KR102280476B1 - IOT type multi-type wearable EMS suit control method using MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol - Google Patents
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Abstract
본 발명은 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법에 관한 것으로, 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제1단계, 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 publish를 수행하는 제2단계 및 MQTT 브로커가 단말기로 상기 Publish 된 자극 세기를 전송하는 제 3 단계를 포함하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling an IOT-type multi-type wearable EMS suite using MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol. IOT using MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, comprising the second step of publishing the stimulus intensity of the low-frequency stimulation part to the MQTT broker through the receiver and the third step of sending the published stimulus intensity to the terminal by the MQTT broker It relates to a method for controlling a type multi-type wearable EMS suite.
Description
본 발명은 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법에 관한 것으로, 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트 개별적으로 제어가능한 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling an IOT-type multi-type wearable EMS suite using MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol. One terminal can control 6 or more EMS suites, and not only data transmission to the EMS suite but also the EMS suite It relates to a method of controlling an IOT-type multi-type wearable EMS suite using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, which can be individually controlled by the EMS suite by enabling two-way communication capable of receiving the stimulus strength of the EMS suite.
사람이 근육을 움직일 때와 운동할 때는 뇌에서 운동신경이라는 곳으로 전류가 흐르고 운동신경에서 근육으로 전류가 흘러 근육이 움직인다. 근육의 전기자극은 뇌나 운동신경 대신에 외부에서 피부 표면으로 전류를 흘려 보내 단련하고자 하는 근육을 직접 자극하게 되는데, 이 방법이 골격근 전기자극이라고 명명하며, 영어로는 `Electrical Muscle Stimulation` 즉 `EMS` 라고 한다.When a person moves or exercises a muscle, an electric current flows from the brain to a place called a motor nerve, and an electric current flows from the motor nerve to the muscle, causing the muscle to move. Electrical stimulation of muscles sends an electric current from the outside to the skin surface instead of the brain or motor nerves to directly stimulate the muscle to be trained. This method is called skeletal muscle electrical stimulation, and in English, 'Electrical Muscle Stimulation', that is, 'EMS'. ' is said.
근육이 줄어드는 근육감소증을 겪고 있는 고령자 혹은 근육손실환자들에 골격근 전기 자극(EMS)을 이용하면 독립적인 건강 수명을 늘릴 수도 있으며, 근육열화를 예방하거나 살이 찌는 것을 막을 수도 있다. 또한 Metabolic syndrom은 고도비만, 초고도비만 환자의 배출을 유도하고, 20대들의 식사량을 축소키는 주요인이다. 근육이 대량으로 지방과 탄수화물을 소모시키는 장기라는 점과 허약근육은 지방 세포의 비대화를 유도하여 각종 성인병 및 대사장애를 일으키는 원인이 된다는 점에서 골격근전기자극(EMS)가 필요하다. 국내에 형성된 고도, 초고도 비만환자는 20%에 유박하고, 일반 비만환자를 포함한다면 60%이상이다. The use of skeletal muscle electrical stimulation (EMS) for the elderly suffering from sarcopenia or muscle loss patients suffering from muscle loss can prolong an independent healthy lifespan, prevent muscle deterioration, or prevent weight gain. Metabolic syndrom is also a major factor in inducing excretion of hyper-obesity and hyper-obesity patients and reducing the amount of food in their twenties. Skeletal muscle electrical stimulation (EMS) is necessary in that muscle is an organ that consumes a large amount of fat and carbohydrates and that weak muscles induce hypertrophy of fat cells and cause various adult diseases and metabolic disorders. The number of highly obese patients formed in Korea is limited to 20%, and over 60% if general obese patients are included.
현재 EMS 슈트에 관한 기술로 한국공개특허 제10-2017-0075044호는 적어도 하나의 섬유레이어로 이루어지고 바디부와 저주파자극부를 포함하는 수트부, 상기 저주파자극부의 내부에 부착되는 전극패드부, 상기 전극패드부에 전원을 공급하는 전원부, 및 저주파 자극의 세기를 조절하는 콘트롤부,를 포함하고, 상기 바디부와 상기 저주파자극부는 섬유레이어가 서로 다르게 형성된 사물인터넷 EMS 수트를 개시하고 있으나, 하나의 단말기가 EMS 슈트 5개까지 제어할 수 있어 추가의 슈트를 제어하기 위해서는 제어 시스템을 추가로 설치해야 하므로 비용이 많이 들고 있으며, EMS 슈트의 자극부 각각을 개별적으로 제어하는 기술은 전무한 실정이다. As a technology related to the current EMS suit, Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2017-0075044 discloses a suit part made of at least one fiber layer and including a body part and a low-frequency stimulation part, an electrode pad part attached to the inside of the low-frequency stimulation part, and the Disclosed is an IoT EMS suit comprising a power supply unit for supplying power to the electrode pad unit, and a control unit for adjusting the intensity of low-frequency stimulation, wherein the body unit and the low-frequency stimulation unit have different fiber layers. Since the terminal can control up to 5 EMS suits, a control system must be additionally installed to control the additional suits, which is expensive, and there is no technology for individually controlling each magnetic pole part of the EMS suite.
한편, 푸쉬 기술(push technology) 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜인 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)는 publish/subscribe 방식의 메시지 교환 프로토콜로 IBM사가 개발하였다.Meanwhile, Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), a lightweight message transmission protocol based on push technology, is a publish/subscribe message exchange protocol developed by IBM.
MQTT는 저전력, 신뢰할 수 없는 네트워크, non TCP/IP 기반에서 운영할 수 있는 장점이 있기 때문에 소형기기의 제어와 센서정보 수집에 유리하여 최근에는 oneM2M IoT 국제표준에서 메시지 전송 바인딩 프로토콜로 채택되었다.MQTT has advantages of low power, unreliable network, and non-TCP/IP-based operation, so it is advantageous for controlling small devices and collecting sensor information. Recently, it was adopted as a message transmission binding protocol in oneM2M IoT international standard.
MQTT 시스템은 서버인 MQTT 브로커와 클라이언트(Client)로 구성될 수 있다. MQTT 브로커는 메시지 교환 플랫폼에 해당한다. 이에 따라, 메시지 생산자 클라이언트(Client)가 메시지 식별자인 Topic으로 메시지를 publish한 뒤, 메시지 소비자 클라이언트(Client)가 Topic에 Subscribe하면 MQTT 브로커는 메시지를 전달해 준다.An MQTT system can be composed of a server, an MQTT broker, and a client. An MQTT broker is a message exchange platform. Accordingly, after the message producer client (Client) publishes a message to the topic, which is the message identifier, when the message consumer client (Client) subscribes to the topic, the MQTT broker delivers the message.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트 개별적으로 제어가능한 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art, the present invention can control six or more EMS suites with one terminal, and enables two-way communication that enables not only data transmission to the EMS suite but also the reception of stimulus strength of the EMS suite. It is intended to provide an IOT-type multi-type wearable EMS suite control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol that can be individually controlled.
본 발명은 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제1단계, 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 publish를 수행하는 제2단계 및 MQTT 브로커가 단말기로 상기 Publish 된 자극 세기를 전송하는 제 3 단계를 포함하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다. In the present invention, the first step of subcribe of the stimulus intensity of the low-frequency stimulus section from the terminal to the MQTT broker, the second step of the control unit performing the publication of the stimulus intensity of the low-frequency stimulus section with the MQTT broker through the receiver connected to it, and the MQTT broker There is provided a method for controlling an IOT-type multi-type wearable EMS suite using an MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol including a third step of transmitting the published stimulus intensity to a terminal.
또한, 상기 제3단계 이후, 상기 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제4단계, 상기 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 publish를 수행하는 제5단계, 상기 MQTT 브로커가 리시버를 통해 콘트롤부로 저주파자극부의 희망 자극 세기를 전송하는 제6단계, 상기 콘트롤부는 저주파자극부로 희망 자극 세기를 전송하는 제7단계 및 상기 저주파자극부가 희망 자극 세기로 근육에 자극을 가하는 제8단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, after the third step, the control unit performs a subcribe of the desired stimulation intensity of the low-frequency stimulation unit with the MQTT broker through the receiver connected to it, and the terminal to the MQTT broker publishes the desired stimulation strength of the low-frequency stimulation unit. A fifth step of performing, a sixth step in which the MQTT broker transmits the desired stimulus intensity of the low-frequency stimulation unit to the control unit through the receiver, a seventh step in which the control unit transmits the desired stimulation intensity to the low-frequency stimulation unit, and the low-frequency stimulation unit desired stimulation It provides an IOT-type multi-type wearable EMS suit control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that it further comprises an eighth step of applying stimulation to the muscles with strength.
또한, 상기 슈트의 원단은 네오프렌인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, it provides an IOT-type multi-type wearable EMS suit control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that the fabric of the suit is neoprene.
또한, 상기 저주파 자극부는 슈트 원단 내부에 배치되며, 슈트에서 각각 이격된 15~36개의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, the low-frequency stimulation unit is disposed inside the suit fabric, and the IOT-type multi-type wearable EMS suit control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that it is arranged at 15 to 36 positions spaced apart from the suit. to provide.
또한, 상기 리시버의 개수는 1~350개인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, there is provided an IOT-type multi-type wearable EMS suite control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that the number of the receiver is 1 to 350.
또한, 상기 저주파 자극부의 설정값 주파수는 18~22 Hz인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, the set value frequency of the low-frequency stimulation unit provides an IOT-type multi-type wearable EMS suite control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that 18 to 22 Hz.
본 발명은 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트 개별적으로 제어가능한 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.According to the present invention, one terminal can control 6 or more EMS suites, and enables two-way communication capable of not only transmitting data to the EMS suite but also receiving the stimulus strength of the EMS suite, so that each EMS suite can be individually controlled MQTT (Message Queuing) Provides an IOT-type multi-type wearable EMS suite control method using the Telemetry Transport) protocol.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트의 제어 방법을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의 개략적 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의 리시버, 콘트롤부를 통해 20개 근육 대분할로 연결되는 모식도을 도시한 도면이다
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의에 접촉되는 근육의 기본적 20개의 대분할 부위도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의 전면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상의 전,후면과 20개 대분할 근육부 위에 저주파자극부(H110)를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 하의 전,후면과 20개 대분할 근육부 위에 저주파자극부(H110)를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의의 저주파 자극 시험성적 결과이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 20Hz가 다른 주파수와 비교시의 트레이닝효과를 보여주는 시험성적 결과이다.
도 10은 본 발명의 슈트의 착용시 및 미착용시에 같은 동작(무릎 관절을 180도에서 90도로 구부리는 과제)을 수행하여 햄스트링의 활동 전위를 비교한 시험성적 결과이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a control method of a wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a wearable EMS suit top and bottom according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a schematic diagram connected to 20 muscle divisions through a wearable EMS suit upper and lower receivers and a control unit according to an embodiment of the present invention
4 is a diagram illustrating a basic 20 major divisional view of a muscle in contact with the upper and lower portions of the wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the upper and lower front of the wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the low-frequency stimulation unit H110 on the front, back, and 20 large division muscles on the wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a low-frequency stimulation unit (H110) on the front and back and 20 large division muscle parts under the wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention.
8 is a low-frequency stimulation test result of the wearable EMS suit upper and lower according to an embodiment of the present invention.
9 is a test result showing a training effect when 20Hz is compared with other frequencies according to an embodiment of the present invention.
10 is a test result comparing the action potentials of the hamstrings by performing the same operation (the task of bending the knee joint from 180 degrees to 90 degrees) when the suit of the present invention is worn and not worn.
본 발명에 사용되고 있는 기술적, 과학적, 사회학, 생리의학적인 용어들은 전문적 용어라기보다는 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미라는 뜻의 범위는 통상적으로 사전적 의미에서 정의를 내릴 수 있으며, 관련 기술의 문맥상 특별히 주석을 달아 정의하지 않는 한 일반적 의미로 해석해야 한다.The technical, scientific, sociological, and physiological terms used in the present invention have the same meanings as commonly understood by those of ordinary skill rather than technical terms. The scope of the meaning having the same meaning as commonly understood can be usually defined in a dictionary meaning, and should be interpreted in a general meaning unless specifically annotated and defined in the context of the related art.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제1단계, 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 publish를 수행하는 제2단계 및 MQTT 브로커가 단말기로 상기 Publish 된 자극 세기를 전송하는 제 3 단계를 포함하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다. As shown in FIG. 1, the present invention performs the first step of subcribe of the stimulus intensity of the low-frequency stimulus section from the terminal to the MQTT broker, and the control unit publishes the stimulus intensity of the low-frequency stimulus section with the MQTT broker through the receiver connected to it. It provides an IOT-type multi-type wearable EMS suite control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, which includes a second step and a third step of the MQTT broker transmitting the published stimulus intensity to the terminal.
상기 방법은 슈트의 콘트롤부에서 단말기로 저주바자극부의 자극 세기를 송신하는 방법으로 MQTT 브로커가 단말기와 슈트의 콘트롤부를 중개하는 역할을 한다. 상기와 같은 방법으로 EMS 슈트를 제어함으로써 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, 단말기 1대로 많게는 100~350개의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 각각의 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트를 개별적으로 제어가능하다. The method is a method of transmitting the stimulus intensity of the low bar stimulation unit from the control unit of the suit to the terminal, and the MQTT broker serves as an intermediary between the terminal and the control unit of the suit. By controlling the EMS suite in the same way as above, one terminal can control 6 or more EMS suites, and one terminal can control up to 100 to 350 EMS suites. The EMS suite can be individually controlled by enabling two-way communication that also enables the reception of the stimulus strength of the EMS suite.
또한 MQTT 브로커는 클라우드 서버에 구축될 수 있으며 클라우드 서버 이용시 공인 IP 주소가 할당된다. 설치할 수 있는 브로커에는 여러 종류의 브로커가 있는데 본 발명에서 사용한 브로커는 Mosquitto라는 브로커일 수 있다. Mosquitto를 사용한 이유는 아두이노와의 연동을 고려하여 오픈 소스(Open Source) 기반이며 설치가 쉬우며 근거리 무선통신이 필요한 IoT에 적합하기 때문이다. In addition, MQTT broker can be built on a cloud server, and a public IP address is assigned when using the cloud server. There are several types of brokers that can be installed. The broker used in the present invention may be a broker called Mosquitto. The reason Mosquitto is used is that it is open source based in consideration of interworking with Arduino, easy to install, and suitable for IoT that requires short-range wireless communication.
또한, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제3단계 이후, 상기 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제4단계, 상기 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 publish를 수행하는 제5단계, 상기 MQTT 브로커가 리시버를 통해 콘트롤부로 저주파자극부의 희망 자극 세기를 전송하는 제6단계, 상기 콘트롤부는 저주파자극부로 희망 자극 세기를 전송하는 제7단계 및 상기 저주파자극부가 희망 자극 세기로 근육에 자극을 가하는 제8단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, as shown in FIG. 1, after the third step, the control unit performs subcribe of the desired stimulation intensity of the low-frequency stimulation unit with the MQTT broker through the receiver connected thereto, the MQTT broker in the terminal A fifth step of publishing the desired stimulus intensity of the low-frequency stimulation unit with a sixth step, in which the MQTT broker transmits the desired stimulus intensity of the low-frequency stimulation unit to the control unit through the receiver, the control unit transmits the desired stimulation strength to the low-frequency stimulation unit It provides an IOT-type multi-type wearable EMS suit control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that it further comprises a seventh step and an eighth step of applying the stimulation to the muscle with the desired stimulus intensity by the low-frequency stimulation unit .
상기 방법은 단말기에서 슈트로 저주파자극부의 희망 자극 세기를 전송하는 방법 및 근육에 희망 자극을 가하는 방법이다. 상기와 같은 방법으로 EMS 슈트를 제어함으로써 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, 단말기 1대로 많게는 100~350개의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 각각의 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트를 개별적으로 제어가능하다. The method is a method of transmitting the desired stimulation intensity of the low-frequency stimulation unit from the terminal to the suit and a method of applying the desired stimulation to the muscle. By controlling the EMS suite in the same way as above, one terminal can control 6 or more EMS suites, and one terminal can control up to 100 to 350 EMS suites. The EMS suite can be individually controlled by enabling two-way communication that also enables the reception of the stimulus strength of the EMS suite.
또한 MQTT 브로커는 클라우드 서버에 구축될 수 있으며 클라우드 서버 이용시 공인 IP 주소가 할당된다. 설치할 수 있는 브로커에는 여러 종류의 브로커가 있는데 본 발명에서 사용한 브로커는 Mosquitto라는 브로커일 수 있다. Mosquitto를 사용한 이유는 아두이노와의 연동을 고려하여 오픈 소스(Open Source) 기반이며 설치가 쉬우며 IoT에 적합하기 때문이다. 한편, MQTT 브로커는 단말기 및 콘트롤부와 TCP/IP 채널로 연결된다.In addition, MQTT broker can be built on a cloud server, and a public IP address is assigned when using the cloud server. There are several types of brokers that can be installed. The broker used in the present invention may be a broker called Mosquitto. The reason Mosquitto is used is that it is open source based, easy to install, and suitable for IoT in consideration of interworking with Arduino. Meanwhile, the MQTT broker is connected to the terminal and the control unit through a TCP/IP channel.
또한, 상기 슈트의 원단은 네오프렌인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, it provides an IOT-type multi-type wearable EMS suit control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that the fabric of the suit is neoprene.
상기 슈트의 원단은 네오프렌으로 이루어질 수 있으며, 나아가 네오프렌 2중 레이어로 이루어질 수 있다. 상기 네오프렌 원단의 2중 섬유레이어를 사용함으로써 안감은 투습성, 신축성 및 통전성이 증가하고, 겉감은 통기성 및 타이트함이 좋아진다. 구체적으로 네오프렌 원단의 2중 섬유레이어을 통해 첫째, 공기층의 존재에 따라 노폐물의 잔존을 차단시킴과 각종 유기물에 대한 진균 등 세균오염 방지를 통해 이후의 발진 등 피부손괴를 차단하는 위생적 기능과 둘째, 탄력과 접촉력을 강화시켜 운동의 강도와 반복력을 배가시키는 기능을 통해 운동효과 극대화 하였다. The fabric of the suit may be made of neoprene, and further may be made of a neoprene double layer. By using the double fiber layer of the neoprene fabric, the lining is increased in moisture permeability, elasticity and conductivity, and the air permeability and tightness of the outer fabric are improved. Specifically, through the double fiber layer of neoprene fabric, first, it blocks the residual of wastes according to the presence of an air layer, and prevents subsequent skin damage such as rashes by preventing bacterial contamination such as fungi on various organic substances, and second, elasticity The exercise effect was maximized through the function of doubling the intensity and repetition power of the exercise by strengthening the contact force.
또한, 상기 저주파 자극부는 슈트 원단 내부에 배치되며, 슈트에서 각각 이격된 15~36개의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, the low-frequency stimulation unit is disposed inside the suit fabric, and the IOT-type multi-type wearable EMS suit control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that it is arranged at 15 to 36 positions spaced apart from the suit. to provide.
또한, 상기 저주파자극부는 신축성이 작은 섬유층에 전극을 부착하여 안감과 피부가 접촉하는 부분에 배치될 수 있다.In addition, the low-frequency stimulation unit may be disposed in a portion where the lining and the skin contact the electrode by attaching an electrode to the fibrous layer having low elasticity.
또한, 상기 저주파자극 통전부위가 될 저주파자극부는 1인 인체의 경우 총20부위로 나누어 배치된 것을 특징으로 하는 웨어러블 EMS 슈트이다. 배전될 20분할 근육은 좌우를 대칭으로 대분할과 소분할로 나눌 수 있는데, 대분할의 경우 복근, 가슴근, 이두근, 대퇴전근, 승모근, 광배근, 삼두근 기립근, 둔근, 대퇴후근 총20개부위와 소분할로는 전거근, 외복사근, 복직근, 대흉근, 소흉근, 상완근, 장두근, 단두근, 봉공근, 치골근, 장내전근, 박근, 대능형근, 광배근, 외측두근, 둔근, 대퇴이두근, 견하근 등 총36부위를 포함한다.In addition, it is a wearable EMS suit characterized in that the low-frequency stimulation part to be the low-frequency stimulation energizing part is divided into 20 parts in total in the case of one human body. The 20 muscles to be distributed can be divided into major and minor divisions symmetrically on the left and right. The subdivisions include serratus anterior, oblique, rectus abdominis, pectoralis major, pectoralis minor, brachii, long, short, serratus, pubis, adductor iliopsoas, extensor serratus, quadriceps, lats, lateralis, glutes, biceps femoris, subscapularis Includes 36 parts.
또한, 상기 리시버의 개수는 1~350개인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, there is provided an IOT-type multi-type wearable EMS suite control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that the number of the receiver is 1 to 350.
또한, 상기 저주파 자극부의 설정값 주파수는 18~22 Hz인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.In addition, the set value frequency of the low-frequency stimulation unit provides an IOT-type multi-type wearable EMS suite control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that 18 to 22 Hz.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트를 설명한다. 도 2과 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트(H100)의 구성도이다. Hereinafter, a wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention will be described. 2 and 3 are block diagrams of a wearable EMS suit H100 according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트는 슈트부 상의(H100), 슈트부 하의(H101), 전원부(미도시), 리시버 및 콘트롤부(S600, S700)를 포함하여 이루어진다. 또한, 웨어러블 EMS 슈트는 와이어(H120), 지퍼(H130), 단말기, MQTT 브로커를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Referring to the drawings, the wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention comprises a suit part top (H100), a suit part bottom (H101), a power supply unit (not shown), a receiver and a control unit (S600, S700). In addition, the wearable EMS suite may be made by further including a wire (H120), a zipper (H130), a terminal, and an MQTT broker.
EMS 슈트는 20개로 분할된 근육표피에 고른 배치를 원칙으로 하며, 웨어러블 슈트 상,하의에 저주파자극부(H110, H200~H290), 전극패드(H140)로 이루어진다. 본 발명의 실시예에 따른 EMS 슈트의 섬유소재인 네오프렌의 2중 섬유층은 공기층을 형성하여 내측에서 케어중에 발생되는 노폐물 및 혐기성 유해물질 생성을 억제시켜 케어 이후 2차 피부질환 유발을 사전에 차단할 수 있는 장치를 마련하였다. 저주파자극부(H200~H290)는 좌우동일한 부위로써 가슴근(H200), 복부근(H210), 이두근(H220), 승모근(H230), 광배근(H240), 기립근(H250), 삼두근(H260), 둔근(H270), 대퇴전근(H280), 대퇴이두근(H290)의 총 20부위의 근육에 적용된다.The EMS suit, in principle, is evenly arranged on the muscle epidermis divided into 20, and consists of low-frequency stimulation parts (H110, H200~H290) and electrode pads (H140) on the top and bottom of the wearable suit. The double fiber layer of neoprene, which is the fiber material of the EMS suit according to an embodiment of the present invention, forms an air layer and suppresses the generation of wastes and anaerobic harmful substances generated during care from the inside, thereby preventing secondary skin diseases after care in advance. A device has been prepared. The low-frequency stimulation part (H200~H290) is the same left and right part of the pectoral muscle (H200), abdominal muscle (H210), biceps (H220), trapezius (H230), latissimus dorsi (H240), erector (H250), triceps (H260), It is applied to a total of 20 muscles of the gluteus maximus (H270), gluteus maximus (H280), and biceps femoris (H290) muscles.
또한 전원부(미도시)는 단말기, MQTT 브로커, 리시버&콘트롤부(S330,S700)에 개별적으로 충전상태에서 전원을 공급하고, 콘트롤부(S700)는 FPCB로 이루어지는데, 상기 저주파 자극의 세기를 조절한다. 단말기는 인터넷을 통하여 MQTT 브로커에 데이터 송신을 하게 되면 MQTT 브로커는 개별 리시버(S600)로 데이터를 전송하는데, 전송에 사용되는 통신체계는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport)라는 네트워크 표준시스템으로써 MQTT는 쌍방향이고 통신 프로토콜 이므로, 단순 모니터링만 하는 것이 아니라 원격 제어도 가능하다. 또한 1:1의 통신이 아니라 1:다수의 형태가 되며, Client (즉, ESP8266과 같은 디바이스)에서 Subscribe(메시지를 수신)만 가능한 것이 아니라, Publish (메시지 생성 및 발송)도 할 수 있다. 리시버(S600)에서 수신된 신호는 콘트롤부(S700)에서 각각의 저주파자극부(H140)로 최종 전송을 하게 되며, 단말기는 저주파자극부로 보내는 주파수를 통제하도록 콘트롤부를 제어하고 연산작업을 수행하도록 할 수 있다.In addition, the power supply unit (not shown) supplies power to the terminal, the MQTT broker, the receiver & control unit (S330, S700) individually in a charged state, and the control unit (S700) is made of an FPCB, which controls the intensity of the low-frequency stimulation do. When a terminal transmits data to an MQTT broker through the Internet, the MQTT broker transmits data to an individual receiver (S600). The communication system used for transmission is a network standard system called MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Because it is a communication protocol, not only simple monitoring but also remote control is possible. In addition, it is not 1:1 communication, but 1: multiple format, and not only Subscribe (receive messages) from the Client (ie, a device such as ESP8266), but also Publish (message creation and sending) is possible. The signal received from the receiver (S600) is finally transmitted from the control unit (S700) to each low-frequency stimulation unit (H140), and the terminal controls the control unit to control the frequency sent to the low-frequency stimulation unit and performs calculations. can
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트를 더욱 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근육의 기본적 20개의 대분할 부위도이고, 대분할 근육부위에는 36개의 소분할 근육도 포함되어 있으며 이것에 대한 별도 표식은 하지 않았다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의 전면을 도시한 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상하의 전,후면과 20개 대분할 근육부위에 저주파자극부(H110)를 도시한 도면이다. Hereinafter, a wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. 4 is a diagram showing the basic 20 large divisions of a muscle according to an embodiment of the present invention, and 36 small divided muscles are also included in the large divided muscle, and no separate markings are made for this. 5 is a view showing the upper and lower front of the wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention, Figures 6 and 7 are the front and the back of the wearable EMS suit according to an embodiment of the present invention, the front and back and 20 large divisions It is a view showing the low-frequency stimulation unit (H110) in the muscle part.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파 자극 시험성적 결과로써, 전극패드(H140)의 저주파 자극 설정값은 20Hz±2의 범위로 설정된다. 자극의 설정값 20Hz(±2Hz)보다 높은 주파수를 이용하면 약 60초 만에 근육의 장력이 저하하게 되며, 이런 현상에 대한 진단은 근육이 신경생리학적인 조건을 충족시키지 못해 트레이닝 효과를 그다지 바랄 수 없는 상태에 빠진다는 것이며, 20Hz는 시간이 지나도 장력을 유지하므로 계속해서 효율적인 트레이닝을 할 수 있음을 알 수 있다. 8 is a result of a low-frequency stimulation test according to an embodiment of the present invention, and the low-frequency stimulation setting value of the electrode pad H140 is set in the range of 20Hz±2. If you use a frequency higher than the set value of stimulation 20Hz (±2Hz), the muscle tension will decrease in about 60 seconds. It means that you fall into a state of absence, and 20Hz maintains tension over time, so you can see that you can continue to train efficiently.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시험성적 결과로써, 운동을 할 때 근육은 에너지를 사용하여 산소를 소비하며, 20Hz는 다른 주파수와 비교할 때 더욱 많은 산소를 소비한 점에서 트레이닝 효과가 높다는 것을 보여준다. 9 is a test result according to an embodiment of the present invention, when exercising, muscles use energy to consume oxygen, and 20Hz has a high training effect in that it consumes more oxygen compared to other frequencies. show that
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시험성적 결과로써, 슈트의 착용 시와 미착용 시에 같은 동작(무릎 관절을 180도에서 90도로 구부리는 과제)을 수행하여 햄스트링의 활동 전위를 비교하였고, 그 결과 착용 시에는 근전도 진폭값이 약 30%(A) 증가하여 미착용 시에 비해 더 많은 신경근 활동이 이루어진다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 같은 운동이라도 햄스트링이 더 강한 운동을 수행하려고 한다는 것을 반영한다고 해석할 수 있을 것이다.( A : 피험자 10명(31세~50세 남성)의 착용 시와 미착용 시의 근전위 진폭값의 평균값 비교(제3자 기관 조사)10 is a test result according to an embodiment of the present invention, the action potential of the hamstring was compared by performing the same operation (the task of bending the knee joint from 180 degrees to 90 degrees) when wearing a suit and when not wearing a suit, As a result, it was confirmed that the EMG amplitude value increased by about 30% (A) when worn, resulting in more neuromuscular activity than when not worn. This can be interpreted as reflecting that the hamstrings are trying to perform a stronger exercise even with the same exercise. ( A: Comparison of the average values of EMG amplitude values when wearing and not wearing 10 subjects (male 31-50 years old) (third party investigation)
H100 : 웨어러블 수트부(상의)
H101 : 웨어러블 수트부(하의)
H110 : 저주파자극부
H120 : 와이어
H130 : 지퍼
H140 : 전극패드
H200 : 저주파자극부(가슴근좌우)
H210 : 저주파자극부(복부근좌우)
H220 : 저주파자극부(이두근좌우)
H230 : 저주파자극부(승모근좌우)
H240 : 저주파자극부(광배근좌우)
H250 : 저주파자극부(기립근좌우)
H260 : 저주파자극부(삼두근좌우)
H270 : 저주파자극부(둔근좌우)
H280 : 저주파자극부(대퇴전근좌우)
H290 : 저주파자극부(대퇴이두근좌우)
S600 : 리시버
S700 : 콘트롤부H100: Wearable suit part (top)
H101: Wearable suit part (bottom)
H110: low frequency stimulation part
H120 : Wire
H130 : Zipper
H140: electrode pad
H200: Low frequency stimulation part (pectoral muscle left and right)
H210: Low frequency stimulation part (abdominal muscles left and right)
H220: Low frequency stimulation part (biceps left and right)
H230: Low-frequency stimulation part (right and left trapezius)
H240: low frequency stimulation part (lattice latissimus dorsi)
H250: Low-frequency stimulation part (right and left erector muscles)
H260: Low frequency stimulation part (triceps left and right)
H270: Low frequency stimulation part (glutes left and right)
H280: Low-frequency stimulation part (left and right hamstrings)
H290: Low frequency stimulation part (biceps femoris left and right)
S600 : Receiver
S700: Control unit
Claims (6)
단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 메세지 수신(subscribe)을 수행하는 제1단계;
콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 메세지 생성 및 발송(publish)을 수행하는 제2단계;
MQTT 브로커가 단말기로 상기 메세지 생성 및 발송(publish)된 자극 세기를 전송하는 제 3 단계;
상기 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 메세지 수신(subscribe)을 수행하는 제4단계;
상기 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 메세지 생성 및 발송(publish)을 수행하는 제5단계;
상기 MQTT 브로커가 리시버를 통해 콘트롤부로 저주파자극부의 희망 자극 세기를 전송하는 제6단계;
상기 콘트롤부는 저주파자극부로 희망 자극 세기를 전송하는 제7단계; 및
상기 저주파자극부가 희망 자극 세기로 근육에 자극을 가하는 제8단계;를 포함하고,
상기 슈트의 원단은 네오프렌 원단의 2중 섬유레이어이고,
상기 저주파 자극부는 슈트 원단 내부에 배치되며, 슈트에서 각각 이격된 15~36개의 위치에 배치되고,
상기 리시버의 개수는 1~350개이고,
상기 저주파 자극부의 설정값 주파수는 18~22 Hz인 것을 특징으로 하는MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.In the IOT type multi-type wearable EMS suite control method using MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol,
A first step of performing message reception (subscribe) of the stimulus intensity of the low-frequency stimulation unit from the terminal to the MQTT broker;
a second step in which the control unit generates and publishes a message of the stimulus intensity of the low-frequency stimulation unit to the MQTT broker through the receiver connected thereto;
a third step of sending, by the MQTT broker, the stimulus strength generated and published to the terminal;
a fourth step of receiving, by the control unit, a message of the desired stimulation strength of the low-frequency stimulation unit to the MQTT broker through a receiver connected thereto;
a fifth step of generating and publishing a message of the desired stimulus intensity of the low-frequency stimulus unit from the terminal to the MQTT broker;
a sixth step in which the MQTT broker transmits the desired stimulus intensity of the low-frequency stimulus unit to the control unit through the receiver;
a seventh step of the control unit transmitting the desired stimulus intensity to the low frequency stimulus unit; and
An eighth step of applying stimulation to the muscle at the desired stimulation intensity by the low-frequency stimulation unit;
The fabric of the suit is a double fiber layer of neoprene fabric,
The low-frequency stimulation part is disposed inside the suit fabric, and is disposed at 15 to 36 positions spaced apart from each other in the suit,
The number of the receiver is 1-350,
IOT-type multi-type wearable EMS suite control method using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, characterized in that the set value frequency of the low-frequency stimulation unit is 18 to 22 Hz.
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