KR102185695B1 - IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법 - Google Patents

IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 영유아 익사 방지 시스템으로서, 욕조에 담긴 영유아의 목욕을 위한 목욕물에 띄워 사용되며, 상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하고, 측정된 영유아의 움직임 데이터를 무선 방식으로 제공하기 위한 영유아 목욕 보조 장치; 및 영유아 목욕 보조 관리 앱이 설치되고, 상기 영유아 목욕 보조 장치와 연동하여 상기 영유아 목욕 보조 장치의 측정 데이터를 수신하고 모니터링 관리하기 위한 사용자 디바이스를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템의 이용방법에 관한 것으로서, 영유아 목욕 보조 장치 및 사용자 디바이스를 포함하는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템의 이용방법으로서, (1) 영유아 목욕 보조 장치가 영유아의 움직임을 측정하는 단계; (2) 영유아 목욕 보조 장치가 상기 단계 (1)에서 측정한 영유아의 움직임 데이터를 사용자 디바이스로 전송하는 단계; (3) 상기 사용자 디바이스가 상기 단계 (2)에서 전송된 측정 데이터를 수신하는 단계; 및 (4) 상기 사용자 디바이스가 영유아 목욕 보조 관리 앱을 통해 전송되는 측정 데이터를 모니터링이 가능하도록 표시 제공하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 영유아의 움직임을 측정하는 영유아 목욕 보조 장치, 및 영유아 목욕 보조 장치와 연동하여 영유아의 목욕 상태를 모니터링 하는 사용자 디바이스를 포함하여 구성함으로써, 보호자가 집안 어디서든 실시간으로 영유아의 목욕 상태를 모니터링 할 수 있고, 영유아가 즐겁고 쾌적한 목욕을 하면서도 안전 확인이 가능하다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 출력부의 스피커와 RGB LED를 통해 다양한 색상 및 밝기 변화와 동요를 제공함으로써, 목욕하기를 싫어하는 영유아의 목욕의 흥미를 유발하고, 쉽게 영유아의 목욕이 가능하다.

Description

IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법{IOT BASED SMART INFANT DROWNING PREVENTION SYSTEM AND USING METHOD THEREOF}
본 발명은 IoT(Internet of Things) 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 보호자가 집안 어디서든 사용자 디바이스를 통해 실시간으로 영유아의 목욕 상태를 모니터링 할 수 있도록 구성함으로써, 영유아가 즐겁고 쾌적한 목욕을 하면서도 실시간 안전 확인을 통한 익사 방지가 가능하도록 하는, IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법에 관한 것이다.
일반적으로 영유아를 포함한 아이들의 경우 어른보다 땀샘의 밀도가 높고 표면적 당 발한량이 2배 이상 높다. 이에 따라 땀이 났을 때 최대한 빨리 씻어주는 것이 좋으나, 대부분의 아이들은 목욕을 싫어하는 경우가 많다. 특히, 14세 미만 화상 사고 중 영유아시기에 화상 사고가 집중적으로 발생되고 있으며, 화상 원인으로는 뜨거운 물로 인한 화상 사고가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 즉, 아동은 성인에 비해 반사능력 및 판단 능력이 떨어지고, 영유아는 성인에 비해 피부가 얇아 비교적 낮은 온도에서도 쉽게 화상을 입을 수 있다.
또한, 최근 집안 내 익사사고로 숨진 5세 이하의 어린이 수는 400명(소비자 제품 안전위원회(CPSC) 2016 조사 결과)으로, 4명 중 1명이 부모의 주의 소홀로 인해 사고가 발생하였다. 이러한 사고는 목욕을 시키다가 전화를 받거나 현관 벨소리에 자리를 뜬 경우, 목욕 타월을 가지러 간 사이, 또는 다른 형제자매가 아이를 돌보는 경우 등에 발생하였다.
이에 따라 욕조를 사용하여 영유아를 입욕하고자 하는 경우, 영유아의 익사에 대한 안전사고 예방을 위해, 영유아의 입욕 상태를 모니터링 할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0083675호(발명의 명칭: 목욕탕 배수구에서 발생하는 어린이 익사사고를 방지하는 안전배수시스템) 및 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0005641호(발명의 명칭: 유아용 목욕쿠션 구조체) 등이 개시된 바 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 영유아의 움직임을 측정하는 영유아 목욕 보조 장치, 및 영유아 목욕 보조 장치와 연동하여 영유아의 목욕 상태를 모니터링 하는 사용자 디바이스를 포함하여 구성함으로써, 보호자가 집안 어디서든 실시간으로 영유아의 목욕 상태를 모니터링 할 수 있고, 영유아가 즐겁고 쾌적한 목욕을 하면서도 안전 확인이 가능하도록 하는, IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 출력부의 스피커와 RGB LED를 통해 다양한 색상 및 밝기 변화와 동요를 제공함으로써, 목욕하기를 싫어하는 영유아의 목욕의 흥미를 유발하고, 쉽게 영유아의 목욕이 가능하도록 하는, IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템은,
영유아 익사 방지 시스템으로서,
욕조에 담긴 영유아의 목욕을 위한 목욕물에 띄워 사용되며, 상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하고, 측정된 영유아의 움직임 데이터를 무선 방식으로 제공하기 위한 영유아 목욕 보조 장치; 및
영유아 목욕 보조 관리 앱이 설치되고, 상기 영유아 목욕 보조 장치와 연동하여 상기 영유아 목욕 보조 장치의 측정 데이터를 수신하고 모니터링 관리하기 위한 사용자 디바이스를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 영유아 목욕 보조 장치는,
상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하기 위한 IMU 센서;
상기 IMU 센서의 측정 데이터를 수신하고, 상기 영유아 목욕 보조 장치의 전체적인 구동 제어를 수행하는 마이크로프로세서;
상기 사용자 디바이스와 연동하여 무선 통신을 수행하는 무선 통신부;
상기 마이크로프로세서의 제어 하에 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력하기 위한 출력부;
상기 영유아 목욕 보조 장치의 온/오프를 포함하는 사용자 조작을 위한 스위치부; 및
상기 영유아 목욕 보조 장치의 구동 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 IMU 센서는,
상기 욕조에 담긴 목욕물의 움직임을 측정함으로써 상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 IMU 센서는,
자이로스코프 및 가속도계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도 및 가속도를 측정하는 6차원 IMU 관성측정장치일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 IMU 센서는,
자이로스코프, 가속도계 및 지자기계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도, 가속도 및 지자기 값을 측정하는 9차원 IMU 관성측정장치일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 IMU 센서는,
상기 욕조에서 목욕중인 영유아의 움직임을 측정하되, 미리 설정된 시간 간격에 따라 지속적으로 검출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 영유아 목욕 보조 장치는,
IMU 센서, 마이크로프로세서, 무선 통신부, 출력부, 스위치부 및 전원부를 구비하는 디바이스 본체; 및
상기 디바이스 본체의 하부가 삽입 결합될 수 있는 대응하는 형상의 디바이스 도킹부를 포함하여 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 영유아 목욕 보조 장치는,
상기 디바이스 본체의 하부에 IMU 센서가 내장 배치되는 돌출부를 포함하며, 상기 디바이스 도킹부의 상부에 상기 디바이스 본체의 돌출부가 삽입 결합되는 대응하는 형상의 결합부가 형성되는 구조로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 무선 통신부는,
상기 사용자 디바이스와 페어링을 통해 연동하는 블루투스 모듈로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 출력부는,
상기 마이크로프로세서의 제어 하에 목욕 중인 영유아에게 알람이나 동요를 출력하는 스피커; 및
미리 지정된 특정 패턴의 색상이나 밝기 변화를 통한 감성 조명을 제공하기 위한 RGB LED를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템의 이용방법은,
영유아 목욕 보조 장치 및 사용자 디바이스를 포함하는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템의 이용방법으로서,
(1) 영유아 목욕 보조 장치가 영유아의 움직임을 측정하는 단계;
(2) 영유아 목욕 보조 장치가 상기 단계 (1)에서 측정한 영유아의 움직임 데이터를 사용자 디바이스로 전송하는 단계;
(3) 상기 사용자 디바이스가 상기 단계 (2)에서 전송된 측정 데이터를 수신하는 단계; 및
(4) 상기 사용자 디바이스가 영유아 목욕 보조 관리 앱을 통해 전송되는 측정 데이터를 모니터링이 가능하도록 표시 제공하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 영유아 목욕 보조 장치는,
상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하기 위한 IMU 센서;
상기 IMU 센서의 측정 데이터를 수신하고, 상기 영유아 목욕 보조 장치의 전체적인 구동 제어를 수행하는 마이크로프로세서;
상기 사용자 디바이스와 연동하여 무선 통신을 수행하는 무선 통신부;
상기 마이크로프로세서의 제어 하에 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력하기 위한 출력부;
상기 영유아 목욕 보조 장치의 온/오프를 포함하는 사용자 조작을 위한 스위치부; 및
상기 영유아 목욕 보조 장치의 구동 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (1)에서는,
상기 IMU 센서가 상기 욕조에 담긴 목욕물의 움직임을 측정함으로써 상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 IMU 센서는,
자이로스코프 및 가속도계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도 및 가속도를 측정하는 6차원 IMU 관성측정장치일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 IMU 센서는,
자이로스코프, 가속도계 및 지자기계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도, 가속도 및 지자기 값을 측정하는 9차원 IMU 관성측정장치일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (1)에서는,
상기 욕조에서 목욕중인 영유아의 움직임을 측정하되, 미리 설정된 시간 간격에 따라 지속적으로 검출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 영유아 목욕 보조 장치는,
IMU 센서, 마이크로프로세서, 무선 통신부, 출력부, 스위치부 및 전원부를 구비하는 디바이스 본체; 및
상기 디바이스 본체의 하부가 삽입 결합될 수 있는 대응하는 형상의 디바이스 도킹부를 포함하여 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 영유아 목욕 보조 장치는,
상기 디바이스 본체의 하부에 IMU 센서가 내장 배치되는 돌출부를 포함하며, 상기 디바이스 도킹부의 상부에 상기 디바이스 본체의 돌출부가 삽입 결합되는 대응하는 형상의 결합부가 형성되는 구조로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 무선 통신부는,
상기 사용자 디바이스와 페어링을 통해 연동하는 블루투스 모듈로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 출력부는,
상기 마이크로프로세서의 제어 하에 목욕 중인 영유아에게 알람이나 동요를 출력하는 스피커; 및
미리 지정된 특정 패턴의 색상이나 밝기 변화를 통한 감성 조명을 제공하기 위한 RGB LED를 포함할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 영유아의 움직임을 측정하는 영유아 목욕 보조 장치, 및 영유아 목욕 보조 장치와 연동하여 영유아의 목욕 상태를 모니터링 하는 사용자 디바이스를 포함하여 구성함으로써, 보호자가 집안 어디서든 실시간으로 영유아의 목욕 상태를 모니터링 할 수 있고, 영유아가 즐겁고 쾌적한 목욕을 하면서도 안전 확인이 가능하다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 출력부의 스피커와 RGB LED를 통해 다양한 색상 및 밝기 변화와 동요를 제공함으로써, 목욕하기를 싫어하는 영유아의 목욕의 흥미를 유발하고, 쉽게 영유아의 목욕이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템에 적용되는 영유아 목욕 보조 장치의 내부 단면 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템에 적용되는 영유아 목욕 보조 장치의 디바이스 도킹부의 내부 단면 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템에서 영유아 목욕 보조 장치를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템에서 영유아 목욕 보조 장치의 결합 관계를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템에 적용되는 영유아 목욕 보조 장치의 디바이스 본체의 개략적인 사시도를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템에 적용되는 사용자 디바이스의 영유아 목욕 보조 관리 앱의 실행 화면을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템에서 영유아 목욕 보조 장치의 디바이스 본체를 사용하고 있는 모습을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템의 이용방법에 대한 흐름을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)은, 영유아 목욕 보조 장치(100) 및 사용자 디바이스(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
영유아 목욕 보조 장치(100)는, 욕조에 담긴 영유아의 목욕을 위한 목욕물에 띄워 사용되며, 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하고, 측정된 영유아의 움직임 데이터를 무선 방식으로 제공하는 구성이다. 이러한 영유아 목욕 보조 장치(100)는 후술하게 될 사용자 디바이스(200)와 페어링을 통해 연동함으로써, 영유아의 목욕 시에 보호자가 집안 어디서든 실시간으로 아이들의 목욕 상태를 모니터링 할 수 있도록 측정 데이터를 제공할 수 있다.
또한, 영유아 목욕 보조 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하기 위한 IMU 센서(110), IMU 센서(110)의 측정 데이터를 수신하고, 영유아 목욕 보조 장치(100)의 전체적인 구동 제어를 수행하는 마이크로프로세서(120), 사용자 디바이스(200)와 연동하여 무선 통신을 수행하는 무선 통신부(130), 마이크로프로세서(120)의 제어 하에 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력하기 위한 출력부(140), 영유아 목욕 보조 장치(100)의 온/오프를 포함하는 사용자 조작을 위한 스위치부(150), 및 영유아 목욕 보조 장치(100)의 구동 전원을 공급하기 위한 전원부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
IMU 센서(110)는 욕조에서 목욕중인 영유아의 움직임을 측정하는 구성이다. 욕조에 담긴 영유아가 물장구를 치거나, 물속에서 움직이면 목욕물에 파장이 발생하여 목욕물의 수면이 움직이게 된다. 목욕물이 움직이면, 목욕물 수면에 띄워진 영유아 목욕 보조 장치(100) 또한 목욕물의 흔들림에 따라 움직이게 되며, IMU 센서(110)가 해당 움직임을 감지함으로써 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정할 수 있다.
관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)는, 가속도계와 회전 속도계, 때로는 자력계의 조합을 사용하여 신체의 특정한 힘, 각도 비율 및 때로는 신체를 둘러싼 자기장을 측정하고 보고하는 전자 장치이다. 전통적으로 IMU는 항공기, 차량 등의 항법 시스템에 주로 적용이 되었으나, 최근에는 항법 목적 외에도 많은 소비자 제품에서 방향 센서 역할을 한다. 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)는 하나 이상의 가속도계(Accelerator)를 사용하여 선형 가속도를 감지하고, 하나 이상의 자이로스코프(Gyroscope)를 사용하여 회전 속도를 감지함으로써 작동하며, 경우에 따라 자기 측정기(Magnetometer)를 포함한다. 일반적인 구성에는 피치(Pitch), 롤(Roll) 및 요(Yaw) 세 가지 축에 대해 축 하나당 가속도계, 자이로스코프 및 자기 측정기가 하나씩 포함된다.
본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 IMU 센서(110)는, 자이로스코프 및 가속도계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도 및 가속도를 측정하는 6차원 IMU 관성측정장치로 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는, 자이로스코프, 가속도계 및 지자기계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도, 가속도 및 지자기 값을 측정하는 9차원 IMU 관성측정장치로 구성될 수도 있다.
또한, IMU 센서(110)는 욕조에서 목욕중인 영유아의 움직임을 측정하되, 미리 설정된 시간 간격에 따라 지속적으로 움직임을 검출할 수도 있다. 이러한 IMU 센서(110)는 욕조에서 목욕중인 영유아의 움직임 상태를 실시간으로 검출함으로써, 목욕중인 영유아의 익사사고를 예방할 수 있도록 기능하게 된다. 즉, 보호자가 목욕 중에 전화를 받거나 혹은 현관 벨소리에 자리를 뜨거나 하는 경우, 목욕 타월을 가지러 간 사이, 또는 다른 형제자매가 아이를 돌보는 경우와 같이 보호자가 잠시 자리를 비우더라도 지속적인 안전 확인이 가능하도록 기능하게 된다.
마이크로프로세서(120)는, IMU 센서(110)의 측정 데이터를 수신하고, 영유아 목욕 보조 장치(100)의 전체적인 구동 제어를 수행하는 구성이다.
무선 통신부(130)는, 사용자 디바이스(200)와 연동하여 무선 통신을 수행하는 구성으로서, 사용자 디바이스(200)와 페어링을 통해 연동하는 블루투스 모듈로 구성될 수 있다. 이러한 무선 통신부(130)는 페어링된 사용자 디바이스(200)와 무선 방식으로 통신하여 핸즈프리 기능이나 음악재생 기능을 위한 데이터(통화 데이터, 음악 데이터 등)를 송수신할 수도 있다. 여기서, 무선 통신부(130)는 블루투스 모듈 이외에도, 와이파이, NFC 등의 근거리 무선 통신 방식을 이용할 수 있으며, 원거리 무선통신 방식(3G, 4G, LTE 등)을 추가로 적용할 수도 있다.
출력부(140)는, 마이크로프로세서(120)의 제어 하에 시각적 정보 또는 청각적 정보를 출력하는 구성으로서, 마이크로프로세서(120)의 제어 하에 목욕 중인 영유아에게 알람이나 동요를 출력하는 스피커(141), 및 미리 지정된 특정 패턴의 색상이나 밝기 변화를 통한 감성 조명을 제공하기 위한 RGB LED(142)를 포함할 수 있다. 이러한 출력부(140)는 목욕에 거부감을 느끼는 영유아들의 흥미를 유발할 수 있도록 기능할 수 있다.
스위치부(150)는, 영유아 목욕 보조 장치(100)의 온/오프를 포함하는 사용자 조작을 위한 구성으로서, 사용자 조작을 위한 기능 버튼을 복수로 구비할 수 있다. 즉, 스위치부(150)는 영유아 목욕 보조 장치(100)의 구동과 함께, 출력부(140)의 RGB LED(142)의 감성 조명을 미리 설정된 특정 패턴으로 구동시킬 수도 있다.
전원부(160)는, 영유아 목욕 보조 장치(100)의 구동 전원을 공급하기 위한 구성이며, 후술할 도 3에 도시된 바와 같이 무선 충전 코일(161)을 이용한 근접 충전 방식으로 내장 배터리를 충전시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)에 적용되는 영유아 목욕 보조 장치(100)의 내부 단면 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)에 적용되는 영유아 목욕 보조 장치(100)의 디바이스 도킹부(180)의 내부 단면 구성을 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6은 영유아 목욕 보조 장치(100)에 있어서, 디바이스 본체(101) 및 디바이스 도킹부(180)의 결합관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 영유아 목욕 보조 장치(100)는, IMU 센서(110), 마이크로프로세서(120), 무선 통신부(130), 출력부(140), 스위치부(150) 및 전원부(160)를 구비하는 디바이스 본체(101) 및 디바이스 본체(101)의 하부가 삽입 결합될 수 있는 대응하는 형상의 디바이스 도킹부(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 영유아 목욕 보조 장치(100)는, 디바이스 본체(101)의 하부에 IMU 센서(110)가 내장 배치되는 돌출부를 포함하며, 디바이스 도킹부(180)의 상부에 디바이스 본체(101)의 돌출부가 삽입 결합되는 대응하는 형상의 결합부가 형성되는 구조로 구성될 수 있다.
한편, 디바이스 도킹부(180)는, 도 3 내지 도 6에 각각 도시된 바와 같이, 디바이스 본체(101)의 전원부(160)의 무선 충전 코일(161)을 이용한 근접 충전 방식으로 내장 배터리를 충전시키기 위해, 도킹 시에 전원부(160)의 무선 충전 코일(161)과 무선 방식으로 연결될 수 있는 무선 충전 코일(181)을 포함할 수 있다. 또한, 디바이스 본체(101)의 충전상태를 표시하는 충전상태 표시등(182) 및 전원 연결이나 데이터를 전송하기 위한 전원통신 포트(183)를 외부에 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)에 적용되는 영유아 목욕 보조 장치(100)의 디바이스 본체(101)의 개략적인 사시도를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바에 따르면, 디바이스 본체(101)의 하부에 IMU 센서(110)가 내장 배치되는 돌출부가 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
사용자 디바이스(200)는, 영유아 목욕 보조 관리 앱이 설치되고, 영유아 목욕 보조 장치(100)와 연동하여 영유아 목욕 보조 장치(100)의 측정 데이터를 수신하고 모니터링 관리하기 위한 사용자 단말장치의 구성이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)에 적용되는 사용자 디바이스(200)의 영유아 목욕 보조 관리 앱의 실행 화면을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자 디바이스(200)는, 영유아 목욕 보조 관리 앱의 실행을 통해 영유아 목욕 보조 장치(100)와 페어링을 통해 연동하고, 영유아 목욕 보조 장치(100)의 IMU 센서(110)에서 측정되는 영유아의 움직임 측정 데이터를 수신하고, 그 측정 데이터를 보호자가 확인할 수 있도록 제공하게 된다.
사용자 단말기(200)는, 스마트폰(Smartphone), 태블릿 PC(Tablet PC), 스마트 글라스(Smart glass), 스마트 워치(Smart watch) 및 각종 웨어러블(Wearable) 디바이스 등의 모바일 기기를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 전술한 디바이스의 종류에 한정되지 않으며, 영유아 목욕 보조 장치(100)로부터 정보를 전송 받고, 모니터링 관리 및 경고를 위한 디스플레이가 가능한 디바이스라면 그 구체적인 형태와 관계없이 본 발명의 사용자 단말기(200)의 역할을 얼마든지 할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 사용자 단말기(200)는, 전술한 바와 같은 기능을 수행하는 영유아 목욕 보조 관리 앱을 설치 및 구동할 수 있으며 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 영유아 목욕 보조 장치(100)와 사용자 단말기(200)는 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 네트워크는 이동 통신망(Mobile Radio Communication Network), 위성 통신망, WIBRO(Wireless Broadband Internet), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크를 포함할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)에서 영유아 목욕 보조 장치(100)의 디바이스 본체(101)를 사용하고 있는 모습을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 영유아 목욕 보조 장치(100)를 물에 띄우면, IMU 센서(110)가 물의 움직임을 측정해, 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 계산해낼 수 있으며, 익사 위험이 있는 경우 페어링된 사용자 단말기(200)로 즉각적인 경고의 표시가 가능하다. 따라서, 영유아의 익사를 예방할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 이용방법에 대한 흐름을 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 이용방법은, 영유아 목욕 보조 장치(100)가 영유아의 움직임을 측정하는 단계(S110), 영유아 목욕 보조 장치(100)가 측정한 영유아의 움직임 측정 데이터를 전송하는 단계(S120), 사용자 디바이스(200)가 측정 데이터를 수신하는 단계(S130), 및 사용자 디바이스(200)가 영유아 목욕 보조 관리 앱을 통해 전송되는 측정 데이터를 모니터링이 가능하도록 표시 제공하는 단계(S140)를 포함하여 구현될 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 이용방법은 도 1 내지 도 9에 각각 도시되는 바와 같이, 영유아 목욕 보조 장치(100)와 사용자 디바이스(200)를 포함하는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)이 적용되는 것으로 이해될 수 있다.
각각의 단계들과 관련된 상세한 내용들은, 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)과 관련하여 충분히 설명되었으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10) 및 그 이용방법에 따르면, 영유아의 움직임을 측정하는 영유아 목욕 보조 장치(100), 및 영유아 목욕 보조 장치(100)와 연동하여 영유아의 목욕 상태를 모니터링 하는 사용자 디바이스(200)를 포함하여 구성함으로써, 보호자가 집안 어디서든 실시간으로 영유아의 목욕 상태를 모니터링 할 수 있고, 영유아가 즐겁고 쾌적한 목욕을 하면서도 안전 확인이 가능하다. 또한, 본 발명에 따르면, 출력부(140)의 스피커(141)와 RGB LED(142)를 통해 다양한 색상 및 밝기 변화와 동요를 제공함으로써, 목욕하기를 싫어하는 영유아의 목욕의 흥미를 유발하고, 쉽게 영유아의 목욕이 가능하다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템
100: 영유아 목욕 보조 장치
101: 디바이스 본체
110: IMU 센서
120: 마이크로프로세서
130: 무선 통신부
140: 출력부
141: 스피커
142: RGB LED
150: 스위치부
160: 전원부
161: 무선 충전 코일
180: 디바이스 도킹부
181: 무선 충전 코일
182: 충전상태 표시등(LED indicator)
183: 전원통신 포트(Micro-USB port)
200: 사용자 디바이스
S110: 영유아 목욕 보조 장치가 영유아의 움직임을 측정하는 단계
S120: 영유아 목욕 보조 장치가 측정한 영유아의 움직임 측정 데이터를 전송하는 단계
S130: 사용자 디바이스가 측정 데이터를 수신하는 단계
S140: 사용자 디바이스가 영유아 목욕 보조 관리 앱을 통해 전송되는 측정 데이터를 모니터링이 가능하도록 표시 제공하는 단계

Claims (20)

  1. 영유아 익사 방지 시스템(10)으로서,
    욕조에 담긴 영유아의 목욕을 위한 목욕물에 띄워 사용되며, 상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하고, 측정된 영유아의 움직임 데이터를 무선 방식으로 제공하기 위한 영유아 목욕 보조 장치(100); 및
    영유아 목욕 보조 관리 앱이 설치되고, 상기 영유아 목욕 보조 장치(100)와 연동하여 상기 영유아 목욕 보조 장치(100)의 측정 데이터를 수신하고 모니터링 관리하기 위한 사용자 디바이스(200)를 포함하되,
    상기 영유아 목욕 보조 장치(100)는,
    상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하기 위한 IMU 센서(110)와, 상기 IMU 센서(110)의 측정 데이터를 수신하고, 상기 영유아 목욕 보조 장치(100)의 전체적인 구동 제어를 수행하는 마이크로프로세서(120)와, 상기 사용자 디바이스(200)와 연동하여 무선 통신을 수행하는 무선 통신부(130)와, 상기 마이크로프로세서(120)의 제어 하에 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력하기 위한 출력부(140)와, 상기 영유아 목욕 보조 장치(100)의 온/오프를 포함하는 사용자 조작을 위한 스위치부(150)와, 상기 영유아 목욕 보조 장치(100)의 구동 전원을 공급하기 위한 전원부(160)를 포함하고,
    상기 영유아 목욕 보조 장치(100)는,
    IMU 센서(110), 마이크로프로세서(120), 무선 통신부(130), 출력부(140), 스위치부(150) 및 전원부(160)를 구비하는 디바이스 본체(101)와, 상기 디바이스 본체(101)의 하부가 삽입 결합될 수 있는 대응하는 형상의 디바이스 도킹부(180)를 포함하여 구성되며,
    상기 영유아 목욕 보조 장치(100)는,
    상기 디바이스 본체(101)의 하부에 IMU 센서(110)가 내장 배치되는 돌출부를 포함하며, 상기 디바이스 도킹부(180)의 상부에 상기 디바이스 본체(101)의 돌출부가 삽입 결합되는 대응하는 형상의 결합부가 형성되는 구조로 구성되고,
    상기 출력부(140)는,
    상기 마이크로프로세서(120)의 제어 하에 목욕 중인 영유아에게 알람이나 동요를 출력하는 스피커(141)와, 미리 지정된 특정 패턴의 색상이나 밝기 변화를 통한 감성 조명을 제공하기 위한 RGB LED(142)를 포함하며,
    상기 IMU 센서(110)는,
    상기 욕조에 담긴 목욕물의 움직임을 측정함으로써 상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하고,
    상기 IMU 센서(110)는,
    자이로스코프 및 가속도계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도 및 가속도를 측정하는 6차원 IMU 관성측정장치 이거나, 자이로스코프, 가속도계 및 지자기계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도, 가속도 및 지자기 값을 측정하는 9차원 IMU 관성측정장치 이며,
    상기 IMU 센서(110)는,
    상기 욕조에서 목욕중인 영유아의 움직임을 측정하되, 미리 설정된 시간 간격에 따라 지속적으로 검출하고,
    상기 IMU 센서(110)는,
    보호자가 잠시 자리를 비우더라도 욕조에서 목욕중인 영유아의 움직임 상태를 실시간으로 검출함에 따라 목욕중인 영유아의 익사사고를 예방할 수 있도록 기능하며,
    상기 무선 통신부(130)는,
    상기 사용자 디바이스(200)와 페어링을 통해 연동하는 블루투스 모듈로 구성하되, 페어링된 사용자 디바이스(200)와 무선 방식으로 통신하여 핸즈프리 기능이나 음악재생 기능을 위한 데이터를 송수신하고,
    상기 디바이스 도킹부(180)는,
    디바이스 본체(101)의 전원부(160)의 무선 충전 코일(161)을 이용한 근접 충전 방식으로 내장 배터리를 충전시키기 위해 도킹 시에 전원부(160)의 무선 충전 코일(161)과 무선 방식으로 연결될 수 있는 무선 충전 코일(181)을 포함하고, 디바이스 본체(101)의 충전상태를 표시하는 충전상태 표시등(182) 및 전원 연결이나 데이터를 전송하기 위한 전원통신 포트(183)를 외부에 더 형성되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10).
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  11. 영유아 목욕 보조 장치(100) 및 사용자 디바이스(200)를 포함하는 IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 이용방법으로서,
    (1) 영유아 목욕 보조 장치(100)가 영유아의 움직임을 측정하는 단계;
    (2) 영유아 목욕 보조 장치(100)가 상기 단계 (1)에서 측정한 영유아의 움직임 데이터를 사용자 디바이스(200)로 전송하는 단계;
    (3) 상기 사용자 디바이스(200)가 상기 단계 (2)에서 전송된 측정 데이터를 수신하는 단계; 및
    (4) 상기 사용자 디바이스(200)가 영유아 목욕 보조 관리 앱을 통해 전송되는 측정 데이터를 모니터링이 가능하도록 표시 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 영유아 목욕 보조 장치(100)는,
    욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하기 위한 IMU 센서(110)와, 상기 IMU 센서(110)의 측정 데이터를 수신하고, 상기 영유아 목욕 보조 장치(100)의 전체적인 구동 제어를 수행하는 마이크로프로세서(120)와, 상기 사용자 디바이스(200)와 연동하여 무선 통신을 수행하는 무선 통신부(130)와, 상기 마이크로프로세서(120)의 제어 하에 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력하기 위한 출력부(140)와, 상기 영유아 목욕 보조 장치(100)의 온/오프를 포함하는 사용자 조작을 위한 스위치부(150)와, 상기 영유아 목욕 보조 장치(100)의 구동 전원을 공급하기 위한 전원부(160)를 포함하고,
    상기 영유아 목욕 보조 장치(100)는,
    IMU 센서(110), 마이크로프로세서(120), 무선 통신부(130), 출력부(140), 스위치부(150) 및 전원부(160)를 구비하는 디바이스 본체(101)와, 상기 디바이스 본체(101)의 하부가 삽입 결합될 수 있는 대응하는 형상의 디바이스 도킹부(180)를 포함하여 구성되며,
    상기 영유아 목욕 보조 장치(100)는,
    상기 디바이스 본체(101)의 하부에 IMU 센서(110)가 내장 배치되는 돌출부를 포함하며, 상기 디바이스 도킹부(180)의 상부에 상기 디바이스 본체(101)의 돌출부가 삽입 결합되는 대응하는 형상의 결합부가 형성되는 구조로 구성되고,
    상기 출력부(140)는,
    상기 마이크로프로세서(120)의 제어 하에 목욕 중인 영유아에게 알람이나 동요를 출력하는 스피커(141)와, 미리 지정된 특정 패턴의 색상이나 밝기 변화를 통한 감성 조명을 제공하기 위한 RGB LED(142)를 포함하며,
    상기 단계 (1)에서는,
    상기 IMU 센서(110)가 상기 욕조에 담긴 목욕물의 움직임을 측정함으로써 상기 욕조 안에 있는 영유아의 움직임을 측정하고,
    상기 IMU 센서(110)는,
    자이로스코프 및 가속도계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도 및 가속도를 측정하는 6차원 IMU 관성측정장치 이거나, 자이로스코프, 가속도계 및 지자기계를 포함하여, x축, y축, 및 z축의 각속도, 가속도 및 지자기 값을 측정하는 9차원 IMU 관성측정장치 이며,
    상기 단계 (1)에서는,
    상기 욕조에서 목욕 중인 영유아의 움직임을 측정하되, 미리 설정된 시간 간격에 따라 지속적으로 측정하고,
    상기 IMU 센서(110)는,
    보호자가 잠시 자리를 비우더라도 욕조에서 목욕중인 영유아의 움직임 상태를 실시간으로 검출함에 따라 목욕중인 영유아의 익사사고를 예방할 수 있도록 기능하며,
    상기 무선 통신부(130)는,
    상기 사용자 디바이스(200)와 페어링을 통해 연동하는 블루투스 모듈로 구성하되, 페어링된 사용자 디바이스(200)와 무선 방식으로 통신하여 핸즈프리 기능이나 음악재생 기능을 위한 데이터를 송수신하고,
    상기 디바이스 도킹부(180)는,
    디바이스 본체(101)의 전원부(160)의 무선 충전 코일(161)을 이용한 근접 충전 방식으로 내장 배터리를 충전시키기 위해 도킹 시에 전원부(160)의 무선 충전 코일(161)과 무선 방식으로 연결될 수 있는 무선 충전 코일(181)을 포함하고, 디바이스 본체(101)의 충전상태를 표시하는 충전상태 표시등(182) 및 전원 연결이나 데이터를 전송하기 위한 전원통신 포트(183)를 외부에 더 형성되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반 스마트 영유아 익사 방지 시스템(10)의 이용방법.
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