KR102008784B1 - Smart bed system using grid form deployment of pressure sensors - Google Patents

Smart bed system using grid form deployment of pressure sensors Download PDF

Info

Publication number
KR102008784B1
KR102008784B1 KR1020170113321A KR20170113321A KR102008784B1 KR 102008784 B1 KR102008784 B1 KR 102008784B1 KR 1020170113321 A KR1020170113321 A KR 1020170113321A KR 20170113321 A KR20170113321 A KR 20170113321A KR 102008784 B1 KR102008784 B1 KR 102008784B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bed
posture pattern
posture
pattern
bed user
Prior art date
Application number
KR1020170113321A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190026422A (en
Inventor
홍윤식
김태환
조민재
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020170113321A priority Critical patent/KR102008784B1/en
Publication of KR20190026422A publication Critical patent/KR20190026422A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102008784B1 publication Critical patent/KR102008784B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47CCHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C31/00Details or accessories for chairs, beds, or the like, not provided for in other groups of this subclass, e.g. upholstery fasteners, mattress protectors, stretching devices for mattress nets
    • A47C31/12Means, e.g. measuring means for adapting chairs, beds or mattresses to the shape or weight of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116Determining posture transitions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/746Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/05Parts, details or accessories of beds
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18Status alarms
    • G08B21/182Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은, 복수의 압력 센서가 격자 모양으로 전체적으로 배치된 스마트 매트리스부 및 상기 복수의 압력 센서로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력하는 적어도 하나의 IoT 제어부를 포함하는 스마트 침대; 상기 적어도 하나의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하기 위한 모니터링 시스템; 및 상기 모니터링 시스템에 의해 판별된 침대 사용자의 자세 패턴을 침대 사용자의 보호자, 간병인 또는 간호사의 모바일 기기에 전달하기 위한 클라우드 네트워크를 포함하여, 간호사, 간병인 또는 보호자에게 실시간으로 즉각적으로 침대 사용자의 자세 패턴을 알려줌으로써 침대 사용자가 침대 위에서 장시간 같은 자세를 취함으로써 올 수 있는 욕창 등과 같은 2차 질병이나 낙상 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다..Smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, by receiving the pressure sensor data output from the smart mattress unit and the plurality of pressure sensors are disposed a plurality of pressure sensors as a grid A smart bed including at least one IoT controller for outputting data on a posture pattern of a bed user through a wireless network; Determining a posture pattern of a bed user by extracting a posture pattern of a bed user based on data on a posture pattern of a bed user received from the at least one IoT controller and comparing the extracted posture pattern with a pre-stored normalized posture pattern. Monitoring system; And a cloud network for delivering a bed user's posture pattern determined by the monitoring system to a mobile device of a bed user's caregiver, caregiver or nurse, and to the nurse, caregiver or caregiver immediately in real time to the bed user's posture pattern. By letting the user know that there is an effect that can prevent the second disease or fall accidents such as bedsores that a bed user can come by taking the same posture on the bed for a long time.

Figure R1020170113321
Figure R1020170113321

Description

압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템{SMART BED SYSTEM USING GRID FORM DEPLOYMENT OF PRESSURE SENSORS}Smart bed system using lattice-like arrangement of pressure sensors {SMART BED SYSTEM USING GRID FORM DEPLOYMENT OF PRESSURE SENSORS}

본 발명은 사람의 자세를 실시간으로 모니터링하기 위한 스마트 침대 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사람의 자세를 모니터링하기 위하여 FSR(Force Sensing Resistor) 압력 센서를 격자 모양으로 침대에 배치하여 사용자의 자세에 따라 발생하는 압력을 측정하여 사용자의 자세 패턴을 추출하고, 이를 정의된 패턴과 비교하여 사용자가 침대에서 어떤 자세로 있는지를 판별하며, 이를 통신에 의해 전송함으로써 노인을 포함한 환자 관리를 위한 정보를 제공하기 위한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart bed system for monitoring a person's posture in real time, and more specifically, to monitor the posture of a person by placing a Force Sensing Resistor (FSR) pressure sensor in the shape of a grid on the bed to the user's posture. According to the pressure generated according to the user's posture pattern is extracted, and compared with the defined pattern to determine the position of the user in the bed, and transmits it by communication to provide information for patient management including the elderly It relates to a smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor to.

최근 우리나라에서는 노인 의료 시설과 노인 복지 시설이 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 고령자 치료 기관과 관련된 이러한 실버 산업의 급속한 성장은 모든 측면에서 여전히 불충분하며 특히 관리 측면에서 부족하다. 전형적인 문제의 경우, 이러한 의료 기관에서 노인 환자의 욕창 발생 및 낙상 사고가 80% 이상을 차지한다.In Korea, the elderly medical facilities and the elderly welfare facilities have been steadily increasing. However, the rapid growth of this silver industry with respect to elderly care institutions is still insufficient in all respects, especially in terms of management. In a typical problem, more than 80% of these cases account for the development of bedsores and falls in elderly patients.

즉, 노인 요양 시설이나 의료 기관에서 노인이나 환자들이 침대에 오랫동안 같은 자세로 누워 있음으로 인하여 욕창이 발생하거나, 연약한 노인들이나 환자들이 침대에서 일어나다가 침대에서 떨어지는 낙상 사고 발생이 크게 증가하고 있는 것이다.In other words, because the elderly or patients in the elderly nursing homes or medical institutions in the same posture for a long time in the bed, bedsores or weak elderly people or patients fall out of bed and falling accidents are greatly increasing.

KRKR 10-2011-006933210-2011-0069332 AA

[1] Yeon-ok Hwang, Geriatric Care Facilities recent trends in risk management, Journal of the Korean Gerontological Society, Vol.26, No.3 (2006) pp.505-520[1] Yeon-ok Hwang, Geriatric Care Facilities recent trends in risk management, Journal of the Korean Gerontological Society, Vol. 26, No. 3 (2006) pp.505-520 [2] Eun-sook Kwon, “Study on the knowledge of bedsores care of a hospital nurse, recognition and execution”, Hanyang University Graduate School of Public Administration, Master's Thesis (2005).[2] Eun-sook Kwon, “Study on the knowledge of bedsores care of a hospital nurse, recognition and execution”, Hanyang University Graduate School of Public Administration, Master's Thesis (2005). [3] A. Pantelopoulos and N.s G. Bourbakis, A Survey on Wearable Sensor-Based Systems for Health Monitoring and Prognosis, IEEE Trans. on Systems, Man, and Cybernetics, (2010), Vol. 40, No. 1, pp.1-10.[3] A. Pantelopoulos and N.s G. Bourbakis, A Survey on Wearable Sensor-Based Systems for Health Monitoring and Prognosis, IEEE Trans. on Systems, Man, and Cybernetics, (2010), Vol. 40, no. 1, pp. 1-10. [4] S.M.R. Islam, D. Kwak, H. Kabir, M. Hossain, and K. Kwak, The Internet of Things for Health Care: A Comprehensive Survey, IEEE Access, (2015), Vol. 3, pp.678-708.[4] S.M.R. Islam, D. Kwak, H. Kabir, M. Hossain, and K. Kwak, The Internet of Things for Health Care: A Comprehensive Survey, IEEE Access, (2015), Vol. 3, pp. 678-708. [5] M. C. Domingo, An Overview of the Internet of Things for People with Disabilities, Journal of Network and Computer Applications, (2012), Vol.35, No.2, pp.584-596.[5] M. C. Domingo, An Overview of the Internet of Things for People with Disabilities, Journal of Network and Computer Applications, (2012), Vol. 35, No. 2, pp. 584-596.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 요양 시설, 병원 등, 간호 및 보호 인력이 부족한 장소에서의 거동이 불편한 노약자나 환자 등이 오랫동안 같은 자세로 침대에 누워 있어서 생기는 욕창 등의 질환을 침대 사용자가 일정 시간 동안 같은 자세로 누워 있을 경우 이를 보호자나 간호사에게 실시간으로 전달함으로써 침대 사용자의 자세를 새롭게 교정하여 욕창의 발생을 예방하거나, 침대 사용자가 침대에서 일어나거나 자세를 바꾸다가 침대에서 떨어지는 낙상 사고를 방지하기 위하여, 침대 매트리스에 복수의 압력 센서를 격자 모양으로 배치하고, 이를 통하여 침대 사용자의 자세를 실시간으로 측정하며, 사용자의 침대 위에서의 움직임 패턴을 인식하여 이를 간호사나 보호 인력에게 실시간으로 상태를 알려 줌으로써 욕창이나 낙상 등의 사고를 방지하기 위한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is a bed user for a certain period of time, such as bed sores caused by the elderly or patients who are uncomfortable in a nursing facility, hospital, etc. If you are lying in the same position while you are in the same position to the guardian or nurse in real time to correct the bed user's posture to prevent the occurrence of bedsores, or to prevent the fall of the bed user falling from the bed while waking up or change posture To do this, by placing a plurality of pressure sensors in the shape of a grid on the bed mattress, it measures the posture of the bed user in real time, by recognizing the movement pattern on the user's bed to inform the nurse or protection personnel the status in real time Accidents such as bedsores and falls To provide a smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor to.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은,Smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention for solving the above problems,

복수의 압력 센서가 격자 모양으로 전체적으로 배치된 스마트 매트리스부 및 상기 복수의 압력 센서로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력하는 적어도 하나의 IoT 제어부를 포함하는 스마트 침대;At least one IoT control unit for receiving a pressure sensor data output from the smart mattress unit and a plurality of pressure sensors are arranged in a grid-like overall configuration and outputs data on the posture pattern of the bed user via a wireless network Including smart bed;

상기 적어도 하나의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하기 위한 모니터링 시스템; 및Determining a posture pattern of a bed user by extracting a posture pattern of a bed user based on data on a posture pattern of a bed user received from the at least one IoT controller and comparing the extracted posture pattern with a pre-stored normalized posture pattern. Monitoring system; And

상기 모니터링 시스템에 의해 판별된 침대 사용자의 자세 패턴을 침대 사용자의 보호자, 간병인 또는 간호사의 모바일 기기에 전달하기 위한 클라우드 네트워크를 포함한다.And a cloud network for transferring the posture pattern of the bed user determined by the monitoring system to the mobile device of the caregiver, caregiver or nurse of the bed user.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 있어서, 상기 모니터링 시스템은,In the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the monitoring system,

상기 정규화된 자세 패턴을 저장하기 위한 정규화된 자세 패턴 저장부; 및A normalized posture pattern storage unit for storing the normalized posture pattern; And

상기 적어도 하나의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 상기 자세 패턴 저장부에 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하기 위한 모니터링부를 포함할 수 있다.Based on the data on the posture pattern of the bed user received from the at least one IoT controller, the posture pattern of the bed user is extracted and the extracted posture pattern is compared with the normalized posture pattern stored in the posture pattern storage unit. It may include a monitoring unit for determining the posture pattern.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 침대 사용자의 특정 신체 위치상의 압력의 지속 시간을 계산하며,In addition, in the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the monitoring unit calculates the duration of the pressure on a specific body position of the bed user,

상기 침대 사용자의 특정 신체 위치상의 압력의 지속 시간이 소정 시간을 초과하는 경우, 상기 모바일 기기에 상기 침대 사용자의 욕창 발생 위험 신호를 전송할 수 있다.When the duration of the pressure on the specific body position of the bed user exceeds a predetermined time, the bed user's bedsores danger signal may be transmitted to the mobile device.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 있어서, 상기 침대 사용자의 자세의 유형은, 바로 누운 자세, 옆으로 누운 자세, 앉아 있는 자세, 침대의 가장 자리에 위치한 자세 및 침대에서 일어난 자세를 포함할 수 있다.In addition, in the smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the type of the posture of the bed user, the lying down posture, lying sideways, sitting posture, edge of the bed It may include a posture positioned in and a posture in bed.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 있어서, 상기 모니터링부는, 상기 침대 사용자가 침대에서 일어나 침대의 가장 자리에 위치하는 경우, 상기 모바일 기기에 상기 침대 사용자의 낙상 발생 위험 신호를 전송할 수 있다.In addition, in the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the monitoring unit, when the bed user wakes up from the bed and is positioned on the edge of the bed, the bed to the mobile device The user can be transmitted a danger signal of falling.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 있어서, 상기 복수의 압력 센서는 복수의 서브 그룹으로 그룹화되고,In addition, in the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the plurality of pressure sensors are grouped into a plurality of sub-groups,

상기 IoT 제어부 각각은 상기 각각의 서브 그룹의 압력 센서로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력하며,Each of the IoT controllers receives pressure sensor data output from the pressure sensors of each subgroup, and outputs data on a posture pattern of a bed user through a wireless network.

상기 모니터링 시스템은,The monitoring system,

상기 각각의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 통합하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별할 수 있다.Integrating the data on the posture pattern of the bed user received from each IoT control unit to extract the posture pattern of the bed user and to compare the extracted posture pattern with the pre-stored normalized posture pattern to determine the posture pattern of the bed user have.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 있어서, 상기 모니터링 시스템은, 상기 적어도 하나의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고, 추출된 자세 패턴을 평활화하며, 평활화된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별할 수 있다.In addition, in the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the monitoring system, the bed based on the data on the posture pattern of the bed user received from the at least one IoT control unit A posture pattern of a bed user may be determined by extracting a posture pattern of the user, smoothing the extracted posture pattern, and comparing the smoothed posture pattern with a pre-stored normalized posture pattern.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 있어서, 상기 격자 모양으로 배치된 압력 센서를 하나의 셀이라 하고, 소정의 압력이 인가되는 셀을 활성화된 셀이라 하며, 압력이 인가되지 않는 셀을 빈 셀이라 할 때,In addition, in the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the pressure sensor disposed in the grid-shaped is called one cell, the cell to which a predetermined pressure is applied is activated cell When the cell to which pressure is not applied is called an empty cell,

상기 평활화는, 수평 또는 수직으로 활성화된 셀들과 연결되어 있지 않고 격리되어 있는 활성화된 셀들을 활성화된 셀들이 연결되어 있는 전체 패턴에 연결하는 것에 의해 수행될 수 있다.The smoothing may be performed by connecting activated cells that are not connected to horizontally or vertically activated cells and are isolated to the entire pattern to which the activated cells are connected.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 의하면, 격자 모양으로 배치된 압력센서를 사용하여, 스마트 매트리스부를 구성하고 이 격자 모양의 압력 센서로 구성된 스마트 매트리스부를 이용하여 침대 사용자의 자세 패턴을 인식하여, 이를 간호사, 간병인 또는 보호자에게 실시간으로 즉각적으로 상태를 알려줌으로써 침대 사용자가 침대 위에서 장시간 같은 자세를 취함으로써 올 수 있는 욕창 등과 같은 2차 질병이나 낙상 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, by using a pressure sensor arranged in a grid shape, using a smart mattress unit consisting of a smart mattress and the grid-type pressure sensor It recognizes the posture pattern of the bed user and immediately informs the nurse, caregiver or guardian of the condition in real time to prevent secondary diseases or fall accidents such as bedsores that the bed user may come from taking the same posture on the bed for a long time. It can work.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 의하면, 침대 사용자가 장시간 같은 자세로 침대 위에 있을 경우, 침대 사용자의 행동 패턴을 인식하여 보호자나 간호사의 모바일 기기에 전달하여 보호자나 간호사를 모바일 기기를 통하여 호출함으로써 침대 사용자의 자세를 교정하고, 이로써 침대 사용자의 욕창을 방지할 수 있다.In addition, according to the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, when the bed user is on the bed in the same posture for a long time, the behavior pattern of the bed user to recognize the mobile device of the guardian or nurse By calling the guardian or nurse through a mobile device to correct the posture of the bed user, thereby preventing the bedsores of the bed user.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 의하면, 침대 사용자의 침대 위 행동 패턴을 인식하여 침대 사용자가 침대 위에서 몸을 움직여 돌아눕고 일어나는 등의 행동으로 침대에서 떨어지는 낙상 사고를 예방하기 위하여, 침대 사용자가 이상 행동을 취할 때, 보호자나 간호사에게 모바일 기기를 통하여 정보를 실시간으로 제공함으로써 낙상 사고를 방지할 수 있다.In addition, according to the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, by recognizing the behavior pattern on the bed of the bed user, the bed user moves the bed on the bed, such as wake up and wake up In order to prevent falls from falling, when a bed user takes an abnormal action, the fall accident can be prevented by providing information to the guardian or nurse in real time through a mobile device.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 의하면, 침대 사용자의 자세 패턴을 인식하여, 간호사, 간병인 또는 보호자에게 실시간으로 상태를 알려주기 때문에, 요양 시설, 병원 등 간호 및 보호 인력이 부족한 장소에서도 거동이 불편한 노약자나 환자 등과 같은 침대 사용자의 욕창이나 낙상을 효율적으로 방지할 수 있다.In addition, according to the smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, since the posture pattern of the bed user is recognized, and informs the status to the nurse, caregiver or guardian in real time, nursing facility, Even in places where nursing and protective personnel are lacking, such as hospitals, bedsores or falls of bed users such as the elderly and patients who are inconvenient to move can be effectively prevented.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 의하면, 압력 센서가 격자 모양으로 배치된 스마트 매트리스부만 일반 침대에 추가로 설치함으로써 본 발명의 기능을 충분히 활용할 수 있기 때문에, 기존 침대에의 적용이 간단하고 용이하다.In addition, according to the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, by installing only the smart mattress unit in which the pressure sensor is arranged in a grid form to the general bed to fully utilize the functions of the present invention. Because of this, application to existing beds is simple and easy.

도 1은 4×4 크기의 격자 모양으로 배치된 압력 센서를 도시한 도면.
도 2는 2개의 그룹으로 배치된 압력 센서를 도시한 도면.
도 3은 스마트 쿠션에 적용된 압력의 분포를 도시한 도면으로, 도 3의 (a)는 올바른 위치에 앉아있는 경우의 압력의 분포, 도 3의 (b)는 잘못된 위치에 앉아있는 경우의 압력의 분포를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템의 전체 시스템 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에서 격자 모양으로 배치된 스마트 침대용 FSR 압력 센서를 도시한 도면.
도 6은 정자세로 누운 경우의 인식된 패턴을 도시한 도면으로, 평활화가 수행되기 이전의 패턴을 도시한 도면.
도 7은 옆으로 누운 경우의 인식된 패턴을 도시한 도면으로, 평활화가 수행되기 이전의 패턴을 도시한 도면.
도 8은 정자세로 누운 경우의 인식된 패턴에 대한 평활화 프로세스를 도시한 도면.
도 9는 옆으로 누운 경우의 인식된 패턴에 대한 평활화 프로세스를 도시한 도면.
도 10의 (a)는 정상 체형을 갖는 사람이 정자세로 누운 경우의 인식된 패턴, 도 10의 (b)는 마른 체형을 갖는 사람이 정자세로 누운 경우의 인식된 패턴, 그리고 도 10의 (c)는 비만인 체형을 갖는 사람이 정자세로 누운 경우의 인식된 패턴을 도시한 도면.
도 11의 (a)는 정상 체형을 갖는 사람이 옆으로 누운 경우의 인식된 패턴, 도 11의 (b)는 마른 체형을 갖는 사람이 옆으로 누운 경우의 인식된 패턴, 그리고 도 11의 (c)는 비만인 체형을 갖는 사람이 옆으로 누운 경우의 인식된 패턴을 도시한 도면.
1 shows a pressure sensor arranged in a grid of 4x4 size;
2 shows a pressure sensor arranged in two groups.
3 is a diagram showing the distribution of pressure applied to the smart cushion, Figure 3 (a) is the distribution of pressure when sitting in the correct position, Figure 3 (b) of the pressure when sitting in the wrong position Figure showing the distribution.
4 is a view showing the overall system structure of the smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an FSR pressure sensor for a smart bed arranged in a grid in a smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a recognized pattern when lying down in a standing position, and illustrates a pattern before smoothing is performed. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a recognized pattern when lying sideways, showing a pattern before smoothing is performed. FIG.
8 is a diagram illustrating a smoothing process for a recognized pattern when lying down in a standing position.
9 shows a smoothing process for a recognized pattern when lying sideways.
(A) of FIG. 10 is a recognized pattern when a person having a normal body shape leans forward, FIG. 10 (b) is a recognized pattern when a person having a dry body body leans up an attitude, and FIG. 10 (c) ) Is a diagram showing a recognized pattern when a person having an obese body shape is lying down.
(A) of FIG. 11 is a recognized pattern when a person having a normal body shape is lying sideways, FIG. 11 (b) is a recognized pattern when a person having a skinny body type is lying sideways, and (c) of FIG. ) Shows a recognized pattern when a person having an obese body shape is laid on its side.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms or words used in this specification and claims are not to be interpreted in a conventional and dictionary sense, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their own invention. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of the present invention based on the principles.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on different drawings have the same number as possible.

또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.In addition, terms such as “first”, “second”, “one side”, “other side”, etc. are used to distinguish one component from another component, and the component is limited by the terms. It is not.

이하, 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the following description, detailed descriptions of related well-known techniques that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템의 주된 목표는 욕창 및/또는 침대에서의 낙상 사고를 예방하는 것이다.The main goal of the smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention is to prevent falls accidents in bedsores and / or beds.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에서는 이동 장애가 있는 노인 환자를 돌보는 간병인, 간호사 또는 보호자를 돕기 위해 IoT (Internet of Things) 기반의 스마트 침대 시스템을 구현한다.Smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention implements an IoT (Internet of Things) based smart bed system to help caregivers, nurses or carers caring for elderly patients with mobility impairment.

욕창을 예방하기 위해, 팔이나 다리와 같이 자주 움직이는 부분의 압력을 측정하는 것은 의미가 없다. 스마트 침대 시스템은 욕창이 자주 발생하는 알려져 있는 지점, 즉 후두부, 견갑골, 극세 돌기부, 팔꿈치, 장골능, 엉치뼈, 치골, 아킬레스 건, 발 뒤꿈치 등에 주의를 기울일 것이다. 따라서 넓은 영역이 아닌 특정 영역에서 발생하는 압력을 측정할 수 있는 센서를 사용하는 것이 효과적이다.To prevent pressure sores, it is not meaningful to measure the pressure in areas that move frequently, such as arms or legs. Smart bed systems will pay attention to known points where pressure sores often occur: the back of the head, scapula, microprotrusions, elbows, iliac crests, sacrum, pubis, Achilles tendon, and heel. Therefore, it is effective to use a sensor that can measure the pressure generated in a specific area rather than a large area.

낙상 사고를 예방하기 위해, 환자가 침대에 누워 있는 위치를 알아야 한다. 침대에 누워 있는 사람의 자세는 정상적인 자세, 옆으로 누워 있는 자세, 구부러진 자세, 앉는 자세 등으로 제한된다.To prevent falls, you need to know where the patient is lying in bed. The position of a person lying in bed is limited to normal posture, lying sideways, bent and sitting.

일련의 압력 센서가 격자 모양으로 배치되면, 스마트 침대는 특정 패턴으로 환자의 자세를 쉽게 추출할 수 있다. 따라서 격자 모양으로 배치된 압력 센서로부터 추출한 패턴과 미리 저장된 환자의 자세 패턴을 비교하여, 환자의 자세를 신속하게 식별할 수 있다.When a series of pressure sensors are placed in a grid, the smart bed can easily extract the patient's posture in a specific pattern. Therefore, the patient's posture can be quickly identified by comparing the pattern extracted from the pressure sensors arranged in a grid shape with the previously stored posture pattern of the patient.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은 격자 모양으로 배치된 새로운 센서 배열과 패턴 매칭 알고리즘을 사용하여 환자나 노인이 침대에 누워 있는 자세를 식별하는 방법을 제안한다.The smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention proposes a method of identifying a posture in which a patient or an elderly person is lying in a bed by using a new sensor array and a pattern matching algorithm arranged in a grid-like manner. do.

FSRFSR 센서 및 그 배치 Sensor and its placement

센서 배치에 대한 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템의 설계 목표는 가능한 모든 신체 위치의 압력을 감지하기 위해 최소 수의 센서를 사용하는 것이다.The design goal of the smart bed system using the lattice arrangement of the pressure sensor according to one embodiment of the present invention for sensor placement is to use the minimum number of sensors to detect the pressure of all possible body positions.

신체 부위에 따라 정확한 압력 측정이 필요한 영역과 그렇지 않은 영역이 있다. 예를 들어, 머리 및 하체(즉, 다리)의 특정 부분의 압력을 측정하는 대신에, 압력이 생성되는지 여부를 측정하는 것만이 필요하다. 반면에, 중앙 신체에 대해서는 욕창이 자주 발생하는 특정한 위치 주변에서 압력을 정밀하게 측정해야 한다.Depending on the part of your body, there are areas where accurate pressure measurements are required and areas that do not. For example, instead of measuring the pressure in certain parts of the head and lower body (ie, legs), it is only necessary to measure whether pressure is generated. On the other hand, for the central body, pressure must be measured precisely around the specific location where pressure sores often occur.

전형적인 힘 감지 저항(FSR: force sensing resistor) 센서의 응답 특성의 경우, 측정 저항 출력 전압은 힘이 증가함에 따라 증가한다. 상기 센서의 압력 범위는 0.1 내지 10.22N이다. 단위 N은 뉴턴을 나타낸다.For the response characteristics of a typical force sensing resistor (FSR) sensor, the measured resistor output voltage increases with increasing force. The pressure range of the sensor is 0.1-10.2 2 N. Unit N represents Newton.

FSR 센서에는 스트립형과 정방형의 두 가지 유형이 있다. 스트립형 센서(FSR-408)의 일반적인 치수는 610㎜×5㎜이다. 이 센서는 압력이 발생하는지 여부를 감지하는 데 사용된다. 즉, 비교적 작은 수의 센서를 가지고 넓은 영역의 압력을 검출할 수 있다. 그것에 의해 압력의 강도만 알 수 있고, 반면에 압력의 정확한 위치는 알 수 없다. 압력이 발생된 위치를 예상하려면, 두 개의 스트립형 센서가 필요하다.There are two types of FSR sensors: strip and square. The general dimensions of the strip sensor FSR-408 are 610 mm x 5 mm. This sensor is used to detect whether pressure is occurring. That is, with a relatively small number of sensors it is possible to detect a wide area of pressure. Thereby only the strength of the pressure is known, while the exact location of the pressure is unknown. To predict where the pressure is generated, two strip-type sensors are required.

정방형 센서(FSR-406)의 일반적인 치수는 38㎜×38㎜이다. 이 센서는 특정 영역의 압력을 정확하게 측정하는 데 사용된다. 그것에 의해 압력이 발생한 정확한 위치를 알 수 있다.The general dimensions of the square sensor FSR-406 are 38 mm x 38 mm. This sensor is used to accurately measure the pressure in a specific area. This makes it possible to know the exact position where the pressure occurred.

센서 배치를 위한 가능한 방법 중 하나는 각 연령 그룹의 평균 체형에 따라 압력 센서를 배치하는 것이다. 그러나 이 방법은 환자의 체형에 따라 자주 발생하는 욕창 부위의 측정 위치를 변경하기 때문에, 환자에 따라 센서의 위치를 재조정 할 필요가 있다.One possible method for sensor placement is to place pressure sensors according to the average body shape of each age group. However, since this method changes the measurement position of the pressure sores that occur frequently according to the patient's body type, it is necessary to readjust the position of the sensor according to the patient.

다른 방법은 FSR 센서를 격자 구조로 배치하는 것이다. 신체의 크기에 상관없이, 압력이 특정 영역에서 발생하는 지 여부와 압력이 발생하는 시간을 알 수 있다. 한 세트의 FSR 센서가 격자 패턴으로 배치되면, 특정 패턴으로 환자의 자세를 쉽게 추출할 수 있다.Another method is to arrange the FSR sensor in a lattice structure. Regardless of the size of the body, it is possible to know whether pressure is occurring in a particular area and when the pressure is generated. When a set of FSR sensors are placed in a grid pattern, the patient's posture can be easily extracted in a specific pattern.

격자 패턴으로 배치하기에 적합한 센서는 정방형 타입의 FSR 센서이다. 침대에서의 자세가 제한되어 있으므로 추출된 패턴을 미리 결정된 환자 자세와 비교하여 환자의 자세를 신속하게 식별할 수 있다. 도 1은 4×4 격자 패턴의 예시적인 FSR 센서 배치를 보여준다.Suitable sensors for placement in a grid pattern are square type FSR sensors. Because of the limited posture in bed, the patient's posture can be quickly identified by comparing the extracted pattern with a predetermined patient posture. 1 shows an exemplary FSR sensor arrangement of a 4x4 grid pattern.

본 발명의 일 Work of the present invention 실시예에Example 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템의 구조 Structure of Smart Bed System Using Lattice Layout of Pressure Sensor

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템의 주된 목적은 자유롭게 움직일 수 없는 노인 환자를 돌보기 위한 간병인을 돕는 것이다. 스마트 침대의 경우, 매트리스 커버 아래에 설치된 한 세트의 압력 센서는 침대에 누워 있는 환자의 체중에 기인한 압력 강도를 측정한다. 스마트 침대는 환자 몸의 지점 또는 부위의 압력 강도에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이 정보를 통해 환자의 자세 즉, 바로 누운 자세 또는 옆으로 누운 자세, 그리고 특정 신체 위치에 대한 압력의 지속 시간을 알 수 있다. 이 지식에 기반하여, 스마트 침대 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이, 침대에서의 욕창 및/또는 낙하 사고를 방지하기 위해 간병인(또는 그/그녀의 모바일 장치(414)에 알릴 수 있다.The main purpose of the smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention is to help caregivers to care for elderly patients who are not free to move. In the case of a smart bed, a set of pressure sensors installed under the mattress cover measures the pressure intensity due to the weight of the patient lying in the bed. Smart beds can obtain information about the pressure intensity at points or parts of the patient's body. This information can be used to determine the patient's posture, such as lying down or lying sideways, and the duration of pressure for a particular body position. Based on this knowledge, the smart bed system may inform the caregiver (or his / her mobile device 414) to prevent bedsores and / or fall accidents in the bed, as shown in FIG. 4.

환자의 누워 있는 자세 결정Determination of patient's lying position

스마트 쿠션 구현Smart Cushion Implementation

격자 기반 FSR 센서 배치의 효율성을 확인하기 위하여, 의자에 앉은 자세를 식별하는 스마트 쿠션을 구현하였다. 스마트 쿠션이 의자에 있고 사람이 쿠션에 앉아 있다고 가정하자. 쿠션 아래에, 16개의 FSR 센서가 4×4 격자 모양으로 배열되어 있다. 사람이 올바른 위치에 앉아있는지 여부를 쉽게 구별할 수 있다.In order to verify the efficiency of grid-based FSR sensor placement, we implemented a smart cushion to identify the sitting position of the chair. Suppose a smart cushion is in a chair and a person is sitting on the cushion. Under the cushion, 16 FSR sensors are arranged in a 4x4 grid. It's easy to tell if a person is sitting in the right place.

스마트 쿠션은 최소한 4개의 센서에서 압력이 감지되는 경우 사람이 앉아 있다고 결정한다. 또한, 착석 위치를 구별하기 위해, 스마트 쿠션에 설치된 FSR 센서 세트는 도 2와 같이 두 개의 논리적 서브 그룹으로 나뉜다. 왼쪽 서브 그룹에 속하는 센서들(200) 사이의 압력을 감지하는 센서의 수가 카운트된다. 마찬가지로, 오른쪽 서브 그룹에 속하는 센서들(202) 사이의 압력을 감지하는 센서의 수가 카운트된다.Smart Cushion determines that a person is sitting when pressure is detected on at least four sensors. In addition, to distinguish the seating position, the FSR sensor set installed in the smart cushion is divided into two logical subgroups as shown in FIG. 2. The number of sensors sensing the pressure between the sensors 200 belonging to the left subgroup is counted. Likewise, the number of sensors that sense the pressure between the sensors 202 belonging to the right subgroup is counted.

두 그룹 중 어느 하나에서 압력이 편향된 경우, 사람이 해당 서브 그룹에 편향된 위치에 앉아 있다고 판단된다. 두 서브 그룹에서 감지된 FSR 센서의 수가 동일한 경우 사람이 올바른 위치에 앉아 있다고 판단된다.If the pressure is biased in either of the two groups, it is determined that the person is sitting in a position biased in that subgroup. If the number of FSR sensors detected in the two subgroups is the same, it is determined that the person is sitting in the correct position.

스마트 쿠션 시스템은 도 3과 같이 압력에 따라, 강한 압력을 빨간색으로 나타내고 비교적 약한 압력을 초록색으로 시각화한다. 따라서 압력이 어느 부분에 가해지는지 알 수 있다.The smart cushion system visualizes the strong pressure in red and the relatively weak pressure in green according to the pressure as shown in FIG. 3. Therefore, it is possible to know where the pressure is applied.

본 발명의 일 Work of the present invention 실시예에Example 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템 구현 Implementation of Smart Bed System Using Lattice Layout of Pressure Sensor

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은 스마트 쿠션의 확장 버전으로 간주된다. 격자 구조의 레이아웃은 변경되지 않지만, 크기는 수평 또는 수직 방향으로 확장된 형태로 변경된다.The smart bed system using the lattice arrangement of the pressure sensor according to one embodiment of the invention is considered an extended version of the smart cushion. The layout of the lattice structure does not change, but the size is changed to extend in the horizontal or vertical direction.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템의 전체 시스템 구조를 도시한 도면이다.4 is a view showing the overall system structure of the smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은, 복수의 압력 센서(416)가 격자 모양으로 전체적으로 배치된 스마트 매트리스부(400) 및 상기 복수의 압력 센서(416)로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력하는 제1 및 제2 IoT 제어부(402_1, 402_2)를 포함하는 스마트 침대(404), 상기 제1 및 제2 IoT 제어부(402_1, 402_2)로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하기 위한 모니터링 시스템(410), 및 상기 모니터링 시스템(410)에 의해 판별된 침대 사용자의 자세 패턴을 침대 사용자의 보호자, 간병인 또는 간호사의 모바일 기기(414)에 전달하기 위한 클라우드 네트워크(412)를 포함한다.4, the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, a plurality of smart mattress unit 400 and the plurality of pressure sensors 416 are disposed in a grid shape as a whole The smart bed 404 including the first and second IoT controllers 402_1 and 402_2 for receiving pressure sensor data output from the pressure sensor 416 of the wireless network and outputting data on a posture pattern of the bed user through a wireless network. Based on the data about the posture patterns of the bed users received from the first and second IoT controllers 402_1 and 402_2, the posture patterns of the bed users are extracted and compared with the pre-stored normalized posture patterns. A monitoring system 410 for determining a posture pattern of a bed user, and a posture pattern of a bed user determined by the monitoring system 410 Cloud network 412 for delivery to a user's caregiver, caregiver, or nurse's mobile device 414.

상기 모니터링 시스템(410)은, 상기 정규화된 자세 패턴을 저장하기 위한 정규화된 자세 패턴 저장부(406) 및 상기 제1 및 제2 IoT 제어부(402_1, 402_2)로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 상기 자세 패턴 저장부(406)에 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하기 위한 모니터링부(408)를 포함한다.The monitoring system 410 may include a normalized posture pattern storage unit 406 for storing the normalized posture pattern and a posture pattern of a bed user received from the first and second IoT controllers 402_1 and 402_2. A monitoring unit 408 for determining a posture pattern of a bed user by extracting a posture pattern of a bed user based on the data and comparing the extracted posture pattern with a normalized posture pattern stored in the posture pattern storage unit 406. do.

격자 모양으로 배치된 압력 센서(416) 중 일부가 고장나더라도 자세 패턴의 검출을 가능하게 하기 위하여 그리고 자세 패턴 검출에 소요되는 시간을 최소화하기 위하여, 상기 복수의 압력 센서(416)는 제1 서브 그룹의 압력 센서(418)와 제2 서브 그룹의 압력 센서(420)의 두 그룹으로 그룹화되어 있고, 상기 제1 IoT 제어부(402_1)는 상기 제1 서브 그룹의 압력 센서(418)로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력하고, 상기 제2 IoT 제어부(402_2)는 상기 제2 서브 그룹의 압력 센서(420)로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력한다.In order to enable the detection of a posture pattern even if some of the pressure sensors 416 arranged in a grid shape fail and to minimize the time required for the posture pattern detection, the plurality of pressure sensors 416 may include a first sub. It is grouped into two groups, a pressure sensor 418 of the group and a pressure sensor 420 of the second subgroup, and the first IoT controller 402_1 is a pressure output from the pressure sensor 418 of the first subgroup Receives sensor data and outputs data on a posture pattern of a bed user through a wireless network, and the second IoT controller 402_2 receives the pressure sensor data output from the pressure sensor 420 of the second subgroup. Outputs data about the posture pattern of the bed user through the wireless network.

침대 사용자가 스마트 매트리스부(400)에 누울 경우, 격자 모양으로 배치된 복수의 압력 센서(416) 중 압력이 가해진 압력 센서로부터 압력이 인가되었다는 압력 센서 데이터가 발생하게 된다.When the bed user lies on the smart mattress unit 400, pressure sensor data indicating that pressure is applied from a pressure sensor to which pressure is applied among the plurality of pressure sensors 416 arranged in a grid shape is generated.

상기 제1 IoT 제어부(402_1)는 상기 제1 서브 그룹의 압력 센서(418)로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력하고, 상기 제2 IoT 제어부(402_2)는 상기 제2 서브 그룹의 압력 센서(420))로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력한다.The first IoT controller 402_1 receives the pressure sensor data output from the pressure sensor 418 of the first subgroup, outputs data on a posture pattern of a bed user through a wireless network, and the second IoT controller 402_2 receives the pressure sensor data output from the pressure sensor 420 of the second subgroup and outputs data on the posture pattern of the bed user through the wireless network.

상기 모니터링 시스템(410)은, 상기 제1 및 제2 IoT 제어부(402_1, 402_2)로부터 각각 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 통합하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 평활화하며, 평활화된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별한다.The monitoring system 410 extracts a bed user's posture pattern by integrating data on a posture pattern of a bed user received from the first and second IoT controllers 402_1 and 402_2, respectively, and smoothes the extracted posture pattern. The posture pattern of the bed user is determined by comparing the smoothed posture pattern with a pre-stored normalized posture pattern.

상기 격자 모양으로 배치된 압력 센서를 하나의 셀이라 하고, 소정의 압력이 인가되는 셀을 활성화된 셀이라 하며, 압력이 인가되지 않는 셀을 빈 셀이라 할 때, 상기 평활화는, 수평 또는 수직으로 활성화된 셀들과 연결되어 있지 않고 격리되어 있는 활성화된 셀들을 활성화된 셀들이 연결되어 있는 전체 패턴에 연결하는 것에 의해 수행된다. 평활화에 대해서는 추후 설명하기로 한다.When the pressure sensor disposed in the grid shape is called a cell, a cell to which a predetermined pressure is applied is called an activated cell, and a cell to which pressure is not applied is called an empty cell, the smoothing is performed horizontally or vertically. It is performed by connecting activated cells that are not connected to the activated cells and are isolated to the entire pattern to which the activated cells are connected. Smoothing will be described later.

상기 침대 사용자의 자세의 유형은, 바로 누운 자세, 옆으로 누운 자세, 앉아 있는 자세, 침대의 가장 자리에 위치한 자세 및 침대에서 일어난 자세를 포함한다.The type of posture of the bed user includes a right lying posture, a side lying posture, a sitting posture, a posture at the edge of the bed and a posture at the bed.

한편, 상기 모니터링부(408)는 상기 침대 사용자의 특정 신체 위치상의 압력의 지속 시간을 계산하며, 상기 침대 사용자의 특정 신체 위치상의 압력의 지속 시간이 소정 시간을 초과하는 경우, 클라우드 네트워크(412)를 통해 모바일 기기(414)에 상기 침대 사용자의 욕창 발생 위험 신호를 전송한다.On the other hand, the monitoring unit 408 calculates the duration of the pressure on the specific body position of the bed user, if the duration of the pressure on the specific body position of the bed user exceeds a predetermined time, the cloud network 412 Through the bed of the bed user's bedsores dangerous signal is transmitted to the mobile device 414.

또한, 상기 모니터링부(408)는, 상기 침대 사용자가 침대에서 일어나 침대의 가장 자리에 위치하는 경우, 클라우드 네트워크(412)를 통해 모바일 기기(414)에 침대 사용자의 낙상 발생 위험 신호를 전송한다.In addition, the monitoring unit 408, when the bed user wakes up from the bed and is located at the edge of the bed, via the cloud network 412 transmits a bed user falling risk signal to the mobile device 414.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에서 스마트 매트리스부(500)에는, 수평 방향으로 7개의 FSR-406 센서가 배치되고, 수직 방향으로 14개의 센서가 배치된다. 따라서 7×14 격자 어레이에 98개의 압력 센서(502)가 모두 배치된다. 또한, 상기 센서들은 제1 서브 그룹의 센서(504) 및 제2 서브 그룹의 센서(506)로 그룹화되어 있다.As shown in Figure 5, in the smart mattress unit 500 in the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, seven FSR-406 sensors are disposed in the horizontal direction, vertical 14 sensors are arranged in the direction. Thus, all 98 pressure sensors 502 are arranged in a 7 × 14 grid array. The sensors are also grouped into sensors 504 of the first subgroup and sensors 506 of the second subgroup.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은 의료용 침대의 크기인 1,895㎝×850㎝의 표준 요구 사항을 충족한다. 이러한 구현은 신장이 150㎝ 내지 180㎝인 노인 환자를 대상으로 한다.Smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention meets the standard requirements of 1,895 cm x 850 cm, the size of the medical bed. This embodiment is for elderly patients with a height of 150 cm to 180 cm.

환자가 침대에 있을 때, 격자 모양으로 배치된 각 압력 센서 셀(502)은 압력을 감지한다. 감지된 압력의 결과에 따라, 격자 모양으로 배치된 압력 센서 셀(502) 구조는 특정 패턴을 생성하고, 그 다음 정규화된 자세 패턴 저장부(406)에 저장된 미리 지정된 패턴과 비교된다. 보다 정확한 비교를 위해, 패턴 추출 프로세스 동안 불규칙한 격자를 조정하기 위해 평활화 프로세스가 수행된다.When the patient is in bed, each pressure sensor cell 502 arranged in a grid senses the pressure. According to the result of the sensed pressure, the structure of the pressure sensor cell 502 arranged in a grid shape generates a specific pattern and then compares it with a predetermined pattern stored in the normalized posture pattern storage 406. For a more accurate comparison, a smoothing process is performed to adjust the irregular grid during the pattern extraction process.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은 또한 특정 신체 위치상의 압력의 지속 시간을 알 수 있다. 이러한 지식에 기반하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은 침대에서의 욕창 및/또는 낙상 사고를 예방하기 위해 간병인에게 알릴 수 있다.The smart bed system using the lattice arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention can also know the duration of the pressure on a specific body position. Based on this knowledge, the smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to one embodiment of the present invention can inform the caregiver to prevent bedsores and / or falls from the bed.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은 1분마다 환자의 위치를 모니터링한다. 그러나 낙상 사고의 가능성이나 욕창의 발생이 증가함에 따라 측정 기간은 30초 이하로 단축된다.Smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention monitors the position of the patient every minute. However, as the likelihood of a fall accident or the occurrence of pressure sores increases, the measurement period is shortened to less than 30 seconds.

도 6은 정상적인 자세로 환자가 스마트 침대에 누운 경우 인식된 패턴을 도시한 것이다. 인식된 패턴은 패턴 매칭 프로세스 전에 평활화 작업이 수행될 필요가 있다는 것에 주목하라.6 illustrates a recognized pattern when the patient is lying on the smart bed in a normal posture. Note that the recognized pattern needs to be smoothed before the pattern matching process.

반면에, 환자가 옆으로 구부린 자세로 스마트 침대에 누운 경우 인식되는 패턴은 도 7에 도시된다. 명확성을 위해 회색 셀은 압력이 일정 수준 이상일 때만 색상이 빨간색으로 변한다.On the other hand, the pattern recognized when the patient is lying on the smart bed in a side bent position is shown in FIG. For clarity, gray cells turn red only when the pressure is above a certain level.

평활화 알고리즘은 미리 정의된 패턴과 비교하기 위해 결과값을 평활화하는 데 사용된다. 평활화 알고리즘의 목적은 격리된 셀을 찾아 그들을 전체 패턴에 연결하는 것이다. 셀들이 인접한 셀들과 수평 또는 수직으로 연결되어 있지 않은 경우, 격리된 셀로 인식된다. 격리된 셀을 전체 패턴에 연결하기 위하여, 빈 셀의 색상을 수평 및 수직 방향으로 한 칸씩 변경하여 셀을 연결한다.The smoothing algorithm is used to smooth the result to compare with a predefined pattern. The purpose of the smoothing algorithm is to find isolated cells and connect them to the entire pattern. If cells are not connected horizontally or vertically to adjacent cells, they are recognized as isolated cells. In order to connect the isolated cells to the entire pattern, the cells are connected by changing the color of empty cells one by one in the horizontal and vertical directions.

도 8 및 도 9는 각각 정상적으로 바로 누운 자세 및 옆으로 구부려 누운 자세를 인식하는 패턴에 적용된 평활화 프로세스를 도시한 것이다.8 and 9 illustrate a smoothing process applied to a pattern for recognizing a normal lying posture and a lying posture by bending sideways, respectively.

도 8의 (a), (b), (c) 및 도 9의 (a), (b), (c)의 순서대로 격리된 셀이 차례 차례 전체 패턴에 연결되는 것을 알 수 있다.It can be seen that cells isolated in the order of (a), (b), (c) of FIG. 8 and (a), (b), (c) of FIG. 9 are sequentially connected to the entire pattern.

실험 결과Experiment result

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에 대한 자세 판별 알고리즘의 성능을 평가하기 위해, 실험이 3명의 남성 참가자와 함께 수행되었다. 세 참가자의 신체 특성은 표 1에 요약되어 있다. 참가자의 신장은 비슷하지만 체중이 다르다.In order to evaluate the performance of the attitude determination algorithm for the smart bed system using the grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, an experiment was performed with three male participants. The physical characteristics of the three participants are summarized in Table 1. The participant's height is similar but the weight is different.

참가자Participant 신장(㎝)Height (cm) 체중(㎏)Weight (kg) 표준 체형 사람Standard body type 177177 7575 마른 체형 사람Skinny 178178 5858 비만 체형 사람Obese body 174174 8888

실험은 각 참가자가 똑바로 누운 자세 및 옆으로 구부려 누운 자세로 있을 때 수행되었다. 도 10 및 도 11은 각각 정상 자세로 바로 누운 경우 및 옆으로 구부려 누운 경우 인식되는 3명의 참가자의 패턴을 도시한 것이다.The experiment was performed when each participant was in the upright position and bent to the side. 10 and 11 show patterns of three participants recognized when lying down in a normal posture and lying down sideways.

도 10의 (a)는 표준 체형의 사람이 정상 자세로 바로 누운 경우, (b)는 마른 체형의 사람이 정상 자세로 바로 누운 경우, 그리고 (c)는 비만 체형의 사람이 정상 자세로 바로 누운 경우 인식되는 패턴을 도시한 것이다.Figure 10 (a) is a standard body type of person lying directly to a normal posture, (b) a skinny person lying directly to a normal position, and (c) an obese body type lying directly to a normal posture If the pattern is recognized.

도 11의 (a)는 표준 체형의 사람이 옆으로 구부려 누운 경우, (b)는 마른 체형의 사람이 옆으로 구부려 누운 경우, 그리고 (c)는 비만 체형의 사람이 옆으로 구부려 누운 경우 인식되는 패턴을 도시한 것이다.FIG. 11A illustrates a case in which a standard body person leans to the side, (b) a person of skinny person leans to the side, and (c) a person of obesity body shape to lie down sideways. The pattern is shown.

참가자의 신체 크기에 따라 인식된 패턴의 모양에는 큰 차이가 있음을 알 수 있다. 특히 옆으로 구부린 자세에서는 3명의 인식된 패턴이 완전히 다른 것을 알 수 있다.It can be seen that there is a big difference in the shape of the recognized pattern according to the participant's body size. Especially in the sideways bent position, the three perceived patterns are completely different.

표 2는 패턴 매칭률 및 자세 판별을 나타낸 것으로, 표 2에 나타낸 바와 같이, 대체로 표준 체형인 사람의 경우, 자세 판별의 정확성이 매우 높았다. 그러나 마른 사람과 뚱뚱한 사람의 경우에는, 옆으로 구부린 자세로 누웠을 때 식별 정확도가 다소 낮았다.Table 2 shows the pattern matching rate and the posture determination. As shown in Table 2, the accuracy of the posture determination was very high in the case of a person who is generally a standard body type. However, in skinny and obese people, the accuracy of identification was somewhat lower when lying sideways.


자세

posture

참가자

Participant
매칭률(%)% Match
결정

decision
정상normal 왼쪽으로 구부림Bend to the left 오른쪽으로 구부림Bending to the right
정상 자세

Normal posture
표준 체헝 사람Standard chechen 84.0984.09 70.4570.45 59.0959.09 정상normal
마른 체형 사람Skinny 86.4986.49 64.8664.86 72.9772.97 정상normal 비만 체형 사람Obese body 82.2282.22 66.6766.67 68.8968.89 정상normal

구부린 자세


Bent posture
표준 체헝 사람Standard chechen 87.887.8 56.156.1 92.6892.68 오른쪽으로 구부림Bending to the right
마른 체형 사람Skinny 84.084.0 96.096.0 76.076.0 왼쪽으로 구부림Bend to the left 비만 체형 사람Obese body 90.6390.63 87.587.5 78.1378.13 정상normal

결론conclusion

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에서는 FSR 센서를 격자 모양으로 배열하여 환자의 자세를 실시간으로 결정하는 스마트 침대 시스템을 구현했다. 격자 모양으로 센서 배열을 사용할 때, 환자의 신체 크기에 상관없이 센서 배열을 재조정하지 않고도 환자의 누운 위치를 판별할 수 있는 큰 이점이 있다.In the smart bed system using the lattice-shaped arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the smart bed system for arranging the FSR sensor in a lattice form to determine a patient's posture in real time. When using the sensor array in the shape of a grid, there is a great advantage in determining the lying position of the patient without having to readjust the sensor array regardless of the patient's body size.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템에서는 사람이 누워 있을 때 압력이 발생하는지 여부에 따라 패턴이 추출된다. 추출된 패턴을 시스템에 저장된 정규화된 자세 패턴들 중 하나와 비교하여, 환자의 자세를 신속하게 식별할 수 있다. 또한, 특정 자세로 사람이 얼마나 오랫동안 누워 있는지 알 수 있다.In the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the pattern is extracted depending on whether pressure is generated when a person is lying down. By comparing the extracted pattern with one of the normalized posture patterns stored in the system, the posture of the patient can be quickly identified. You can also see how long a person is lying in a particular position.

본 발명의 일 실시예에 의한 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템은 인체의 크기에 상관없이 누워 있는 위치를 구별할 수 있다. 실험 결과 표준 체형의 참가자는 정상 자세와 구부린 자세에 상관없이 높은 판별률을 보였다. 그러나 마른 사람과 비만한 사람의 경우 구부린 자세에서 판별률이 약간 낮았다.Smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention can distinguish the lying position regardless of the size of the human body. As a result, the participants of the standard body type had a high discrimination rate regardless of the normal posture and the bent posture. However, the skinny and obese people had slightly lower discrimination in the bent position.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific examples, it is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto. It will be clear that the modification and improvement are possible by this.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.

200, 504 : 제1 서브 그룹의 압력 센서
202, 506 : 제2 서브 그룹의 압력 센서
400, 500 : 스마트 매트리스부 402_1 : 제1 IoT 제어부
402_2 : 제2 IoT 제어부 404 : 스마트 침대
406 : 정규화된 자세 패턴 저장부 408 :모니터링부
410 : 모니터링 시스템 412 : 클라우드 네트워크
414 : 모바일 기기 416 : 압력 센서
200, 504: pressure sensor of the first subgroup
202, 506: pressure sensor of the second subgroup
400, 500: Smart mattress unit 402_1: First IoT controller
402_2: second IoT controller 404: smart bed
406: Normalized posture pattern storage unit 408: Monitoring unit
410: monitoring system 412: cloud network
414: mobile device 416: pressure sensor

Claims (8)

복수의 압력 센서가 격자 모양으로 전체적으로 배치된 스마트 매트리스부 및 상기 복수의 압력 센서로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력하는 적어도 하나의 IoT 제어부를 포함하는 스마트 침대;
상기 적어도 하나의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하기 위한 모니터링 시스템; 및
상기 모니터링 시스템에 의해 판별된 침대 사용자의 자세 패턴을 침대 사용자의 보호자, 간병인 또는 간호사의 모바일 기기에 전달하기 위한 클라우드 네트워크를 포함하고,
상기 침대 사용자의 자세 패턴은,
바로 누운 자세, 옆으로 누운 자세, 앉아 있는 자세, 침대의 가장 자리에 위치한 자세 및 침대에서 일어난 자세를 포함하며,
상기 모니터링 시스템은,
상기 침대 사용자가 침대에서 일어나 침대의 가장 자리에 위치하는 경우, 상기 모바일 기기에 상기 침대 사용자의 낙상 발생 위험 신호를 전송하고,
상기 복수의 압력 센서는 복수의 서브 그룹으로 그룹화되며,
상기 IoT 제어부 각각은 상기 각각의 서브 그룹의 압력 센서로부터 출력되는 압력 센서 데이터를 수신하여 무선 네트워크를 통해 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 출력하고,
상기 모니터링 시스템은,
상기 각각의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터를 통합하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하며,
상기 모니터링 시스템은,
상기 적어도 하나의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고, 추출된 자세 패턴을 평활화하며, 평활화된 자세 패턴을 미리 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하고,
상기 격자 모양으로 배치된 압력 센서를 하나의 셀이라 하고, 소정의 압력이 인가되는 셀을 활성화된 셀이라 하며, 압력이 인가되지 않는 셀을 빈 셀이라 할 때,
상기 평활화는, 수평 또는 수직으로 활성화된 셀들과 연결되어 있지 않고 격리되어 있는 활성화된 셀들을 활성화된 셀들이 연결되어 있는 전체 패턴에 연결하는 것에 의해 수행되며,
상기 모니터링 시스템은 격리되어 있는 활성화된 셀들을 상기 전체 패턴에 연결하기 위하여 빈 셀의 색상을 수평 및 수직 방향으로 한 칸씩 변경하여 셀을 연결하고,
상기 모니터링 시스템은,
상기 정규화된 자세 패턴을 저장하기 위한 정규화된 자세 패턴 저장부; 및
상기 적어도 하나의 IoT 제어부로부터 수신된 침대 사용자의 자세 패턴에 대한 데이터에 기반하여 침대 사용자의 자세 패턴을 추출하고 추출된 자세 패턴을 상기 자세 패턴 저장부에 저장된 정규화된 자세 패턴과 비교하여 침대 사용자의 자세 패턴을 판별하기 위한 모니터링부를 포함하는, 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템.
At least one IoT control unit for receiving a pressure sensor data output from the smart mattress unit and a plurality of pressure sensors are arranged in a grid-like overall configuration and outputs data on the posture pattern of the bed user via a wireless network Including smart bed;
Determining a posture pattern of a bed user by extracting a posture pattern of a bed user based on data on a posture pattern of a bed user received from the at least one IoT controller and comparing the extracted posture pattern with a pre-stored normalized posture pattern. Monitoring system; And
A cloud network for delivering the posture pattern of the bed user determined by the monitoring system to a mobile device of a caregiver, a caregiver or a nurse of the bed user,
The posture pattern of the bed user,
Lying down, lying sideways, sitting, at the edge of the bed, and in bed,
The monitoring system,
When the bed user wakes up from the bed and is located at the edge of the bed, the bed user transmits a fall danger signal of the bed user,
The plurality of pressure sensors are grouped into a plurality of subgroups,
Each of the IoT controllers receives pressure sensor data output from the pressure sensors of each subgroup, and outputs data on a posture pattern of a bed user through a wireless network.
The monitoring system,
Integrating the data on the posture pattern of the bed user received from each IoT control unit to extract the posture pattern of the bed user and to compare the extracted posture pattern with a pre-stored normalized posture pattern, and determine the posture pattern of the bed user,
The monitoring system,
Extract the posture pattern of the bed user based on the data on the posture pattern of the bed user received from the at least one IoT controller, smooth the extracted posture pattern, and compare the smoothed posture pattern with a pre-stored normalized posture pattern. To determine the posture pattern of the bed user,
When the pressure sensor arranged in the grid shape is called a cell, a cell to which a predetermined pressure is applied is called an activated cell, and a cell to which pressure is not applied is called an empty cell,
The smoothing is performed by connecting activated cells that are not connected to horizontally or vertically activated cells and are isolated to the entire pattern to which the activated cells are connected.
The monitoring system connects the cells by changing the color of empty cells one by one in the horizontal and vertical directions to connect the isolated activated cells to the entire pattern,
The monitoring system,
A normalized posture pattern storage unit for storing the normalized posture pattern; And
Based on the data on the posture pattern of the bed user received from the at least one IoT controller, the posture pattern of the bed user is extracted and the extracted posture pattern is compared with the normalized posture pattern stored in the posture pattern storage unit. Smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor, including a monitoring unit for determining the posture pattern.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 모니터링부는 상기 침대 사용자의 특정 신체 위치상의 압력의 지속 시간을 계산하며,
상기 침대 사용자의 특정 신체 위치상의 압력의 지속 시간이 소정 시간을 초과하는 경우, 상기 모바일 기기에 상기 침대 사용자의 욕창 발생 위험 신호를 전송하는, 압력 센서의 격자 모양 배치를 이용한 스마트 침대 시스템.
The method according to claim 1,
The monitoring unit calculates the duration of the pressure on the specific body position of the bed user,
When the duration of the pressure on the specific body position of the bed user exceeds a predetermined time, the smart bed system using a grid-like arrangement of the pressure sensor for transmitting a danger signal of the bedsore of the bed user to the mobile device.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020170113321A 2017-09-05 2017-09-05 Smart bed system using grid form deployment of pressure sensors KR102008784B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170113321A KR102008784B1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Smart bed system using grid form deployment of pressure sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170113321A KR102008784B1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Smart bed system using grid form deployment of pressure sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190026422A KR20190026422A (en) 2019-03-13
KR102008784B1 true KR102008784B1 (en) 2019-10-21

Family

ID=65762017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170113321A KR102008784B1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Smart bed system using grid form deployment of pressure sensors

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102008784B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102248571B1 (en) 2020-12-21 2021-05-06 이재혁 Bed
KR102372760B1 (en) 2021-09-01 2022-03-11 김태만 Smart bed based on IoT
KR20230099348A (en) 2021-12-27 2023-07-04 한국생산기술연구원 Mattress for prevent bedsore using fabric body-pressure sensor and method for controlling the same
US11883158B2 (en) * 2020-06-05 2024-01-30 Hill-Rom Services, Inc. Predicting occupant exit from support apparatus

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102169174B1 (en) * 2019-07-22 2020-10-22 주식회사 시스포케어 Modular fall-down risk detection system
KR102351136B1 (en) * 2019-11-18 2022-01-14 주식회사 더하일 Embedded type bedsore prevention apparatus using body pressure characteristics of the user and bedsore prevention mat using the same
KR102368808B1 (en) * 2020-01-02 2022-03-03 사회복지법인 삼성생명공익재단 A fall prevention bed
KR102481117B1 (en) * 2020-11-17 2022-12-23 이상한 Apparatus of preventing fall based on user's posture
KR102556030B1 (en) * 2021-06-18 2023-07-14 인천대학교 산학협력단 System for Predicting of Body Weight of a Person Lying on a Smart Mat
US20230389714A1 (en) 2022-06-01 2023-12-07 Rezet Technologies, Inc. Smart mattress topper system and associated method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120277637A1 (en) * 2009-11-24 2012-11-01 Alireza Vahdatpour Method And System For Monitoring Pressure Areas On A Supported Body

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110069332A (en) 2009-12-17 2011-06-23 한국전자통신연구원 Smart bed apparatus based on sensing sleeping status

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120277637A1 (en) * 2009-11-24 2012-11-01 Alireza Vahdatpour Method And System For Monitoring Pressure Areas On A Supported Body

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11883158B2 (en) * 2020-06-05 2024-01-30 Hill-Rom Services, Inc. Predicting occupant exit from support apparatus
KR102248571B1 (en) 2020-12-21 2021-05-06 이재혁 Bed
KR102372760B1 (en) 2021-09-01 2022-03-11 김태만 Smart bed based on IoT
KR20230034862A (en) 2021-09-01 2023-03-10 김태만 Smart bed based on IoT
KR20230035201A (en) 2021-09-01 2023-03-13 김태만 Smart bed based on IoT
KR20230099348A (en) 2021-12-27 2023-07-04 한국생산기술연구원 Mattress for prevent bedsore using fabric body-pressure sensor and method for controlling the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190026422A (en) 2019-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102008784B1 (en) Smart bed system using grid form deployment of pressure sensors
US20220322972A1 (en) Computer system and method for identifying a posture adopted by a subject
US9814637B2 (en) Patient monitoring systems and methods
US11890107B2 (en) Systems and methods for monitoring a patient
EP3416603B1 (en) Support evaluation device
US8203454B2 (en) Wheelchair alarm system and method
KR101043864B1 (en) Bed apparatus with off-bed prediction/detection system
Kosse et al. Factors related to the high fall rate in long-term care residents with dementia
US20130317393A1 (en) Pressure sensor assembly and associated method for preventing the development of pressure injuries
Hong Smart care beds for elderly patients with impaired mobility
WO2013156907A2 (en) Methods, circuits, apparatuses and assemblies for providing a mattress or body portion support cushion with a sensor layer
KR101956429B1 (en) Smart mat system for preventing danger using sensing status of management person
US20150320352A1 (en) System and method for preventing decubitus ulcers
US11457848B2 (en) System and method for determining incontinence device replacement interval
US20220322971A1 (en) Contactless Patient Motion Monitoring
Knight et al. Chair alarm for patient fall prevention based on gesture recognition and interactivity
JP3138451B2 (en) Patient monitoring device
Madokoro et al. Prediction of bed-leaving behaviors using piezoelectric non-restraining sensors
JP2019101565A (en) Management server and program
CN107049661A (en) A kind of bunk bed monitor system and method based on horizon sensor
Jung et al. A Design and Implementation of a Smart Bed for Elderly Patients
Cho et al. A Real-Time Discrimination of a Lying Position of a Patient Using a Grid Structure
Heng et al. Internet of Things (IoT) Based Patient Fall Prediction and Monitoring System
KR102368808B1 (en) A fall prevention bed
Isomoto et al. Fall risk estimation for inpatients on beds using 3D vision sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)