KR102083122B1 - 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템 - Google Patents

퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템 Download PDF

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KR102083122B1 KR1020190077844A KR20190077844A KR102083122B1 KR 102083122 B1 KR102083122 B1 KR 102083122B1 KR 1020190077844 A KR1020190077844 A KR 1020190077844A KR 20190077844 A KR20190077844 A KR 20190077844A KR 102083122 B1 KR102083122 B1 KR 102083122B1
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이상민
박병주
김영덕
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Abstract

본 발명은 퇴행성 뇌질환자의 이동경로를 추적할 수 있는 추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위치 측위 기술을 통해 퇴행성 뇌질환자의 일생 생활 이동 및 행동상태 정보를 수집하고 수집된 정보를 통해 실시간 이동 및 행동패턴 데이터를 분석하는 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템은 사물에 부착되어 블루투스 시그널을 사방으로 발산하는 BLE 기반의 비콘부(10); 퇴행성 뇌질환자에 부착되고, 상기 비콘부(10)에서 발산하는 시그널을 수집하여 노드기반 및 기점기반 측위를 통해 상기 퇴행성 뇌질환자의 경로를 유추하는 스마트밴드부(20); 상기 비콘부(10)가 부착된 사물과 상기 사물의 주변 오브젝트의 정보를 수신 받은 상태정보를 상기 스마트밴드부(20)에서 식별할 수 있도록 변환하는 변환부(30); 상기 비콘부(10)가 발산하는 BLE 기반의 시그널을 감지하여 상기 스마트밴드부(20)에서 전송하는 상기 상태정보를 수신한 후 데이터베이스(41)에 업데이트하는 메인서버(40);로 구성하되, 상기 변환부(30)는 관리자가 상기 오브젝트의 상태정보를 “사용자 이름 @ 장소” 형식으로 변환하되, 상기 사용자 이름은 상기 오브젝트와 가장 가까이 존재하는 사람이며 상기 장소는 특정 장소에 고정된 상기 비콘부(10)로부터 생성되는 것으로 정의하고, 상기 메인서버(40)는 상기 관리자가 다양한 오브젝트 중 특정 오브젝트를 상기 퇴행성 뇌질환자의 리스트로 요청할 때 상기 특정 오브젝트를 상기 데이터베이스(41)에 추가하여 상기 스마트밴드부(20)에서 상기 추가된 오브젝트의 리스트를 확인할 수 있도록 등록하는 것을 특징으로 한다.

Description

퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템{TRACKING SYSTEM FOR DEGENERATIVE BRAIN DISEASE PATIENTS}
본 발명은 퇴행성 뇌질환자의 이동경로를 추적할 수 있는 추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위치 측위 기술을 통해 퇴행성 뇌질환자의 일생 생활 이동 및 행동상태 정보를 수집하고 수집된 정보를 통해 실시간 이동 및 행동패턴 데이터를 분석하는 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템에 관한 것이다.
ICT 기술이 급속하게 발달 및 활용되고 있음에 따라 다양한 서비스 및 시스템의 융합이 빠르게 진행되고 있으며 개인이 소지하고 있는 기기의 성능 향상과 위치 분석기술 발달의 접목을 통해 GPS 및 Wi-Fi를 통한 ICT 기술이 실생활에 적용되었다. 이러한 기술을 응용하여 급증하는 퇴행성 뇌질환자의 증상 및 경도가 다양한 형태로 발생되고 있으나 이러한 행동 패턴을 고려한 케어 시스템이 미흡한 실정이다.
치매 환자의 일상생활 능력평가는 육체적 일생 생활 능력과 도구적 일상생활 능력으로 평가 척도를 구분하는데 이러한 평가를 통해 이상행동, 인지기능, 일상생활능력평가는 치료 및 재활의 근거 치침으로 활용되고 있으나 환자의 질환 진행과 특성을 고려하지 못하고 있으며, 실시간 임상증상을 고려하여 개인별 맞춤 치료 및 재활의 근거 치침을 구성하기 위해서는 많은 시간과 인력, 비용이 발생하여 전문 의료기관과 요양기관에서는 시행하지 못하는 실정이다.
이러한 행동 및 정신 이상증상은 조기 발견을 통한 맞춤 케어는 많은 인력과 비용, 시간이 소요되고 여러 임상특징의 문제점이 발생하게 된다. 환자의 이상 행동증상 패턴과 행동장애 평가를 실시간으로 파악하고, 종합적 정보를 통해 치료 및 재활 방향을 설정하여, 환자 개인의 질환별 특성을 고려한 치료반응 효와 케어비용의 절감 효과 그리고 실시간 모니터링으로 환자의 일살 생활 관리의 효율이 필요하다.
한국공개특허 제10-2011-0008965호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 퇴행성 뇌질환자의 이동경로를 추적할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 퇴행성 뇌질환자의 증상 및 경도의 형태에 따른 일상 생활공간 행동패턴 정보를 수집하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 실시간 위치를 측정하는 노드기반 및 기점기반을 통해 개선된 측위 시스템을 제공하는 것이다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템은,
사물에 부착되어 블루투스 시그널을 사방으로 발산하는 BLE 기반의 비콘부(10);
퇴행성 뇌질환자에 부착되고, 상기 비콘부(10)에서 발산하는 시그널을 수집하여 노드기반 및 기점기반 측위를 통해 상기 퇴행성 뇌질환자의 경로를 유추하는 스마트밴드부(20);
상기 비콘부(10)가 부착된 사물과 상기 사물의 주변 오브젝트의 정보를 수신 받은 상태정보를 상기 스마트밴드부(20)에서 식별할 수 있도록 변환하는 변환부(30);
상기 비콘부(10)가 발산하는 BLE 기반의 시그널을 감지하여 상기 스마트밴드부(20)에서 전송하는 상기 상태정보를 수신한 후 데이터베이스(41)에 업데이트하는 메인서버(40);로 구성하되,
상기 변환부(30)는,
관리자가 상기 오브젝트의 상태정보를 “사용자 이름 @ 장소” 형식으로 변환하되, 상기 사용자 이름은 상기 오브젝트와 가장 가까이 존재하는 사람이며 상기 장소는 특정 장소에 고정된 상기 비콘부(10)로부터 생성되는 것으로 정의하고,
상기 메인서버(40)는,
상기 관리자가 다양한 오브젝트 중 특정 오브젝트를 상기 퇴행성 뇌질환자의 리스트로 요청할 때 상기 특정 오브젝트를 상기 데이터베이스(41)에 추가하여 상기 스마트밴드부(20)에서 상기 추가된 오브젝트의 리스트를 확인할 수 있도록 등록하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 퇴행성 뇌질환자의 이동경로를 추적할 수 있는 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 퇴행성 뇌질환자의 증상 및 경도의 형태에 따른 일상 생활공간 행동패턴 정보를 수집할 수 있다.
또한, 본 발명은 실시간 위치를 측정하는 노드기반 및 기점기반을 통해 개선된 측위 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 비콘부(10)와 스마트밴드부(20)을 이용하여 최소 인지 장애 증상을 가진 사람들의 행동패턴과 일상생활 안전 진단을 돕고, 치매 환자의 간단한 상태를 실시간으로 알려주며, 환자의 일상 생활공간의 위치를 추적해 일상생활 안전위험으로부터 보호한다.
또한, 본 발명은 데이터베이스(41)를 사용하여 정보연동시스템을 구축하여 대상자에 대한 이상행동정보, 일상생활정보에 대한 장기적인 데이터를 실시간으로 수집하고 그 정보를 유무선 장치를 통해 의료시설 및 관리기관에 전송함으로써 의료 전문가, 보호자들도 함께 참여하여 상호 협력적으로 돌보미 서비스를 제공할 수 있는 시스템을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명인 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명 시스템을 의료기관 및 요양기관 적용한 일실시예를 나타낸 계략도이다.
도 3은 본 발명 시스템에서 사용하는 노드기반 측위 모형을 나타내는 계략도이다.
도 4는 본 발명 시스템에서 사용하는 기점기반 측위 모형을 나타내는 계략도이다.
도 5는 비콘부(10)의 설치공간 설정 및 제로 포인트(Zero point)를 설정하는 화면이다.
도 6은 본 발명 시스템에서 관리자가 확인하는 관리자모드 메뉴를 나타낸 화면이다.
도 7은 퇴행성 뇌질환자의 이동패턴 및 이동위치 분석을 표시한 화면이다.
도 8은 관리자가 비콘부(10)를 설치하는 장소를 설정하는 화면이다.
도 9는 관리자가 비콘부(10)의 설정을 조절하는 화면이다.
도 10은 관리자가 스마트밴드부(20)의 설정을 조절하는 화면이다.
도 11은 본 발명 시스템을 통해 퇴행성 뇌질환자의 패턴분석 및 실시간 모니터링 가능한 형태로 나타낸 화면이다.
도 12는 본 발명 시스템을 이용하여 의료시설 및 관리기관에 전송하여 상호 협력적으로 돌보미 서비스를 제공할 수 있는 본 발명의 효과를 나타낸 그림이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 노드기반 측위 모형을 보다 구체적으로 나타낸 설명도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 기점기반 측위 모형을 보다 구체적으로 나타낸 설명도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 존(zone)을 정의하여 나타낸 설명도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자ID 정보에 대한 보다 자세한 설명을 나타낸 설명도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 상태정보에 대한 보다 자세한 설명을 나타낸 설명도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 상태정보 처리에서 초당 변동되는 값의 평균값을 생성하는 그래프이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템은 비콘부(10), 스마트밴드부(20), 변환부(30), 메인서버(40) 및 배포서버(50)로 구성된다.
본 발명은 상기 스마트밴드부(20)이 지정한 일상생활구역 내에 부착된 상기 비콘부(10)를 통해 노드기반 및 기점기반 위치 정보를 취득하고 특정 물체의 절대적 위치정보를 취득한 후, 상기 메인서버(40)에서 두 가지 정보를 조합하여 상기 물체의 상태정보를 생성 및 수집한 후 해당 물체를 자신의 리스트에 등록해 놓은 관리자에게 상기 배포서버(50)을 통해 배포하는 구성을 포함한다.
먼저, 상기 비콘부(10)는 사물에 부착되어 블루투스 시그널을 사방으로 발산하고 상기 시그널은 BLE 기반으로 한다. 보다 구체적으로, 상기 비콘부(10)는 식별자(Indentifier), 근접(Proximity), 수신신호강도지표(Received Signal Strength Indicator, 이하 RSSI) 등 블루투스 시그널을 사방 5m 내외에서 발산하는 BLE 기반의 비콘 단말기로서, 사물에 부착되어 상기 스마트밴드부(20)에 상기 근접(proximity) 정보를 제공한다.
상기 비콘부(10)는 BLE 시그널을 발산하는 소형 단말기이므로 퇴행성 뇌질환자의 지정한 일상 생활구역 내에 부착한 후 상기 스마트밴드부(20)로 그 위치를 직접 추적할 수 있는 기능을 가진다.
주요 기능으로는 상기 비콘부(10)에서 RISS로 발산하는 시그널이 상기 스마트밴드부(20)가 정보를 수집하여 노드기반 및 기점기반을 통해 측위하여 상기 환자의 이동 경로 및 실내에서의 위치 및 상태를 유추할 수 있다. 또한, 상기 비콘부(10)는 사람 뿐만 아니라 상기 비콘부(10)가 부착된 모든 사물과 상호 소통이 가능한 일종의 인스턴트 메시징 애플리케이션이다.
다음으로, 상기 스마트밴드부(20)은 퇴행성 뇌질환자에 부착되고, 상기 비콘부(10)에서 발산하는 시그널을 수집하여 노드기반 및 기점기반 측위를 통해 상기 퇴행성 뇌질환자의 경로를 유추한다.
상기 노드기반 측위는 상기 스마트밴드부(20)을 착용한 환자와 상기 환자의 일상 생활공간에 설치된 상기 비콘부(10)와의 RSSI값 조정을 통해 평면 배치 기점으로 3차원 좌표 알고리즘을 적용하는 것이 바람직하다.
도 3에 나타난 바와 같이, 상기 노드기반 측위는 상기 비콘부(10)를 비콘노드로, 상기 스마트밴드부(20)는 이동노드로 규정하고, 상기 노드간 통신에 있어 비콘의 신호세기에 따라 측위를 하는 방법이다. 일반적으로 스마트밴드가 고정된 위치에 있다 하더라도, RSSI값은 변동하여 정확한 이동노드의 좌표를 얻기가 힘들며, 상기 노드 간 장애물이 있을 경우 상기 이동노드의 값이 변화하게 된다. 따라서 본 발명에서는 상기 노드기반 측위를 통해 3차원 변위를 측정한다.
보다 구체적으로, 도 13에 나타난 바와 같이, 상기 노드기반 측위는, 제1단계로 상기 환자가 생활하는 일상생활 영역에 상기 비콘노드를 천장 부근에 배치하고, 상기 이동노드간에 RSSI값으로 노드간의 거리를 측정하는 기점기반 측위를 실시한다. 상기 노드 간 거리 측정은 변화하는 RSSI값(Ga, Gb, …, Gf)에 따라 측정한다. 상기 제1단계에서 상기 비콘노드가 천장 부근에 배치되는 것은 상기 이동노드와 통신으로 3차원 좌표를 얻기 위해서이다. 제2단계로 각 RSSI값에 따라 좌표의 평균데이터를 생성한다. 제3단계로, 상기 좌표의 평균데이터 값을 이용하여 3변의 길이를 측정한 뒤, 중심좌표값을 확인하여 상기 이동노드의 좌표값을 정확하게 측정하는 3변측위 알고리즘을 적용한다.
다음으로, 상기 기점기반 측위는 상기 비콘부(10)가 설치된 공간에서 제로포인트(zero point)를 정하고 상기 비콘부(10)간의 설치 간격과 상대적인 위치 정보를 대입하여 절대 위치를 추정하는 것이 바람직하다. 상기 기점기반 측위는, 도 14에 나타난 바와 같이, 상기 노드기반으로 한 상대적인 위치 추정을 절대좌표계로 변환하여 절대 위치를 추정하는 방식으로, 상기 제로포인트를 설정하고 임의의 그리드 값을 설정하여 절대좌표계에 나타낸다.
도 4에 나타난 바와 같이, 상기 비콘부(10)를 설치하는 공간에서 임의의 상기 제로포인트 기점으로 그리드를 설정하여 측위하는 방법으로 상기 노드기반 측위방법과 융합하여 적용한다. 또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 비콘부(10)의 설치공간 설정 및 제로 포인트의 설정은 상기 스마트밴드부(20)에서 측정된 RSSI 값이 가중치와 연산하여 최적화 된 위치 정보를 이용하여 설정하게 된다.
도 14에 나타난 바와 같이, 상기 기점기반측위는 제1단계로 상기 제로포인트를 설정한다. 상기 제로포인트는 상기 환자가 생활하는 일상 생활공간의 평면 4면 중 4개의 꼭지점을 임의로 설정하고, 상기 설정된 제로포인트에서 X, Y 그리그값(m)을 설정한다. 제2단계로 상기 비콘부(10)를 배치한다. 상기 비콘부(10)의 배치는 상기 그리드 값의 기준은 되지만, 배치되는 환경에 따라 상기 비콘부(10)의 개수는 정해지지 않고 상기 노드 간 신호 영역의 범위를 고려하여 설치한다. 제3단계로 상기 기점기반 측위는 상기 노드기반 측위의 상대적인 임계값과 상기 노드 간 신호 편차를 이용하여 영역의 범위를 구분한다. 제4단계로 상기 환자의 변화하는 임계값과 상기 노드 간 신호 편차를 이용하여 영역의 범위를 구분한다. 제5단계로 상기 노드기반 측위에서 상기 환자의 변화하는 임계값에서, 상기 환자의 시작되는 기준값과 변동하는 변동값의 편차 영역의 평균값을 구하고, 상기 평균값의 편차를 상기 제로포인트 기점에서 그려지는 그리드 영역에서 절대 측위값을 구한다. 상기 변동값 편차 영역의 평균값과 상기 평균값의 편차는 초당 수회 값으로 수집되며, 상기 수집된 값은 좌표값으로 나타내어 표시한다.
본 발명인 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템을 통해 환자의 이동패턴 및 이동 위치를 분석할 수 있게 된다. 도 7에 나타난 바와 같이, 상기 환자의 이동패턴은 상기 제로 포인트 설정을 기점으로 주변 비콘부(10)의 RSSI를 활용하여 거리가 가장 가까운 비콘부(10)를 파악한다.
다음으로, 상기 변환부(30)는 상기 비콘부(10)가 부착된 사물과 상기 사물의 주변 존(zone)의 정보를 수신 받은 상태정보를 상기 스마트밴드부(20)에서 식별할 수 있도록 변환한다.
상기 존(zone)은, 도 15에 나타난 바와 같이, 퇴행성 뇌질환자가 생활하는 일상생활공간을 말하는 것으로, 일상생활영역(용양병원, 요양시설(원), 재가(가정)) 내의 일상생활하는 하는 공간의 분류 단위인 입원실, 복도, 계단, 화장실, 휴게실, 치료실 및 로비 등이 포함될 수 있다. 상기 존(zone)의 설정은 일상생활을 하는 공간을 본 발명 시스템에 등록하는 것으로 등록된 존(zone)에 상기 비콘부(10)를 등록한다. 상기 존(zone)의 설정에는 공간의 용도, 거주하는 사용자들의 정보, 배치되어 있는 상기 비콘부(10)의 정보 및 이를 관리하는 관리자 정보로 규정한다. 오브젝트는 상기 스마트밴드부(20)를 말하는 것으로, 상기 스마트밴드부(20)를 착용하는 사용자 또는 환자를 포함할 수 있다. 상기 존(zone)은 일상생활영역에서 여러 형태의 공간으로 분류되며, 상기 오브젝트가 자유롭게 공간 간을 이동함에 따라 현재 속해 있는 공간에서 상기 오브젝트가 속하게 된다. 따라서 다수의 장소에 현재 포함되어 있는 상기 오브젝트를 인지하고, 상기 오브젝트의 정보와 프로파일이 상기 사용자의 로그파일에 의해 위치정보를 생성한다. 상기 사용자가 다른 장소로 이동 시 새로운 존(zone)을 확인하기 위해, 상기 새로운 존(zone)에 등록된 비콘부(10)가 사용자를 인식하고 위치정보를 수집한다. 즉, 상기 새로운 존(zone)은 상기 오브젝트의 위치정보를 생성한다.
어떤 사물에 상기 비콘부(10)를 부착한 후 이 사물에 관한 정보를 상기 스마트부에서 등록하면 데이터베이스(41)부에서 상기 사물에 관한 정보(Entity)와 프로파일이 생성되어 본 발명 시스템에서 식별(Systematically identify)할 수 있는 상태정보가 된다.
상기 변환부(30)는 관리자가 상기 오브젝트의 상태정보를 “사용자 이름 @ 장소” 형식으로 변환하되, 상기 사용자 이름은 상기 오브젝트와 가장 가까이 존재하는 사람이며 상기 장소는 특정 장소에 고정된 상기 비콘부(10)로부터 생성되는 것으로 정의한다.
모든 BLE 기반의 iBeacon은 Beacon Identifier, Proximity, RSSI, UUID 정보 등 소량의 데이터 패킷을 디폴트로 발산한다. 본 발명 시스템에서 상기 상태정보는 사용자가 리스트에 등록해 놓은 오브젝트가 “누구랑 어디에 있느냐?”라는 정보로서, 상기 스마트밴드부(20)에서 상기 “사용자 이름 @ 장소” 형식으로 표시된다. 상기 사용자 이름은 어떤 오브젝트와 가장 가까이 존재하는 사람을 의미하며, 장소는 어떤 장소에 고정된 비콘부(10)로 부터 생성된다.
상기 변환부(30)에서 변환하는 상태정보인 “사용자 이름 @ 장소”에서 장소는 상기 비콘부(10)의 장소와 1:1로 매핑하여 상기 비콘부(10)의 장소와 동일하게 지정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상태정보는 오브젝트명, 관리자명, 등록된 존(zone), 사용용도, 등록자, 등록시간의 정보로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 비컨부와 스마트밴드부(20)에서 해당 오브젝트에 관한 정보를 등록하면 상기 데이터베이스(41)에 이 사물을 시스템이 인지할 수 있는 오브젝트 정보(entity)와 프로파일이 생성되고 오브젝트의 목록에 상기 정보(entity)와 프로파일이 추가된다.
다음으로, 상기 메인서버(40)는 상기 비콘부(10)가 발산하는 BLE 기반의 시그널을 감지하여 상기 스마트밴드부(20)에서 전송하는 상기 상태정보를 수신한 후 데이터베이스(41)에 업데이트한다.
상기 메인서버(40)는 상기 관리자가 다양한 오브젝트 중 특정 오브젝트를 상기 퇴행성 뇌질환자의 리스트로 요청할 때 상기 특정 오브젝트를 상기 데이터베이스(41)에 추가하여 상기 스마트밴드부(20)에서 상기 추가된 오브젝트의 리스트를 확인할 수 있도록 등록하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 메인서버(40)는 상기 비콘부(10)에서 발산하는 BLE 시그널을 감지하여 상기 스마트밴드부(20)에서 전송하는 오브젝트의 상태정보를 수신한 후 상기 데이터베이스(41)에 업데이트하고, 관리자가 다양한 오브젝트들 중 특성 오브젝트를 리스트에 추가했을 때 추가요청(subscription)을 받아 상기 오브젝트를 해당 리스트에 추가하는 역할을 수행한다.
상기 데이터베이스(41)는 상기 비콘부(10)에 의해 생성되는 상기 오브젝트의 절대 위치 정보 및 상기 비콘부(10)와 스마트밴드부(20) 간 접근에 의해 생성되는 사용자ID 정보를 더 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 상기 비콘부(10)에 부착된 센서로 부터 수집된 정보가 상기 RSSI 평균값 기준 근사값인 경우 상기 절대 위치 정보 및 사용자ID 정보를 상기 상태정보에 포함하고, 상기 비콘부(10)에 부착된 센서로부터 수집된 정보를 상기 RSSI 평균값을 제외한 값은 휘발성 정보로 처리한다.
도 16은 상기 사용자 ID 정보를 설졍하기 위해 도시화한 것으로, 상기 사용자는 상기 존(zone) 및 상기 스마트밴드부(20) 등록과 별도로 독립적인 등록이 가능하고, 상기 스마트밴드부(20) 등록시 등록된 사용자를 매칭하며, 상기 존(zone) 등록시 등록된 상기 스마트밴드부(20) 또는 상기 사용자를 매칭하여 등록한다. 상기 존(zone) 정보에 등록되는 상기 사용자는 ID는 거주하는 공간에 상기 사용자를 지정하고, 공간 내 일상생활의 이동 패턴을 분석하기 위함이다. 상기 스마트밴드부(20)의 실 사용자의 상태정보가 저장되어야 하며, 상기 사용자 정보를 상기 사용자 ID로부터 불러온다. 또한, 이동 및 이상행동 패턴, 실시간 모니터링을 위해 상기 사용자의 상태정보는 상기 스마트밴드부(20)가 상기 비콘부(10)로부터 받은 신호값을 사용하기 때문에 상기 사용자 ID는 상기 스마트밴드부(20)의 ID와 매칭되어야 한다.
또한, 도 17은 상기 상태정보(Presence DB)에서 데이터 수집 및 처리를 보다 자세하게 나타낸 것으로, 상기 스마트밴드부(20)는 상기 비콘부(10)의 RSSI 값을 전달받기 위해 상기 노드 간 블루투스 연결이 되어야 한다. 상기 비콘부(10)의 RSSI 값은 초당 수십회 데이터가 상기 스마트밴드부(20)로 전달되며, 초당 수십회 변동하는 데이터를 초당 하나의 평균 데이터로 처리한다. 상기 하나의 평균 데이터는 3변 측위 알고리즘을 사용하여 절대 좌표를 생성한다. 이렇게 수집 및 생성된 데이터는 상기 스마트밴드부(20)의 Wi-fi 통신을 통해 상기 메인서버(40)로 저장 되며, 관리자모드로 상기 사용자, 존(zone), 비콘부(10), 스마트밴드부(20) 등의 전체적인 시스템을 제어한다.
도 17에서 상기 스마트밴드부(20)는 상기 비콘부(10)의 통신 정보 및 상태 기능, 데이터 수집 및 처리 기능 및 3변 측위 알고리즘의 API를 설치한다. 상기 스마트밴드부(20)는 상기 존(zone)에 배치되어 있는 모든 비콘부(10)를 스캔하며, 상기 스캔 된 비콘부(10)로부터 RSSI값을 초당 수십 회 전달 받는다. 도 18에 나타난 바와 같이, 상기 스마트밴드부(20)는 상기 3변 측위 알고리즘을 통해 초당 최초값과 변동되는 최대값의 평균값을 생성하며, 상기 RSSI 평균값을 제외한 값은 휘발성 데이터로 처리하되, 상기 기점기반 측위에서 절대좌표를 얻기 위해 상기 RSSI 평균값 기준 근사값을 따로 저장 처리한다. 상기 RSSI 평균값(근사값)은 상기 오브젝트를 기준으로 생성되어 이동패턴 및 실시간 모니터링에 정보를 제공하지만, 상기 존(zone)에 배치되어 있는 상기 비콘부(10)의 개별 평균값으로 제공하여 상기 존(zone) 및 비콘부(10) 관리에서 정보로도 제공한다.
다음으로, 상기 배포서버(50)은 상기 스마트밴드부(20)에서 상기 리스트에 등록된 오브젝트들의 상태정보의 변화를 상시적으로 모니터링하고, 특정 PUA가 실시간으로 업데이트하는 오브젝트의 상태정보를 관찰자들에게 배포한다. 상기 PUA(Presence User Agent)는 상기 오브젝트 상태정보를 일정 주기로 관찰하는 부분을 말한다.
보다 구체적으로, 관리자는 상기 퇴행성 뇌질환자가 상기 스마트밴드부(20)에서 리스트에 등록된 오브젝트들의 상태 변화를 상시적으로 모니터링하고 있다가 특정 PUA가 실시간으로 업데이트 하는 오브젝트의 상태정보를 다른 관리자들에게 배포한다.
본 발명인 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템은 아래와 같은 구성을 더 포함하는 것이 바람직하다.
먼저, 상기 오브젝트의 상태정보를 생성, 수집 및 배포할 수 있다. 상기 환자가 착용하고 있는 스마트밴드부(20)에서 지정된 일상생활구역 내에 부착된 상기 비콘부(10)를 통해 노드기반 및 기점기반 위치 정보를 취득하고, 특정 오브젝트의 절대적 위치정보를 취득한 후, 상기 메인서버(40)에서 두 가지 정보를 조합한 뒤 상기 오브젝트의 상태정보를 생성 및 수집한 후 상기 오브젝트를 자신의 리스트에 등록해 놓은 관리자에게 배포할 수 있다.
다음으로, 상기 비콘부(10)를 호출할 수 있다. 상기 환자가 착용한 스마트밴드부(20)에서 자신의 리스트에 등록되어 있는 오브젝트 중 어디에 있는지 모르는 비콘부(10)를 터치하면 상기 비콘부(10)는 알림부(11)를 마련하고 있어 상기 비콘부(10)를 용이하게 찾을 수 있다.
다음으로, 상기 스마트밴드부(20)에서 일정시간 이상 특정 오브젝트와 근접해 있는 시간을 확인하는 자동 체크인 기능을 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 메인서버(40)는 상기 스마트밴드부(20)에서 일정시간 이상 특정 오브젝트와 근접해 있는 시간을 확인하는 체크부(42)를 더 마련하고 있다. 상기 체크부(42)는 자동으로 상기 오브젝트와 근접해 있는 시간 및 위치 이력을 기록한 데이터를 상기 배포서버(50)을 통해 배포하여 다양한 오브젝트에서의 위치 이력을 관리자들끼리 공유할 수 있도록 한다.
다음으로, 상기 비콘부(10)의 전체적인 동작을 제어하고 사용자의 제어신호를 받아 상기 알림부(11)나 엘이디모듈(12) 등의 부가 모듈을 조작하고, 고성능/저전력 모드 전환 제어 등의 일을 수행하는 제어부(13)를 더 포함한다. 또한, 상기 알림부(11) 및 엘이디모듈(12)은 상기 스마트밴드부(20)에서 상기 비콘부(10)와 사운드와 광 신호를 송신하는 아웃풋유닛을 통해 사운드와 광 신호를 출력할 수 있다.
다음으로, 상기 비콘부(10)는 블루투스 기능을 포함한다. 상기 블루투스는 블루투스 4.0 표준 규격에 따라 상기 BLE 시그널을 발산하고 상기 제어부(13)의 신호를 수신하는 일을 수행한다.
다음으로, 상기 변환부(30)는 밸런스/언밸런스 신호 간 변환을 수행한다.
다음으로, 상기 BLE 시그널을 송수신하는데 사용하는 송수신부(14)를 더 포함한다.
본 발명인 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템은 관리부(60)에서 제공하는 관리자모드를 통하여 관리자가 본 발명 시스템을 관리할 수 있도록 마련된다. 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 관리자모드는 비콘부(10)의 상태를 나타낸 비콘상태부, 상기 환자의 생활 공간의 상태를 나타낸 존(zone)상태부, 상기 스마트밴드부(20)의 상태를 나타낸 아이디밴드(ID Band)상태부, 환자의 위치를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 사용자 모니터링부 및 관리자 및 환자의 특징이 기록된 사용자관리부가 있다.
1) Beacon 상태부
① Beacon 관리 : 전력 / 통신 / 아이디
- Beacon 목록 : 리스트 형태
- Beacon ID 생성 : ID 등록, Zone 등록
- Beacon 상세 정보 : 등록 ID, 등록 Zone, 전력상태, 통신상태 등
- Beacon 정보 수정 : ID, Zone 등 기본적인 정보 수정 및 삭제 기능
2) Zone 상태부
① Zone 관리
- Zone 목록 : 리스트 형태
- Zone 생성 : Zone ID, 종류(병실, 복도, 치료실, 화장실 등), 4면 길이 및 높이 측정값 등
- Zone 상세 정보 : 생성정보
- Zone 정보 수정 : 기본적인 정보 수정 및 삭제 기능
② 위험 Zone 관리
- Zone 목록 : 리스트 형태
- Zone 생성 : 위 생성된 Zone 관리 리스트에 정보 가져오기
- Zone 상세 정보 : 생성정보
- Zone 정보 수정 : 기본적인 정보 수정 및 삭제 기능
3) ID Band 상태부
① Band 관리
- Band 목록 : 리스트 형태
- Band 생성 : 사용자 정보(가져오기), ID 등
- Band 상세 정보 : 생성정보 및 이동경로 정보 페이지(모니터링), 데이터 처리 상태 등
- Band 정보 수정 : 등록 ID, 사용자 변경
4) 사용자 모니터링부
① 사용자 모니터링
- 사용자 목록 : 리스트 형태
- 개인별 모니터링(사용자 선택) : Zone Select, 시간 Select(분 단위) )
* 선택한 Zone에서 선택한 시간 범위 안에서 한 사람의 이동 경로 표시
- 그룹별 모니터링(Zone 선택) : 시간 Select(분 단위)
* 해당 Zone에서 선택한 시간 범위 안에 다수 사용자 이동 경로 색깔 별 표시
② Zone 모니터링
- Zone 목록 : 리스트 형태
- Zone 실시간 모니터링 : Zone에 포함되어 있는 사용자 실시간 표시
* 사용자는 점으로 표시
③ 이상 경보 모니터링
- Zone 목록 : 리스트 형태
- 경보(전 모니터링 페이지에서 팝업 적용)
- 로그 : 사용자 ID, 이동경로, 경보 시간
5) 사용자 관리부
① 관리자 관리
- 등록 : ID, 이름, 부서, 담당직함, 연락처, 이메일
- 상세정보
- 정보수정
② 사용자 관리
- 등록 : ID, Band 등록, 이름, 병실호수, 생년월일, 성별, 보호자명, 보호자연락처, 조호자명, 조호자연락처, 담당의료진명, 긴급연락처, 질병분류(알츠하이머병 치매, 혈관성치매, 외상성뇌질환치매, 알코올성치매 등), 경도분류(경증, 중등증, 중증 등) 등
- 상세정보
- 정보수정
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 퇴행성 뇌질환자의 이동경로를 추적할 수 있는 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 퇴행성 뇌질환자의 증상 및 경도의 형태에 따른 일상 생활공간 행동패턴 정보를 수집할 수 있다. 또한, 본 발명은 실시간 위치를 측정하는 노드기반 및 기점기반을 통해 개선된 측위 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 비콘부(10)와 스마트밴드부(20)을 이용하여 최소 인지 장애 증상을 가진 사람들의 행동패턴과 일상생활 안전 진단을 돕고, 치매 환자의 간단한 상태를 실시간으로 알려주며, 환자의 일상 생활공간의 위치를 추적해 일상생활 안전위험으로부터 보호한다.
또한, 도 12에 나타난 바와 같이, 본 발명은 데이터베이스(41)를 사용하여 정보연동시스템을 구축하여 대상자에 대한 이상행동정보, 일상생활정보에 대한 장기적인 데이터를 실시간으로 수집하고 그 정보를 유무선 장치를 통해 의료시설 및 관리기관에 전송함으로써 의료 전문가, 보호자들도 함께 참여하여 상호 협력적으로 돌보미 서비스를 제공할 수 있는 시스템을 구현할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10. 비콘부
11. 알림부
12. 엘이디모듈
13. 제어부
14. 송수신부
20. 스마트밴드부
30. 변환부
40. 메인서버
41. 데이터베이스
42. 체크부
50. 배포서버
60. 관리부

Claims (5)

  1. 사물에 부착되어 블루투스 시그널을 사방으로 발산하는 BLE 기반의 비콘부(10);
    퇴행성 뇌질환자에 부착되고, 상기 비콘부(10)에서 발산하는 시그널을 수집하여 노드기반 및 기점기반 측위를 통해 상기 퇴행성 뇌질환자의 경로를 유추하는 스마트밴드부(20);
    상기 비콘부(10)가 부착된 사물과 상기 사물의 주변 오브젝트의 정보를 수신 받은 상태정보를 상기 스마트밴드부(20)에서 식별할 수 있도록 변환하는 변환부(30);
    상기 비콘부(10)가 발산하는 BLE 기반의 시그널을 감지하여 상기 스마트밴드부(20)에서 전송하는 상기 상태정보를 수신한 후 데이터베이스(41)에 업데이트하는 메인서버(40);로 구성하되,
    상기 메인서버(40)는,
    상기 관리자가 다양한 오브젝트 중 특정 오브젝트를 상기 퇴행성 뇌질환자의 리스트로 요청할 때 상기 특정 오브젝트를 상기 데이터베이스(41)에 추가하여 상기 스마트밴드부(20)에서 상기 추가된 오브젝트의 리스트를 확인할 수 있도록 등록하고,
    상기 노드기반 측위는,
    상기 스마트밴드부(20)을 착용한 환자와 상기 환자의 일상 생활공간에 설치된 상기 비콘부(10)와의 RSSI값 조정을 통해 평면 배치 기점으로 3차원 좌표를 측정하고,
    상기 기점기반 측위는,
    상기 비콘부(10)가 설치된 공간에서 제로 포인트(zero point)를 정하고 상기 비콘부(10)간의 설치 간격과 상대적인 위치 정보를 대입하여 절대 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스마트밴드부(20)에서 상기 리스트에 등록된 오브젝트들의 상태정보의 변화를 상시적으로 모니터링하고, 특정 PUA가 실시간으로 업데이트하는 오브젝트의 상태정보를 관찰자들에게 배포하는 배포서버(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 변환부(30)에서 변환하는 상태정보인 “사용자 이름 @ 장소”에서 장소는 상기 비콘부(10)의 장소와 1:1로 매핑하여 상기 비콘부(10)의 장소와 동일하게 지정하는 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터베이스(41)는,
    상기 비콘부(10)에 의해 생성되는 상기 오브젝트의 절대 위치 정보 및 상기 비콘부(10)와 스마트밴드부(20) 간 접근에 의해 생성되는 사용자ID 정보를 더 포함하되,
    상기 비콘부(10)에 부착된 센서로부터 수집된 정보가 상기 RSSI 평균값인 경우 상기 절대 위치 정보 및 사용자ID 정보를 상기 상태정보에 포함하고,
    상기 비콘부(10)에 부착된 센서로부터 수집된 정보가 상기 RSSI 평균값에 포함되지 않는 경우 휘발성 정보로 처리하는 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환자의 이동경로 추적 시스템.
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