(A1,A3,A4,A7,A12)가 총 5명이고, 준임계치를 초과하는 다른 사용자가 A1,A3의 2 사람인 경우, A7 사용자에게 화상 통화 연결 알람을 송신한다. A7 사용자는 건강 상태에 무리가 없으면서 가장 근접 위치에 있는 사람이므로, 화상 통화를 A2에게 연결하고 A2 사용자의 상태를 확인하고 그 위치로 가장 먼저 올 수 있다. For example, if there are 5 users in total in the range of radius r and 5 users in A1 and A3, Send call connection alarm. A7 The user is in the closest position without any health problems, so he can connect the video call to A2, check the status of the A2 user, and come first.
상기 화상 통화 연결 알람은, 생체 신호 이상 발생 상태로 판단한 사용자의 웨어러블 센싱 기기(2000)의 고유 식별정보와 위치 정보를 포함하여 문자 형태로 발송될 수 있다. 고유 식별정보에는 전화번호와 같은 통신 식별 번호가 포함될 수 있다. The video call connection alarm may be sent in a character form including the unique identification information and the positional information of the
상기 실시예의 변형예로서, 상기 2)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 상기 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터의 시간당 변화율이 각각의 사용자에 대해 미리 설정된 변화율 임계치를 초과하는지 여부를 더욱 판단할 수 있다. As a modification of the embodiment, in step 2), the
상기 변화율 임계치는 각각의 사용자에 대해 미리 측정한 정상 상태의 생체 신호 데이터에 기초하여 산출하여 설정된다. 예를 들어, 정상 상태의 심박동수를 기준으로 분당 심박동수 변화율이 10%를 초과하는 경우를 변화율 임계치로 설정할 수 있다. The rate-of-change threshold is calculated and set based on the normal-state bio-signal data measured in advance for each user. For example, the change rate threshold can be set when the change rate of the heart rate per minute exceeds 10% based on the heart rate of the normal state.
상기 3)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 어느 하나의 사용자의 생체 신호 데이터가 상기 임계치를 초과하면서, 또한 상기 변화율 임계치를 초과하는 경우, 해당 사용자를 감시 대상으로 설정한다. 임계치와 함께 변화율 임계치를 고려하는 경우, 일시적인 심박동수 상승이 아니라 변화율까지 함께 고려하므로 더 정확한 이상 상태 판단이 가능하다. In step 3), when the biometric signal data of one of the users exceeds the threshold value and exceeds the threshold of the rate of change, the
상기 4)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 상기 비교 대상군에 포함된 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자별로 미리 설정된 준(準)임계치를 초과하는지 여부와 상기 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터의 시간당 변화율이 각각의 사용자별로 미리 설정된 변화율 준(準)임계치를 초과하는지 여부를 판단한다. In step 4), the
상기 변화율 준임계치는 각각의 사용자의 변화율 임계치에 미리 설정된 변화율 준임계치 설정 비율을 적용하여 산출한다. 변화율 준임계치도 상술한 준임계치와 유사한 방식으로 설정할 수 있다. The change rate quasi-threshold value is calculated by applying a previously set change rate quasi-threshold value setting ratio to each change rate threshold of each user. The change rate quasi-critical value can also be set in a manner similar to the quasi-threshold value described above.
상기 5)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 각각의 준임계치 및 변화율 준임계치를 모두 초과하는 다른 사용자의 수가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수와 대비하여 미리 설정된 비율을 초과하지 않는 경우, 상기 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단한다. In step 5), if the number of other users exceeding the respective sub-threshold values and the change rate sub-thresholds does not exceed a preset ratio in comparison with the total number of users in the comparison target group, It is determined that the user A2 set as the monitoring target is in the bio-signal abnormality occurrence state.
또다른 변형예로서, 상기 웨어러블 센싱 기기(2000)는 3축 가속도 센서(211)와 3축 자이로 센서(212)를 구비할 수 있다. As another modification, the
상기 1)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기(2000)로부터 3축 가속도 센서(211) 측정값 및 3축 자이로 센서(212) 측정값을 더욱 수신한다. In step 1), the
상기 3)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 상기 3축 가속도 센서(211) 측정값 및 3축 자이로 센서(212) 측정값에 기초하여 각각의 사용자에 대한 이동상태값을 산출하고, 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경(r) 범위 내에 있는 다른 사용자(A1,A3,A4,A7,A12)이면서, 또한 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)의 이동상태값을 기준으로 미리 설정한 이동상태값 동등 범위에 포함되는 이동상태값을 갖는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정한다. In step 3), the
일예로, 상기 이동상태값은 상기 3축 가속도 센서(211) 측정값 및 3축 자이로 센서(212) 측정값을 이용하여 산출한 웨어러블 센싱 기기(2000)의 사용자의 이동 경로의 경사 기울기, 이동 속도 및 이동 가속도 중의 적어도 어느 하나일 수 있다. For example, the movement state value may include a slope of a movement path of a user of the
이동상태값 동등 범위는 예를 들어, 이동 가속도값을 기준으로 ± 10%, 경사 기울기를 기준으로 ± 5% 등과 같이 범위 형태로 설정될 수 있다. The movement state value equal range can be set in a range form, for example, ± 10% based on the movement acceleration value, ± 5% based on the slope inclination.
감시 대상 사용자와 비교 대상군 내의 다른 사용자들이 근접한 위치에 있다고 하더라도, 구체적인 이동 환경에 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 근접한 위치지만 A2 사용자는 경사 기울기가 더 큰 경로를 올라가고 있고, A7 사용자는 경사 기울기가 더 작은 경로를 더 낮은 속도로 올라가고 있을 수 있다. 또는, 근접한 위치지만 A2 사용자는 더 빨리 올라가고 있고, A7 사용자는 더 느리게 올라가고 있을 수 있다. 이렇게 경사 기울기나 이동 가속도/속도에 차이가 있는 경우, 운동 강도에 차이가 발생하므로 심박동수 또는 체온에도 차이가 발생할 수 있다. 이러한 점을 감안하여, 본 실시예에서는 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)의 이동상태값을 기준으로 미리 설정한 이동상태값 동등 범위에 포함되는 이동상태값을 갖는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정한다. Even if the user to be monitored and the other users in the comparison object group are located close to each other, there may be a difference in the specific mobile environment. For example, an A2 user may be on a larger path with a higher slope, and an A7 user may be moving up a lower path with a lower slope. Alternatively, the A2 location may be up faster, and the A7 user may be moving up more slowly. If there is a difference in slope or movement acceleration / speed, there will be a difference in exercise intensity, which may cause a difference in heart rate or body temperature. In consideration of this point, in the present embodiment, another user having the movement state value included in the movement state value equal range set in advance on the basis of the movement state value of the user A2 set as the monitoring target is set as the comparison object group do.
예를 들어, 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)의 현재 이동 경로의 경사 기울기가 40도이고 경사 기울기를 기준으로 ± 5%의 이동상태값 동등 범위를 설정하는 경우, A1,A3,A4,A7,A12의 사용자 중에서 38~42도 경사 기울기 조건에서 현재 이동하고 있는 사용자를 비교 대상군으로 설정한다. For example, when the slope of the current movement path of the user (A2) set as the monitoring target is 40 degrees and the movement range value equal range of ± 5% is set based on the slope inclination, A1, A3, A4, A7 , The user currently moving is set as the comparison target group under the inclination slope condition of 38 to 42 degrees among the users of A12.
이후 모니터링 서버(1000)는, 상기 설정한 비교 대상군을 이용하여 상기 4)단계 및 5)단계를 실행한다. Thereafter, the
또다른 변형예로서, 상기 웨어러블 센싱 기기(2000)는 온도 센서(206) 및 습도 센서(207)를 더욱 구비할 수 있다. As another modification, the
상기 1)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기(2000)로부터 온도 및 습도 측정값을 더욱 수신한다. In step 1), the
상기 3)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경(r) 범위 내에 있는 다른 사용자(A1,A3,A4,A7,A12)이면서, 또한 감시 대상으로 설정한 사용자(A2)의 온도 및 습도 측정값을 기준으로 미리 설정한 온도 및 습도 측정값 동등 범위에 포함되는 온도 및 습도 측정값을 갖는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정한다. In step 3), the
온도 및 습도 측정값 동등 범위는 예를 들어, 온도값을 기준으로 ± 5%, 습도값을 기준으로 ± 5% 등과 같이 범위 형태로 설정될 수 있다. The temperature and humidity measurement equivalence range can be set to range form, for example, ± 5% based on temperature value, ± 5% based on humidity value, and so on.
감시 대상 사용자와 비교 대상군 내의 다른 사용자들이 근접한 위치에 있다고 하더라도, 나무의 유무, 그늘 유무, 지표면이 햇빛을 직접 받는지 여부 등에 따라 온도/습도 조건에 차이가 있을 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 점을 감안하여 미리 설정한 온도 및 습도 측정값 동등 범위에 포함되는 온도 및 습도 측정값을 갖는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정한다. 동등 범위 개념은 상술한 바 있으므로 중복 설명은 생략한다. Even if the user to be monitored and the other users in the comparative group are close to each other, there may be differences in temperature / humidity conditions depending on the presence or absence of trees, presence of shade, whether or not the surface of the earth is directly exposed to sunlight, In this embodiment, in consideration of this point, other users having the temperature and humidity measurement values included in the temperature and humidity measurement value equal range set in advance are set as the comparison object group. Since the concept of the equivalence range has been described above, redundant explanation is omitted.
이후 모니터링 서버(1000)는, 상기 설정한 비교 대상군을 이용하여 상기 4)단계 및 5)단계를 실행한다. Thereafter, the
또다른 변형예로서, 상기 웨어러블 센싱 기기(2000)는 온도 센서(206) 및 습도 센서(207)를 더욱 구비할 수 있다. As another modification, the
이 경우 상기 2)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 상기 임계치 설정을 위한 정상 상태는, 미리 설정된 기준 온도 및 기준 습도 조건에서 각각의 사용자가 평지 조건에서 미리 설정된 정상 보행 속도로 보행하는 상태가 된다. In this case, in the step 2), the
상기 1)단계에서 모니터링 서버(1000)는, 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기(2000)로부터 온도 및 습도 측정값을 더욱 수신한다. In step 1), the
상기 기준 온도 및 기준 습도 조건과 각각의 사용자의 웨어러블 센싱 기기(2000)로부터 수신한 온도 및 습도 측정값의 차이에 기초하여, 1)단계에서 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터를 보정한 생체 신호 보정 데이터를 생성한다. Based on the difference between the reference temperature and the reference humidity condition and the temperature and humidity measurement values received from the respective
예를 들어, 미리 설정된 기준 온도 및 기준 습도 조건보다 현재 사용자의 온도 및 습도가 높은 경우, 체력 소모가 더 많이 이뤄지고 심박동 및 체온 상승에 영향을 줄 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 점을 고려한다. For example, if the temperature and humidity of the current user is higher than the preset reference temperature and the reference humidity condition, the physical power consumption may be higher and may affect the heart rate and body temperature rise. This aspect is taken into consideration in the present embodiment.
상기 기준 온도 및 기준 습도 조건과 비교하여 각각의 사용자의 웨어러블 센싱 기기(2000)로부터 수신한 온도 및 습도 측정값이 높거나 낮은 경우, 1)단계에서 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터를 미리 설정한 보정 비율을 고려하여 더 높거나 낮게 보정한 생체 신호 보정 데이터를 생성한다. When the temperature and humidity measurement values received from each wearer's
상기 생체 신호 보정 데이터를 이용하여 상기 2)단계를 실행한다. And executes the step 2) using the bio-signal correction data.
본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법은 하드웨어와 결합되어 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 제공될 수 있다. The bio-signal data monitoring method using the wearable device according to an embodiment of the present invention may be provided as a computer program stored in a medium for execution in combination with hardware.
이를 위해, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램과 이를 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD, USB 드라이브와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.To this end, embodiments of the present invention include a program for performing various computer-implemented operations and a computer-readable recording medium storing the program. The computer-readable recording medium may include a program command, a data file, a data structure, and the like, alone or in combination. The media may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known to those skilled in the computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, USB drives, self-optical media such as floppy disks, And a hardware device specifically configured to store and execute program instructions such as flash memory and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
1000: 모니터링 서버
2000: 웨어러블 센싱 기기1000: Monitoring server
2000: Wearable sensing device
Claims (11)
1) 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기로부터 생체 신호 데이터 및 위치 데이터와 고유 식별정보를 미리 설정된 주기에 기초하여 각각 수신하는 단계;
2) 상기 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자에 대해 미리 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계- 상기 임계치는 각각의 사용자에 대해 미리 측정한 정상 상태의 생체 신호 데이터에 기초하여 설정되며, 각각의 사용자의 생체 신호의 이상 상태 여부를 판단하는 기준값임-;
3) 어느 하나의 사용자의 생체 신호 데이터가 상기 임계치를 초과하는 경우, 해당 사용자를 감시 대상으로 설정하고, 해당 사용자의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경 범위 내에 있는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정하는 단계;
4) 상기 비교 대상군에 포함된 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자별로 미리 설정된 준(準)임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계- 상기 준임계치는 각각의 사용자의 임계치에 미리 설정된 준임계치 설정 비율을 적용하여 산출함-; 및
5) 준임계치를 초과하는 다른 사용자의 수가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수와 대비하여 미리 설정된 비율을 초과하지 않는 경우, 상기 감시 대상으로 설정한 사용자를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단하는 단계;를 포함하여 구성된 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
A method for monitoring a living body signal data to be executed in a monitoring server, which is connected to a wearable sensing device having a bio-signal measurement module, a position measurement module, and a wireless communication module,
1) receiving biometric signal data, position data and unique identification information from two or more wearable sensing devices worn by two or more users, respectively, based on a preset cycle;
2) determining whether or not the received biometric signal data of each user exceeds a predetermined threshold value for each user, wherein the threshold value is determined based on biometric signal data of normal state measured in advance for each user A reference value for determining whether each user's biological signal is in an abnormal state;
3) When the biometric signal data of one of the users exceeds the threshold value, the user is set as the monitoring target and the other user within the predetermined radius range is set as the comparison target group based on the position of the user ;
4) determining whether bio-signal data of each of the other users included in the comparison target group exceeds a predetermined sub-threshold value for each user, the sub-threshold value being set in advance for each user Calculated by applying a sub-threshold setting ratio; And
5) determining that the user set as the monitoring target is a bio-signal abnormality occurrence state when the number of other users exceeding the sub-threshold does not exceed a preset ratio in comparison with the total number of users in the comparison target group; The method comprising the steps of:
상기 2)단계에서, 상기 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터의 시간당 변화율이 각각의 사용자에 대해 미리 설정된 변화율 임계치를 초과하는지 여부를 더욱 판단하며- 상기 변화율 임계치는 각각의 사용자에 대해 미리 측정한 정상 상태의 생체 신호 데이터에 기초하여 산출하여 설정됨-,
상기 3)단계에서, 어느 하나의 사용자의 생체 신호 데이터가 상기 임계치를 초과하면서, 또한 상기 변화율 임계치를 초과하는 경우, 해당 사용자를 감시 대상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
The method of claim 1, further comprising, in step 2), further determining whether a rate of change of the received biometric signal data per user exceeds a predetermined rate of change threshold for each user, the rate of change being measured for each user Based on bio-signal data in a normal state,
Wherein when the bio-signal data of one of the users exceeds the threshold and exceeds the threshold of the rate of change in the step (3), the user is set as a monitoring target. Way.
상기 4)단계에서,
상기 비교 대상군에 포함된 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자별로 미리 설정된 준(準)임계치를 초과하는지 여부와 상기 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터의 시간당 변화율이 각각의 사용자별로 미리 설정된 변화율 준(準)임계치를 초과하는지 여부를 판단하며- 상기 변화율 준임계치는 각각의 사용자의 변화율 임계치에 미리 설정된 변화율 준임계치 설정 비율을 적용하여 산출함-,
상기 5)단계에서,
각각의 준임계치 및 변화율 준임계치를 모두 초과하는 다른 사용자의 수가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수와 대비하여 미리 설정된 비율을 초과하지 않는 경우, 상기 감시 대상으로 설정한 사용자를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
3. The method of claim 2,
In the step 4)
Whether or not each of the bio-signal data of the other users included in the comparison target group exceeds a predetermined sub-threshold for each user and the rate of change of each of the bio-signal data of the other user per time Wherein the change rate quasi-threshold value is calculated by applying a preset rate of change quasi-threshold value to each change rate threshold of each user,
In the step 5)
When the number of other users exceeding the respective sub-threshold values and the change rate sub-thresholds does not exceed a preset ratio in comparison with the total number of users in the comparison object group, The method comprising the steps of: (a)
상기 웨어러블 센싱 기기는 3축 가속도 센서와 3축 자이로 센서를 더욱 구비하며,
상기 1)단계에서, 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기로부터 3축 가속도 센서 측정값 및 3축 자이로 센서 측정값을 더욱 수신하며,
상기 3)단계에서, 상기 3축 가속도 센서 측정값 및 3축 자이로 센서 측정값에 기초하여 각각의 사용자에 대한 이동상태값을 산출하고, 감시 대상으로 설정한 사용자의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경 범위 내에 있는 다른 사용자이면서, 또한 감시 대상으로 설정한 사용자의 이동상태값을 기준으로 미리 설정한 이동상태값 동등 범위에 포함되는 이동상태값을 갖는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정하며,
상기 설정한 비교 대상군을 이용하여 상기 4)단계 및 5)단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
The wearable sensing device further includes a three-axis acceleration sensor and a three-axis gyro sensor,
In the step 1), the three-axis acceleration sensor measurement value and the three-axis gyro sensor measurement value are further received from two or more wearable sensing devices respectively worn by two or more users,
In step 3), a movement state value for each user is calculated on the basis of the 3-axis acceleration sensor measurement value and the 3-axis gyro sensor measurement value, and based on the position of the user set as a monitoring target, And sets another user having the movement state value included in the motion state value equal to the preset movement state value as the comparison object group based on the movement state value of the user set as the monitoring target,
Wherein the step 4) and the step 5) are performed using the set comparison object group.
상기 이동상태값은 상기 3축 가속도 센서 측정값 및 3축 자이로 센서 측정값을 이용하여 산출한 웨어러블 센싱 기기의 사용자의 이동 경로의 경사 기울기, 이동 속도 및 이동 가속도 중의 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the movement state value is at least one of an inclination slope, a movement velocity, and a movement acceleration of a user's movement path of the wearable sensing device calculated using the three-axis acceleration sensor measurement value and the three-axis gyro sensor measurement value Monitoring method of biological signal data using wearable device.
상기 웨어러블 센싱 기기는 온도 센서 및 습도 센서를 더욱 구비하며,
상기 1)단계에서, 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기로부터 온도 및 습도 측정값을 더욱 수신하며,
상기 3)단계에서, 감시 대상으로 설정한 사용자의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경 범위 내에 있는 다른 사용자이면서, 또한 감시 대상으로 설정한 사용자의 온도 및 습도 측정값을 기준으로 미리 설정한 온도 및 습도 측정값 동등 범위에 포함되는 온도 및 습도 측정값을 갖는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정하며,
상기 설정한 비교 대상군을 이용하여 상기 4)단계 및 5)단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
The wearable sensing device further includes a temperature sensor and a humidity sensor,
In the step 1), the temperature and humidity measurement values are further received from two or more wearable sensing devices respectively worn by two or more users,
In step 3), the temperature and humidity measured in advance by the temperature and humidity measurement values of the user other than the user within the predetermined radius range based on the position of the user set as the monitoring target, The other user having the temperature and humidity measurement values included in the value equal range is set as the comparison object group,
Wherein the step 4) and the step 5) are performed using the set comparison object group.
상기 생체 신호 데이터는 심전도 데이터 및 체온 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the bio-signal data includes electrocardiogram data and body temperature data.
상기 2)단계에서, 상기 임계치 설정을 위한 정상 상태는 각각의 사용자가 평지 조건에서 미리 설정된 정상 보행 속도로 보행하는 상태인 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
The method of claim 1,
Wherein in the step 2), the steady state for threshold setting is a state in which each user strolls at a predetermined normal walking speed in a flat ground condition.
상기 2)단계에서, 상기 임계치 설정을 위한 정상 상태는, 미리 설정된 기준 온도 및 기준 습도 조건에서 각각의 사용자가 평지 조건에서 미리 설정된 정상 보행 속도로 보행하는 상태이며,
상기 웨어러블 센싱 기기는 온도 센서 및 습도 센서를 더욱 구비하며,
상기 1)단계에서, 2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기로부터 온도 및 습도 측정값을 더욱 수신하며,
상기 기준 온도 및 기준 습도 조건과 각각의 사용자의 웨어러블 센싱 기기로부터 수신한 온도 및 습도 측정값의 차이에 기초하여, 1)단계에서 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터를 보정한 생체 신호 보정 데이터를 생성하고,
상기 생체 신호 보정 데이터를 이용하여 상기 2)단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
In the step 2), the steady state for threshold setting is a state in which each user is walking at a preset normal walking speed in a flat condition under preset reference temperature and reference humidity conditions,
The wearable sensing device further includes a temperature sensor and a humidity sensor,
In the step 1), the temperature and humidity measurement values are further received from two or more wearable sensing devices respectively worn by two or more users,
Based on the difference between the reference temperature and the reference humidity condition and the temperature and humidity measurement values received from each wearer's sensing device of the user, the bio-signal correction data obtained by correcting the bio- Generate,
And the step 2) is executed using the bio-signal correction data.
상기 웨어러블 센싱 기기는 카메라 및 화상 통화 모듈을 더욱 구비하며,
6) 상기 감시 대상으로 설정한 사용자를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단하는 경우, 생체 신호 데이터가 상기 준(準)임계치를 초과하지 않는 다른 사용자 중에서 이상 발생 상태로 판단한 사용자로부터 가장 근접 위치에 있는 사용자에게 화상 통화 연결 알람을 송신하는 단계- 상기 화상 통화 연결 알람은, 생체 신호 이상 발생 상태로 판단한 사용자의 웨어러블 센싱 기기의 고유 식별정보와 위치 정보를 포함함-;를 포함하여 구성된 웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 데이터 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
The wearable sensing device further includes a camera and a video communication module,
6) In the case where the user set as the monitoring target is determined to be in the bio-signal abnormality occurrence state, the user who is in the closest position from the user who has determined that the biosignal data does not exceed the quasi- And the video call connection alarm includes the unique identification information and the positional information of the wearable sensing device of the user judged to be in a state of occurrence of a biomedical signal abnormality, Method of monitoring signal data.
상기 생체 신호 데이터 모니터링 방법은, 생체 신호 측정 모듈, 위치 측정 모듈 및 무선 통신 모듈을 구비하고 고유 식별정보가 부여된 웨어러블 센싱 기기와 무선 네트워크를 통해 연동하는 모니터링 서버에서 실행하는 생체 신호 데이터 모니터링 방법이며,
2 이상의 사용자가 각각 착용한 2 이상의 웨어러블 센싱 기기로부터 생체 신호 데이터 및 위치 데이터와 고유 식별정보를 미리 설정된 주기에 기초하여 각각 수신하는 단계;
상기 수신한 각각의 사용자의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자에 대해 미리 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계- 상기 임계치는 각각의 사용자에 대해 미리 측정한 정상 상태의 생체 신호 데이터에 기초하여 설정되며, 각각의 사용자의 생체 신호의 이상 상태 여부를 판단하는 기준값임-;
어느 하나의 사용자의 생체 신호 데이터가 상기 임계치를 초과하는 경우, 해당 사용자를 감시 대상으로 설정하고, 해당 사용자의 위치를 기준으로 미리 설정된 반경 범위 내에 있는 다른 사용자를 비교 대상군으로 설정하는 단계;
상기 비교 대상군에 포함된 다른 사용자의 각각의 생체 신호 데이터가 각각의 사용자별로 미리 설정된 준(準)임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계- 상기 준임계치는 각각의 사용자의 임계치에 미리 설정된 준임계치 설정 비율을 적용하여 산출함-; 및
준임계치를 초과하는 다른 사용자의 수가 상기 비교 대상군의 전체 사용자의 수와 대비하여 미리 설정된 비율을 초과하지 않는 경우, 상기 감시 대상으로 설정한 사용자를 생체 신호 이상 발생 상태로 판단하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a medium coupled with hardware to perform a method of monitoring biological signal data,
The bio-signal data monitoring method includes a bio-signal measurement module, a position measurement module, and a wireless communication module. The bio-signal data monitoring method is implemented in a monitoring server interlocked with a wearable sensing device having unique identification information through a wireless network ,
Receiving biometric signal data, position data and unique identification information from two or more wearable sensing devices worn by two or more users, respectively, based on a preset cycle;
Determining whether the received biometric signal data of each user exceeds a preset threshold value for each user, the threshold value being set based on biometric signal data of normal state measured in advance for each user A reference value for determining whether each user's biological signal is in an abnormal state;
Setting a user as a monitoring target when the biometric signal data of one of the users exceeds the threshold and setting another user within a predetermined radius range based on the position of the user as a comparison target group;
Determining whether bio-signal data of each of the other users included in the comparison target group exceeds a predetermined sub-threshold value for each user, the sub-threshold value being a sub-threshold value preset for each user's threshold Calculated by applying a set ratio; And
And determining that the user set as the monitoring target is a bio-signal abnormality occurrence state when the number of other users exceeding the predetermined threshold does not exceed a predetermined ratio in comparison with the total number of users in the comparison target group The computer program comprising:
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KR1020190037228A KR101978836B1 (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Method for monitoring biological data using wearable sensing device and computer program for the same |
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