KR102351110B1

KR102351110B1 - 스마트 책상

Info

Publication number: KR102351110B1
Application number: KR1020200115361A
Authority: KR
Inventors: 김윤식
Original assignee: 김윤식
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2022-01-13

Abstract

본 발명은 스마트 책상에 관한 것이다. 본 발명의 스마트 책상은 거리 센서와 압력 센서를 이용하여 책상을 사용하는 사용자를 감지한다. 스마트 책상은 사용자가 감지되면, 실시간 또는 주기적으로 사용자의 학습 시간을 산출, 저장 및 표시한다. 스마트 책상은 무선 통신망을 통해 사용자의 스마트 폰과 연결된다. 스마트 폰은 스마트 책상을 사용하기 위한 설정 정보를 생성하고, 이를 스마트 책상으로 전송한다. 스마트 폰은 사용자의 학습 시간을 조회하기 위한 조회 정보를 생성하여 스마트 책상으로 전송하면, 스마트 책상으로부터 학습 시간을 전송받아서 확인할 수 있다. 본 발명에 의하면, 사용자가 학습 시간을 확인하여 스스로 학습 태도나 학습 습관 등을 개선하는데 도움을 줄 수 있으며, 이를 통해 학습의 집중력을 향상시킬 수 있다.

Description

스마트 책상{SMART DESK}

본 발명은 스마트 책상에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 거리 센서와 압력 센서로부터 감지 정보를 실시간 또는 주기적으로 획득 및 분석하여 책상의 사용 여부를 판별하고, 이를 통해 사용자의 학습 시간을 산출 및 표시하고, 사용자의 스마트 폰으로 산출된 학습 시간을 제공하는 스마트 책상에 관한 것이다.

일반적으로 책상은 가정에서 뿐만 아니라 사무실, 회사, 학원이나 학교 등에서 업무용, 학습용으로 널리 사용되는 것으로서, 일상 생활과 매우 밀접한 가구이다.

대부분의 학생들은 집에서 학교의 교과서 진도에 맞춰 자신의 부족한 부분을 보충하거나 선행 학습을 한다. 따라서 학생들의 학습 관리에 있어서 책상에 착석하여 공부하는 학습 시간을 효율적으로 관리하는 것이 학습도 향상을 위한 중요한 요소이다.

책상에서의 학습 태도는 학업 성취의 중요한 요소로 학업 성취가 우수한 학습자는 책상에 앉아 학습하는 동안에 바른 자세로 지속적으로 학습 자세를 유지하여 책상을 사용하는 시간 동안 학습에 집중하는데 반해, 학업 성취가 낮은 학습자는 학습하는 동안 움직임이 많고 학습 자세의 유지가 짧으며, 심지어 책상에서 이탈하는 등 집중된 학습 시간이 실질적으로 짧은 학습 태도를 보인다.

따라서 학습자에게 학습에 집중한 시간을 인식시켜 학습 성취가 낮은 원인이 본인의 지적 능력이나 재능의 부족이 아니라 학습 태도에 기인한다는 정보를 제공함으로써, 학습자의 의식을 개선하여 학습 태도를 개선하는 것이 중요하며, 학습 태도를 개선하는 과정에서 인내력과 자제력을 배양할 수 있다.

그러나 책상에 앉아 있는 시간과 학습하는 시간은 일치하지 않게 되는 경우가 대부분이다. 예를 들어, 많은 학생들은 학습 시간을 관리하고, 자신이 실제 학습한 시간을 확인하기 위해 스톱워치를 사용하는 경우가 많다. 그러나 스톱워치의 경우, 정확한 학습 시간을 측정하기 위해 사용자가 일일이 스톱워치를 작동시켜서 확인해야 하는 등의 불편한 점이 있다.

특히 최근에는 코로나바이러스감염증-19(COVID-19) 사태로 인하여 학생들이 등교를 하지 않게 되는 경우가 빈번하다. 이에 따라 집에서 학습하게 되는데, 학생 스스로가 학습 집중력이 저하되는 등 공부의 효율이 떨어지고, 자꾸 책상에서 일어나 딴짓을 하게 되는 등 하루에 공부하는 양이 얼마나 되는지 파악이 어렵다.

그래서 학생 스스로가 학습 능률을 향상시킬 수 있도록 책상에서 공부하는 시간을 확인할 수 있는 사물인터넷(IoT) 기술을 이용한 스마트 책상의 개발이 필요하다.

한국 공개특허공보 제10-2016-0072951호(공개일 2016년 06월 24일) 한국 등록특허공보 제10-0980470호(공고일 2010년 09월 07일) 한국 공개특허공보 제10-2017-0087140호(공개일 2017년 07월 28일) 한국 공개특허공보 제10-2019-0045767호(공개일 2019년 05월 03일)

본 발명의 목적은 실시간으로 사물인터넷 기술을 이용하여 사용자의 학습 시간을 제공하기 위한 스마트 책상을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사용자의 학습 시간을 제공하여 사용자 스스로 학습 습관을 개선시키기 위한 스마트 책상을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 책상에 탈부착 가능하고 스마트 폰과 연동해서 사용자에게 자신의 학습 시간을 제공하는 스마트 책상을 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 스마트 책상은 거리 센서와 압력 센서를 이용하여 책상 앞에 앉은 사용자를 감지하고, 사용자의 학습 시간을 산출하여 사용자에게 제공하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 스마트 책상은 사용자 스스로 자신의 학습 시간을 확인함으로써, 사용자 스스로가 공부 습관을 교정하는데 도움을 줄 수 있다.

이 특징에 따른 본 발명의 스마트 책상은: 상기 스마트 책상을 형성하는 상판; 상기 상판의 상부를 덮는 커버 패널; 상기 커버 패널이 설치된 상기 상판의 일측에 구비되어 상기 스마트 책상의 전방에서 일정 범위 내의 상기 스마트 책상 앞에 앉은 사용자를 감지하는 적어도 하나의 거리 센서; 상기 상판과 상기 커버 패널 사이의 서로 다른 위치에 구비되어 상기 거리 센서에 의해 감지된 사용자에 의한 압력 변화를 감지하는 복수 개의 압력 센서; 상기 커버 패널의 내부에 구비되어 상기 거리 센서와 상기 압력 센서들로부터 획득된 감지 정보를 저장하는 저장부; 상기 스마트 책상의 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 커버 패널의 내부 일측에 구비되어 상기 스마트 책상의 동작 상태를 점등 표시하는 제1 표시부; 상기 커버 패널의 내부 타측에 구비되어 사용자의 학습 시간을 표시하는 제2 표시부; 및 상기 커버 패널의 내부에 구비되어 상기 스마트 책상으로 전원을 공급하도록 상기 전원 공급부를 제어하고, 상기 거리 센서와 상기 압력 센서에 의해 사용자가 감지되면, 상기 저장부에 감지 정보를 저장하고 상기 제1 표시부를 점등하도록 제어하고, 동시에 사용자의 상기 학습 시간을 카운트 시작하여 실시간 또는 주기적으로 상기 학습 시간을 산출하여 상기 저장부에 저장하고, 산출된 상기 학습 시간을 상기 제2 표시부에 표시하도록 제어하며, 설정된 대기 시간 이후에 상기 압력 센서로부터 압력 변화가 감지되지 않으면, 상기 학습 시간의 카운트를 중지하는 제어부를 포함한다.

이 특징에 있어서, 상기 스마트 책상은, 무선 통신망을 통해 사용자의 스마트 폰과 연결되는 무선 통신부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 스마트 폰으로부터 상기 대기 시간을 설정한 설정 정보를 받아서 상기 저장부에 저장하고, 상기 설정 정보에 대응하여 상기 압력 센서로부터 압력 변화가 감지되지 않는지를 판별하여 상기 대기 시간 이후에 압력 변화가 감지되지 않으면, 사용자가 학습하지 않는 것으로 판별한다.

이 특징에 있어서, 상기 커버 패널은, 상기 상판에 대응하는 크기와 두께를 갖는 평판 형상으로 일정 크기의 탄성도를 갖는 투명 또는 반투명 재질로 구비되어 상기 상판의 상부면에 고정 장착되고; 상기 상판의 상부면에 장착되고, 상기 제1 및 상기 제2 표시부와 상기 압력 센서 및 상기 제어부가 각각 수용되는 복수 개의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀들을 통해 수용된 상기 제1 및 상기 제2 표시부와 상기 압력 센서들 각각과 상기 제어부, 상기 거리 센서와 상기 제어부를 전기적으로 연결시키기 위한 전선이 삽입되는 복수 개의 삽입홈이 형성되는 장착 플레이트와, 상기 장착 플레이트의 상부면을 덮도록 부착되어 상기 관통홀과 상기 삽입홈들을 밀폐시키는 커버 플레이트를 포함한다.

이 특징에 있어서, 상기 스마트 책상은, 상기 상판의 상부면을 조명하도록 점등하는 조명등;을 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 스마트 폰으로부터 상기 조명등의 점등 및 소등 시간에 대한 설정 정보를 받아서 상기 저장부에 저장하고, 상기 조명등의 설정 정보에 대응하여 상기 조명등의 점등 및 소등을 제어한다.

이 특징에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스마트 폰으로부터 조회 정보가 전송되면, 상기 조회 정보에 대응하여 상기 학습 시간을 상기 스마트 폰으로 전송하도록 제어한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 스마트 책상은 학습 시간을 산출하여 사용자에게 제공함으로써, 사용자 스스로가 열심히 공부하고 싶은 동기를 유발할 수 있다.

또 본 발명의 스마트 책상은 사용자에게 자신의 학습 시간을 제공함으로써, 얼마나 자주 집중력을 잃고 주변의 방해로 공부를 중단하는지 등 사용자 자신의 공부 습관의 문제점을 확인하여 사용자 스스로가 공부 습관을 교정하는데 도움을 줄 수 있다.

또 본 발명의 스마트 책상은 특히 공부량이 많이 필요한 수험생이나 집중력에 문제가 있는 학생들에게 좋은 자극이 되어 학습량을 늘려주고 공부 습관을 바로 잡아주는 효과를 제공할 수 있다.

또 본 발명의 스마트 책상은 학습 시간을 제공하여 공부 습관을 개선시킴으로써, 사용자 스스로가 학습 집중력을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 스마트 책상은 책상에 탈부착 가능한 형태로 모듈화하여 구비되어, 기존의 책상에도 설치가 가능하고, 새로운 책상 제품으로 개발 및 제조함으로써, 제품의 차별화를 통해 시장성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 책상의 개략적인 구성을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 스마트 책상의 일 측면도,
도 3은 도 2에 도시된 거리 센서와 사용자와의 거리를 측정하는 원리를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 1에 도시된 스마트 책상의 일부 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 5는 도 1에 도시된 스마트 책상의 구성을 나타내는 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 스마트 책상의 처리 수순을 도시한 흐름도, 그리고
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 책상과 연동되는 스마트 폰의 애플리케이션 화면들을 도시한 도면들이다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

본 발명에 따른 스마트 책상은 복수 개의 센서들과 스마트 폰 등의 사물 인터넷(IoT) 기술을 이용하여 책상 앞에 앉은 사용자를 감지하여 사용자의 학습 시간을 산출하고, 산출된 학습 시간을 사용자에게 제공하도록 처리한다.

이러한 본 발명의 스마트 책상은 책상의 상판에 설치되어 적어도 하나의 거리 센서와 복수 개의 압력 센서를 이용하여 사용자를 감지하고, 학습 시간을 산출, 저장 및 표시한다.

따라서 본 발명의 스마트 책상은 사용자가 학습 시간을 확인하여 스스로 학습 태도나 학습 습관 등을 개선하는데 도움을 줄 수 있으며, 이를 통해 학습의 집중력을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 책상의 개략적인 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스마트 책상의 일 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 거리 센서와 사용자와의 거리를 측정하는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 스마트 책상의 일부 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 그리고 도 5는 도 1에 도시된 스마트 책상의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 스마트 책상(100)은 사용자가 책상에 앉아서 사용하는 시간 즉, 사용자의 학습 시간을 산출하여 사용자에게 알려주기 위하여, 책상을 형성하는 상판(102)의 일측에 구비되는 적어도 하나의 거리 센서(130)와, 상판(102)의 상부면에 탈착 가능한 커버 패널(110)에 구비되는 복수 개의 압력 센서(140)를 이용하여 사용자의 거리와 압력 변화를 감지하고, 이를 분석하여 책상 앞에 앉은 사용자를 판별하고, 사용자의 학습 시간을 카운트 및 산출하여 표시부(152)에 학습 시간을 표시하거나, 스마트 폰(200)으로 전송하여 사용자에게 알려준다.

이러한 본 발명의 스마트 책상(100)은 무선 통신망을 통해 스마트 폰(200)과 연동해서 설정 정보를 설정하고, 거리 센서(130)와 압력 센서(140)들로부터 감지 정보를 실시간으로 수집하여 실시간, 주기적 및/또는 요청에 응답해서 사용자에게 학습 시간을 알려준다.

따라서 본 발명의 스마트 책상(100)은 사용자가 자신의 학습 시간을 확인하여, 사용자 스스로가 열심히 공부하고 싶은 동기를 유발하도록 할 수 있고, 사용자 자신의 공부 습관의 문제점을 확인하여 사용자 스스로가 공부 습관을 교정하는데 도움을 줄 수 있으며, 공부 습관을 개선시킴으로써, 사용자 스스로가 학습 집중력을 향상시킬 수 있다.

이를 위해 본 발명의 스마트 책상(100)은 전형적인 책상의 구성 예컨대, 책상을 형성하는 상판(102)과, 상판(102)을 지지하는 복수 개의 다리(104)(또는 지지대)를 적어도 포함한다. 그리고 본 발명의 스마트 책상(100)은 커버 패널(110)과, 적어도 하나의 거리 센서(130)와, 복수 개의 압력 센서(140)와, 제1 및 제2 표시부(150, 152)와, 조명등(154)과, 전원 공급부(160)와, 저장부(124)와, 무선 통신부(122) 및 제어부(120)를 포함한다. 또 본 발명의 스마트 책상(100)은 무선 통신망을 이용하여 사용자의 스마트 폰(200)과 연동된다.

구체적으로, 커버 패널(110)은 예를 들어, 상판(102)보다 대체로 얇은 크기의 두께를 갖고, 상판(102)의 형상 및 크기와 동일하거나 대체로 유사한 평판 형태로 형성되어 상판(102)의 상부면에 탈착 가능하게 구비된다. 커버 패널(110)은 일정 크기의 탄성도를 갖는 투명 또는 반투명의 재질 예를 들어, 실리콘 재질, 아크릴 재질 등으로 형성된다. 커버 패널(110)이 투명 또는 반투명 재질로 구비됨에 따라, 커버 패널(110)과 상판(102) 사이에는 시력을 보호하기 위해 눈의 피로도가 적은 색상이나 상판(102)과 대체로 유사한 색상 예를 들어, 녹색, 엷은 회색, 밝은 나무 무늬색 등을 갖는 컬러 시트(미도시됨)가 더 구비될 수도 있다. 커버 패널(110)은 상판(102)에 장착된 상태를 유지할 수 있도록 상판(102)의 전후 또는/및 좌우 방향으로 일정 길이 더 연장되어 상판(102)의 전후 또는/및 좌우 측면에 밀착되게 형성된다. 또 커버 패널(110)은 하중에 의해 상판(102)에 고정되거나, 상판(102)의 모서리 부분과 결합되는 복수 개의 고정 장치(미도시됨)(예를 들어, 볼트/너트, 브라켓, 양면 접착 테이프 등)를 이용하여 상판(102)에 고정될 수도 있다.

커버 패널(110)은 내부에 복수 개의 압력 센서(140), 제1 및 제2 표시부(150, 152), 저장부(124), 무선 통신부(122) 및 제어부(120)가 설치된다. 이를 위해 커버 패널(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 커버 플레이트(110a)와 장착 플레이트(110b)로 구성된다. 장착 플레이트(110b)는 상판(102)의 상부면에 장착되고, 제1 및 제2 표시부(150, 152)와 압력 센서(140) 및 제어부(120)가 각각 수용되는 복수 개의 관통홀(112)이 형성되고, 관통홀(112)들을 통해 수용된 제1 및 제2 표시부(150, 152)와 압력 센서(140)들 각각과 제어부(120), 거리 센서(130)와 제어부(120), 조명등(154)과 제어부(120)를 전기적으로 연결시키기 위한 전선이나 케이블(미도시됨)이 삽입되는 복수 개의 삽입홈(114)이 형성된다. 커버 플레이트(110a)는 장착 플레이트(110b)의 상부면을 덮도록 부착되어 관통홀(112)과 삽입홈(114)들을 밀폐시킨다. 물론 커버 패널(110)은 커버 플레이트(110a)와 장착 플레이트(110b)가 일체형으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 삽입홈(114)은 전선이나 케이블이 장착 플레이트(110b)의 하부면으로부터 삽입될 수 있도록 장착 플레이트(110b)의 상부면에서 하부면까지 관통되는 관통홀 형태로 형성된다.

거리 센서(130)는 브라켓 등을 이용하여 커버 패널(110)이 장착된 상판(102)의 일측면 예를 들어, 상판의 후방 측면의 중앙에 고정 설치되어 책상 앞에 앉은 사용자와의 거리를 감지한다. 거리 센서(130)는 예를 들어, 초음파 센서, 적외선 센서 등으로 구비된다. 이 실시예에서 거리 센서(130)는 아두이노 초음파 센서 모듈로 구비되어, 송신기를 통해 책상의 전방 방향으로 초음파를 발신하고, 수신기를 통해 사용자로부터 수신되는 초음파의 도달되는 시간을 이용하여 사용자와의 거리를 측정한다.

거리 센서(130)는 상판(102)의 세로 길이 즉, 전후 길이(L)에 대응하여 일정 각도(θ)의 범위로 초음파를 발신 및 수신하여 사용자와의 거리(D)를 측정한다. 이 때, 사용자와의 거리(D)는 도 3에 도시된 바와 같이, 피타고라스 정리(

)를 이용하여 산출되며, 상판의 길이(L)에 대응하여 일정 범위의 거리(D)를 측정할 수 있다. 예를 들어, 일정 각도(θ)로 상향 발신된 초음파에 의해 사용자를 감지할 수 있는 사용자의 상체 높이(H)가 20 cm 또는 30 cm이라고 가정하면, 상판(102)의 길이(L)가 40 cm인 경우, 피타고라스 정리에 의해 사용자와의 거리(D)는 약 45 cm 또는 50 cm가 되고, 또 상판(102)의 길이(L)가 90 cm인 경우, 사용자와의 거리(D)는 약 130 cm 또는 95 cm가 된다. 따라서 거리 센서(130)로부터 약 45 cm 내지 130 cm 내의 거리(D)가 감지되면, 사용자가 책상 앞에 앉은 것으로 판별된다. 물론 일정 각도(θ), 상판(102)의 길이(L) 및 사용자의 상체 높이(H) 각각은 거리 센서(130)의 종류나 규격 등에 대응하여 다양하게 변경 가능하며, 이에 따라 거리 센서(130)에 의해 감지되는 사용자와의 거리(D)는 달라질 수 있음은 자명하다.

또 거리 센서(130)가 복수 개(예를 들어, 2 개 등)인 경우, 상판(102)의 서로 다른 위치에 고정 설치된다. 이 때, 거리 센서(130)는 복수 개가 동시에 사용자와의 거리(D)를 각각 측정하여 사용자가 감지되면, 사용자가 책상 앞에 앉은 것으로 판별된다.

압력 센서(140)는 복수 개가 커버 패널(110) 내부의 서로 다른 위치 예컨대, 사용자의 양팔 각각이 상판(102) 위에 놓이는 위치 등에 각각 설치된다. 압력 센서(140)는 사용자의 양팔에 의해 눌러지는 압력을 감지한다. 이 실시예에서 압력 센서(140)는 아두이노 압력 센서로 적어도 2 개가 구비되어 책상 앞에 앉은 사용자의 양팔이 놓이는 위치 각각에 배치된다. 압력 센서(140)는 사용자에 의해 가압되는 압력에 따라 변화되는 저항값을 측정하여 압력을 감지한다. 압력 센서(140)는 적어도 2 개에 의해 설정된 일정 시간 동안에 압력이 감지되면, 사용자가 책상을 사용하는 즉, 학습하는 것으로 판별된다.

따라서 본 발명의 스마트 책상(100)은 거리 센서(130)에서 사용자와의 거리(D)가 감지되고, 동시에 복수 개의 압력 센서(140)에서 일정 시간 동안에 압력이 감지되면, 사용자가 학습하는 것으로 판별하여 학습 시간의 카운트를 시작한다. 이 실시예에서 거리 센서(130)가 사용자와의 거리(D)를 최소 45 cm로 감지하고, 설정된 시간 동안(예를 들어, 1 분 내지 3 분 정도)에 감지된 압력값이 기설정된 학습 시의 평균 압력값에 대응하여 일정 오차 범위(약 ± 20 %) 내에 감지되면, 사용자가 학습하는 것으로 판별한다.

제1 표시부(150)는 예를 들어, 은은한 색상으로 표시하기 위하여 낮은 밝기의 광을 출력하는 발광 다이오드(LED)로 구비되어 스마트 책상(100)의 동작 상태를 표시한다. 제1 표시부(150)는 스마트 책상(100)이 사용될 때 즉, 거리 센서(130)와 압력 센서(140)가 동시에 사용자를 감지하면, 제어부(120)의 제어를 받아서 점등된다.

제2 표시부(152)는 예를 들어, 액정 디스플레이(LCD) 모듈, 7-세그먼트 표시 모듈 등으로 구비되어, 제어부(120)의 제어를 받아서 평소에는 배터리(미도시됨)를 이용하여 현재 시간을 표시하고, 스마트 책상(100)이 사용될 때에는 사용자의 학습 시간을 실시간으로 표시한다. 제2 표시부(152)는 예를 들어, 기능을 선택하는 버튼(미도시됨)을 구비하여 현재 시간 또는 학습 시간을 선택적으로 표시할 수도 있다.

조명등(154)은 예를 들어, 조명 스탠드 형태로 구비되고, 스위치(162)의 동작에 따라 전원 공급부(160)로부터 전원을 공급받아서 상판(102)의 상부면을 조명하도록 점등된다. 또 조명등(154)은 제어부(120)의 제어를 받아서 점등될 수 있다. 즉, 조명등(154)은 제어부(120)가 거리 센서(130)와 압력 센서(140)로부터 감지 정보를 받아서 사용자가 학습을 시작하면, 전원 공급부(160)로부터 전원을 공급받아서 설정 정보에 대응하여 점등된다. 또 조명등(154)은 내부에 구비된 조도 센서(미도시됨)를 이용하여 주변 조도를 감지하고, 이에 대응하여 점등할 수도 있다.

전원 공급부(160)는 외부로부터 교류 전원(AC_IN)을 공급받아서 스위치(162)의 동작에 따라 스마트 책상(100)의 전원을 공급한다. 전원 공급부(160)는 제어부(120)의 제어를 받아서 전원을 공급한다. 이 실시예에서 전원 공급부(160)는 상판(102)의 하부 일측에 고정 설치된다. 전원 공급부(160)는 제어부(120)를 통해 거리 센서(130), 압력 센서(140), 제1 및 제2 표시부(150, 152), 조명등(154), 저장부(124) 및 무선 통신부(122)로 전원을 공급한다. 물론 전원 공급부(160)는 조명등(154)으로 전원을 직접 공급할 수도 있다.

저장부(124)는 제어부(120)의 제어를 받아서 스마트 책상(100)의 처리 과정에 따른 다양한 정보들을 저장한다. 저장부(124)는 스마트 폰(200)과 연동하여 스마트 책상(100)의 제반 동작을 처리하는 제어 프로그램이 저장된다. 저장부(124)는 예를 들어, 스마트 폰(200)을 통해 설정된 다양한 설정 정보를 저장하고, 거리 센서(130)와 압력 센서(140)들로부터 전송되는 감지 정보를 저장한다. 저장부(124)는 제어부(120)에 의해 산출된 학습 시간 정보를 저장하고, 실시간으로 업데이트한다. 또 저장부(124)는 일간, 주간 및 월간 단위로 누적된 학습 시간 정보를 저장한다.

여기서 설정 정보에는 예컨대, 상판(102)의 전후 길이(L) 정보, 학습 상태에 대응되는 기준 압력 정보(압력 평균값), 사용자가 학습 중 책상에서 일정 시간 동안에 움직임이 없어 압력 변화가 없으면, 학습하지 않는 상태로 판별하기 위한 대기 시간 정보, 조명등(154)의 점등 및 소등 시간 정보 등을 포함한다. 이러한 설정 정보 중 상판의 전후 길이(L) 정보와 기준 압력 정보는 초기 설정되고, 대기 시간 정보와 조명등 점등 및 소등 시간 정보는 스마트 폰(200)을 이용하여 설정된다.

무선 통신부(122)는 예를 들어, 블루투스, 와이파이 등의 근거리 무선 통신 모듈로 구비되고, 스마트 폰(200)이 식별 가능한 식별 정보를 구비한다. 무선 통신부(122)는 식별 정보를 인식한 스마트 폰(200)과 연결되어 무선 통신망을 통해 상호 데이터 통신을 처리한다. 이 실시예에서 무선 통신부(122)는 블루투스 통신 모듈로 구비된다. 무선 통신부(122)는 스마트 책상(100)으로 전원이 공급되면, 제어부(120)의 제어를 받아서 스마트 폰(200)과 연결되고, 스마트 폰(200)으로부터 설정 정보와 조회 정보를 받아들이고, 스마트 폰(200)으로 조회 정보에 대응되는 학습 시간 정보를 전송한다. 여기서 조회 정보는 스마트 폰(200)에 의해 사용자의 학습 시간을 시간, 일간, 주간 및 월간 단위로 선택하여 조회할 수 있도록 설정된다.

제어부(120)는 스마트 책상(100)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 즉, 제어부(120)는 거리 센서(130), 압력 센서(140), 제1 및 제2 표시부(150, 152), 조명등(154), 전원 공급부(160), 저장부(124) 및 무선 통신부(122)들 각각의 기능들이 상호 유기적으로 처리하도록 제어한다. 또 제어부(120)는 무선 통신망을 통해 사용자의 스마트 폰(200)과 연동되도록 제어한다.

이 실시예에서 제어부(120)는 예를 들어, 아두이노(Arduino) 보드, 라즈베리 파이(Raspberry Pi) 보드 등의 마이크로컨트롤러 보드, 프로그램어블 로직 컨트롤러, 미니 컴퓨터 등으로 구비된다.

구체적으로, 제어부(120)는 스위치(162)의 작동에 따라 전원 공급부(160)로부터 스마트 책상(100)으로 전원이 공급되면, 무선 통신부(122)를 활성화시켜서 동일한 방식의 무선 통신이 활성화된 사용자의 스마트 폰(200)과 연결시킨다. 제어부(120)는 스마트 폰(200)으로부터 전송된 설정 정보(예컨대, 대기 시간, 조명등의 점등 및 소등 시간)를 저장부(124)에 저장시킨다.

제어부(120)는 스마트 책상(100)으로 전원이 공급되면, 거리 센서(130)와 압력 센서(140)들로부터 감지 정보를 전송받아서 저장부(124)에 저장하고, 이를 통해 사용자와의 거리와 압력 변화를 감지하여 현재 사용자가 책상을 사용 중인지 또는 미사용 중인지를 판별한다. 즉, 제어부(120)는 거리 센서(130)로부터 사용자와의 거리(D)가 설정된 기준 거리 내에 위치하고, 동시에 압력 센서(140)들로부터 설정된 기준 압력 이상의 압력 변화가 감지되면, 사용자가 스마트 책상(100)을 사용하는 것으로 판별하고, 제1 표시부(140)에 스마트 책상(100)의 동작 상태를 점등 표시하도록 제어한다. 이 때, 제어부(120)는 사용자의 학습 시간을 카운트 시작하고, 제2 표시부(152)에 실시간으로 표시하도록 제어하고, 조명등 설정 정보에 대응하여 조명등(154)을 점등 제어한다.

제어부(120)는 거리 센서(130)와 압력 센서(140)들로부터 전송되는 감지 정보를 실시간 또는 일정 시간(예를 들어, 1 분 단위 등)의 주기로 분석하여 사용자의 학습 여부를 판별한다. 이 때, 제어부(120)는 설정된 대기 시간 동안에 압력 변화가 없으면, 학습하지 않는 상태로 판별하여 현재까지의 카운트된 학습 시간을 저장부(124)에 저장하고 학습 시간의 카운트를 중지한다. 이 후, 제어부(120)는 다시 거리 센서(130)와 압력 센서(140)들로부터 동시에 사용자가 감지되는지를 판별하여 학습 시간의 카운트를 다시 시작하고, 저장부(124)에 학습 시간을 누적하여 저장한다.

제어부(120)는 무선 통신부(122)를 통해 스마트 폰(200)으로부터 조회 정보가 전송되면, 저장부(124)에 저장된 학습 시간 정보를 스마트 폰(200)으로 전송하도록 제어한다. 이 때, 제어부(120)는 스마트 폰(200)의 요청에 따라 학습 시간 정보를 시간별, 일별, 주간별 및 월간별 등으로 가공하여 제공한다.

그리고 스마트 폰(200)은 사용자가 구비하는 모바일 단말기로, 무선 통신망을 통해 스마트 책상(100)과 연결된다. 이를 위해 스마트 폰(200)은 스마트 책상(100)과 연동되는 애플리케이션 즉, 스마트 책상 앱을 구비한다. 스마트 폰(200)은 스마트 책상 앱을 활성화시켜서 무선 통신망을 통해 스마트 책상(100)과 연결된다. 스마트 폰(200)은 스마트 책상 앱을 이용하여 스마트 책상(100)의 설정 정보를 설정하여 스마트 책상(100)으로 전송하고, 사용자 자신의 학습 시간을 조회하고자 하는 조회 정보를 입력하여 스마트 책상(100)으로 전송한다. 스마트 폰(200)은 스마트 책상(100)으로부터 조회 정보에 대응하는 학습 시간 정보를 전송받아서 사용자가 확인할 수 있도록 화면에 표시한다. 여기서 조회 정보에는 사용자의 현재 학습 시간을 선택하거나, 시간별, 일별, 주간별 및 월간별 등으로 선택할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 스마트 책상(100)은 적어도 하나의 거리 센서(130)와 복수 개의 압력 센서(140)를 이용하여 사용자가 책상에 앉아서 사용하는 시간을 감지 및 산출하고, 제2 표시부(152) 및 사용자의 스마트 폰(200)을 이용하여 사용자에게 자신의 학습 시간을 알려준다.

이어서 본 발명에 따른 스마트 책상의 처리 과정을 도 6 내지 도 9를 이용하여 상세히 설명한다. 여기서 본 발명의 스마트 책상(100)은 사용자의 스마트 폰(200)과 연동되는 실시예를 이용하여 처리 과정을 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 스마트 책상의 처리 수순을 도시한 흐름도이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 책상과 연동되는 스마트 폰의 애플리케이션 화면들을 도시한 도면들이다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 스마트 책상(100)은 단계 S300에서 무선 통신망을 통해 사용자의 스마트 폰(200)과 연결된다. 스마트 책상(100)은 스마트 폰(200)으로부터 설정 정보를 전송받아서 제어부(120)가 설정 정보에 대응하여 사용 여부를 판별하기 위한 대기 시간과, 조명등(154)의 점등 및 소등 시간을 설정하고 저장부(124)에 저장한다.

이 실시예에서 스마트 폰(200)은 스마트 책상(100)으로 전원이 공급되면, 도 7에 도시된 스마트 책상 앱을 활성화시켜서 스마트 책상(100)과 연결된다. 이를 위해 스마트 폰(200)은 스마트 책상 앱이 활성화되면, 초기 화면(210)에 스마트 책상(100)과의 연결 상태(212)를 표시한다. 연결 상태(212)에는 스마트 책상(100)이 연결된 상태를 나타내는 '스마트 책상 연결됨', 스마트 책상(100)의 전원이 꺼진 상태나 스마트 책상(100)과 연결이 안된 상태를 나타내는 '스마트 책상 연결안됨', 그리고 스마트 책상(100)이 연결되어 사용 중인 상태를 나타내는 '스마트 책상 사용 중' 등의 안내 메시지나 안내 이미지가 표시된다. 만약 스마트 폰(200)이 스마트 책상(100)과 연결되지 않았으면, 사용자가 초기 화면(210)의 '연결 하기' 메뉴(또는 버튼)(218)를 선택하여 블루투스, 와이파이 등의 무선 통신부(122)를 활성화시켜서 스마트 책상(100)과 연결시킨다.

또 초기 화면(210)에는 사용자가 자신의 학습 시간을 조회 및 확인하기 위한 조회 메뉴(또는 버튼)(214)인 '나의 책상 사용 시간'과, 스마트 책상(100)의 다양한 설정 정보를 설정하기 위한 설정 메뉴(또는 버튼)(216)인 '스마트 책상 설정'과, 스마트 책상(100)의 사용이 종료되어 스마트 책상(100)과의 연결을 차단하기 위한 '연결 끊기' 메뉴(또는 버튼)(220) 등이 표시된다.

이 실시예에서 사용자가 초기 화면(210)에서 설정 메뉴(216)를 선택하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 스마트 책상 설정 화면(230)으로 이동된다. 스마트 책상 설정 화면(230)에는 사용자가 감지된 후 일정 시간이 경과된 후에도 책상의 사용 여부를 판별하기 위한 대기 시간을 설정하는 대기 시간 설정 메뉴(232)와, 조명등(154)의 점등 및 소등 시간을 설정하는 조명등 설정 메뉴(234), 그리고 이전 학습 시간에 대한 기록을 삭제하는 이전 기록 삭제 메뉴(236) 등이 표시된다. 따라서 사용자에 의해 대기 시간, 조명등 점등 및 소등 시간이 설정 완료되면, 스마트 폰(200)은 해당 설정 정보를 스마트 책상(100)으로 전송한다. 이러한 설정 정보는 스마트 폰(200)에서 사용자가 필요에 따라 변경 가능하다.

단계 S302에서 스마트 책상(100)의 전원이 공급되면, 제어부(120)는 적어도 하나의 거리 센서(130)를 이용하여 책상 앞에 앉은 사용자를 실시간 또는 주기적(예를 들어, 1 분 단위 등)으로 감지한다. 이는 상판(102)의 전후 길이에 대응하여 감지 범위가 설정되고 거리 센서(130)로부터 일정 거리 이내에 위치하는 사용자와의 거리를 감지 및 산출하여 사용자의 유무를 감지한다.

단계 S304에서 제어부(120)는 거리 센서(130)로부터 사용자가 감지되고, 동시에 복수 개의 압력 센서(140)들로부터 상판(102)의 압력 변화가 발생되는지가 감지되면, 단계 S306에서 사용자가 책상을 사용하는 것으로 판별하여 제1 표시부(150)에 스마트 책상(100)의 사용 중임을 표시하고, 학습 시간의 카운트를 시작한다. 단계 S308에서 제어부(120)는 실시간 또는 주기적으로 학습 시간을 산출하여 저장부(124)에 저장하고, 제2 표시부(152)에 누적되는 학습 시간을 실시간으로 표시한다.

단계 S310에서 제어부(120)는 학습 시간의 카운트 중 실시간으로 압력 센서(140)를 이용하여 설정된 대기 시간이 경과된 후, 상판(102)의 압력 변화가 없는지를 판별한다. 이는 예를 들어, 사용자가 책상에서 졸거나, 학습을 하지 않아서 움직임이 없는 경우, 압력 변화가 발생되지 않기 때문에 설정된 대기 시간 이후에 압력 변화의 유무를 판별한다.

대기 시간 이후에 압력 변화가 없으면, 이 수순은 단계 S312으로 진행하여 학습 시간의 카운트를 중지하고, 현재까지의 학습 시간을 산출하여 저장하고, 단계 S302로 진행한다. 그러나 대기 시간 이후에도 계속해서 압력 변화가 감지되면, 단계 S314에서 실시간으로 학습 시간을 산출, 저장 및 표시한다.

이어서 단계 S316에서 스마트 폰(200)으로부터 학습 시간을 조회하는지를 판별한다. 즉, 스마트 폰(200)으로부터 조회 정보가 전송되면, 단계 S318에서 조회 정보에 대응하여 현재까지 산출, 저장된 학습 시간을 스마트 폰(200)으로 전송한다. 이를 위해 스마트 폰(200)은 도 7의 스마트 책상 앱의 초기 화면(210)에서 조회 메뉴(214)를 선택하여 원하는 조건 즉, 조회 기간 설정 메뉴(254)를 통해 원하는 기간(예를 들어, 시간, 일자, 주간 및 월간 등)을 설정하여 조회 정보를 생성하고, 이를 스마트 책상(200)으로 전송하면, 스마트 책상(100)에서 현재까지의 학습 시간을 추출하여 스마프 폰(200)으로 전송한다. 이에 스마트 폰(200)은 도 9에 도시된 바와 같이, 책상 사용 시간 조회 화면(250)이 표시된다. 책상 사용 시간 조회 화면(250)에는 사용자가 현재까지 학습한 내역에 대한 학습 시간 정보(252)를 표시한다. 또 책상 사용 시간 조회 화면(250)에서 월간 조회 메뉴(256)을 선택하여 매월 단위의 일자별로 학습 시간을 그래프 형태, 이미지 형태 등의 달력이나 일자와 학습 시간을 리스트 형태의 스크롤 화면 상에 표시하여 제공한다. 따라서 학습 시간 정보(252)는 조회 정보에 대응하여 시간별, 일간별, 주간별 및 월간별 등 다양하게 제공된다. 물론 스마트 폰(200)의 스마트 책상 앱은 상술한 초기 화면(210), 스마트 책상 설정 화면(230) 및 책상 사용 시간 조회 화면(250) 등의 유저 인터페이스 화면을 기능이나 용도 등에 따라 다양하게 설계 및 변경이 가능함은 자명하다.

이상에서, 본 발명에 따른 스마트 책상의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.

100 : 스마트 책상
102 : 상판
110 : 커버 패널
120 : 제어부
122 : 무선 통신부
124 : 저장부
130 : 거리 센서
140 : 압력 센서
150, 152 : 표시부
154 : 조명등
160 : 전원 공급부
162 : 스위치
200 : 스마트 폰

Claims

스마트 책상에 있어서,
상기 스마트 책상을 형성하는 상판;
상기 상판의 상부를 덮는 커버 패널;
상기 커버 패널이 설치된 상기 상판의 일측에 구비되어 상기 스마트 책상의 전방에서 일정 범위 내의 상기 스마트 책상 앞에 앉은 사용자를 감지하는 적어도 하나의 거리 센서;
상기 상판과 상기 커버 패널 사이의 서로 다른 위치에 구비되어 상기 거리 센서에 의해 감지된 사용자에 의한 압력 변화를 감지하는 복수 개의 압력 센서;
상기 커버 패널의 내부에 구비되어 상기 거리 센서와 상기 압력 센서들로부터 획득된 감지 정보를 저장하는 저장부;
상기 스마트 책상의 전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 커버 패널의 내부 일측에 구비되어 상기 스마트 책상의 동작 상태를 점등 표시하는 제1 표시부;
상기 커버 패널의 내부 타측에 구비되어 사용자의 학습 시간을 표시하는 제2 표시부; 및
상기 커버 패널의 내부에 구비되어 상기 스마트 책상으로 전원을 공급하도록 상기 전원 공급부를 제어하고, 상기 거리 센서와 상기 압력 센서에 의해 사용자가 감지되면, 상기 저장부에 감지 정보를 저장하고 상기 제1 표시부를 점등하도록 제어하고, 동시에 사용자의 상기 학습 시간을 카운트 시작하여 실시간 또는 주기적으로 상기 학습 시간을 산출하여 상기 저장부에 저장하고, 산출된 상기 학습 시간을 상기 제2 표시부에 표시하도록 제어하며, 설정된 대기 시간 이후에 상기 압력 센서로부터 압력 변화가 감지되지 않으면, 상기 학습 시간의 카운트를 중지하는 제어부;를 포함하고,
상기 커버 패널은,
상기 상판에 대응하는 크기와 두께를 갖는 평판 형상으로 일정 크기의 탄성도를 갖는 투명 또는 반투명 재질로 구비되어 상기 상판의 상부면에 고정 장착되고;
상기 상판의 상부면에 장착되고, 상기 제1 및 상기 제2 표시부와 상기 압력 센서 및 상기 제어부가 각각 수용되는 복수 개의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀들을 통해 수용된 상기 제1 및 상기 제2 표시부와 상기 압력 센서들 각각과 상기 제어부, 상기 거리 센서와 상기 제어부를 전기적으로 연결시키기 위한 전선이 삽입되는 복수 개의 삽입홈이 형성되는 장착 플레이트와, 상기 장착 플레이트의 상부면을 덮도록 부착되어 상기 관통홀과 상기 삽입홈들을 밀폐시키는 커버 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 책상.
청구항 1에 있어서,
상기 스마트 책상은,
무선 통신망을 통해 사용자의 스마트 폰과 연결되는 무선 통신부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 스마트 폰으로부터 상기 대기 시간을 설정한 설정 정보를 받아서 상기 저장부에 저장하고, 상기 설정 정보에 대응하여 상기 압력 센서로부터 압력 변화가 감지되지 않는지를 판별하여 상기 대기 시간 이후에 압력 변화가 감지되지 않으면, 사용자가 학습하지 않는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 스마트 책상.
삭제
청구항 2에 있어서,
상기 스마트 책상은,
상기 상판의 상부면을 조명하도록 점등하는 조명등;을 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 스마트 폰으로부터 상기 조명등의 점등 및 소등 시간에 대한 설정 정보를 받아서 상기 저장부에 저장하고, 상기 조명등의 설정 정보에 대응하여 상기 조명등의 점등 및 소등을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 책상.
청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스마트 폰으로부터 조회 정보가 전송되면, 상기 조회 정보에 대응하여 상기 학습 시간을 상기 스마트 폰으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 책상.