KR102589414B1 - 스마트 산업안전 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 산업안전 관리 시스템에 관한 것이다. 자세하게는, 웨어러블 디바이스를 이용하여 산업 현장의 안전사고 발생을 방지하고, 작업자에게 안전교육을 실시할 수 있는 스마트 산업안전 관리 시스템에 관한 것으로, 안전사고 방지를 위한 생체신호 측정 및 안전콘텐츠를 제공하는 스마트 산업안전 관리 시스템에 있어서, 웨어러블 디바이스로 마련되고, 작업자의 심박수를 포함하는 생체신호를 측정하여 생체신호정보를 생성하는 스마트워치와, 웨어러블 디바이스로 마련되고, 상기 작업자가 신발 하방으로 가하는 압력 분포를 감지하여 압력정보를 생성하고, 상기 작업자의 위치정보를 생성하는 스마트신발과, 작업장에 복수 개 마련되는 무선통신 장치로, 상기 스마트신발과 무선통신하여 포인트위치정보를 생성하는 웨이포인트부와, 상기 생체신호정보, 압력정보, 위치정보 및 포인트위치정보를 실시간으로 전송받아 저장하고, 기 설정된 기준에 따라 피로도를 산출하고, 작업 지속 위험도를 판단하는 통합관제부 및 상기 작업자의 안전 교육을 위한 콘텐츠를 제공하는 교육콘텐츠부를 포함하고, 상기 통합관제부는 상기 교육콘텐츠부와 연계하여 교육 이수 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 산업안전 관리 시스템{Smart safety managing system for industries}

본 발명은 스마트 산업안전 관리 시스템에 관한 것으로, 자세하게는, 웨어러블 디바이스를 이용하여 산업 현장의 안전사고 발생을 방지하고, 작업자에게 안전교육을 실시할 수 있는 스마트 산업안전 관리 시스템에 관한 것이다.

건설현장과 같은 작업장에서 작업자의 안전을 확보하기 위해 일정한 주기로 휴게 시간이 주어지고, 안전한 근로환경을 조성하기 위해 노력하고 있지만, 일괄적인 시간 배분을 통한 휴식제공에 그쳐 작업자 각각의 건강 이상징후를 파악하기에는 어려움이 있었다.

특히, 작업자의 피로는 인간의 신체기능을 저하시켜 작업 중의 긴장감과 작업의 정확도를 저하시킬뿐만 아니라 인지능력과 판단능력을 저하시켜 사고 및 재해를 야기하는 요인이 되고 있다.

한편, 최근 생체 센서모듈이 소형화, 정밀화, 저비용화 되면서 다양한 휴대형 생체 센서모듈을 이용한 헬스케어 연구가 실시되고 있다.

이러한 추세 속에서 작업현장에 적합한 웨어러블 생체신호 장치가 지속적으로 연구개발 되고 있으며, 최근에는 웨어러블 디바이스를 이용해 갑자기 발생하는 응급상황을 인지하는 기술들이 상용화 되고 있다.

하지만, 응급상황 대처는 사후대처의 일환으로, 사고를 예방하기에는 한계가 있었다. 따라서, 빠르게 작업자의 이상징후를 감지하고 사전에 사고를 예방할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

한편, 스마트 신발은 신발의 고유기능인 발 보호, 운동성능 향상, 패션 등의 기능에서 벗어나 첨단기술(IoT, 한의학, 생체의료, 바이오, 섬유, 기계·전자 등)과 융합한 웨어러블 기기로서 사용자에게 건강 등의 정보를 제공함으로써 신규의 제품으로 성장하고 있다.

국내외적으로 저전력 고기능의 개인 맞춤형 모바일 헬스케어 시스템 탑재형 스마트 신발 개발을 비롯하여 다양한 건강정보를 주고 받을 수 있는 콘텐츠 접목 연구와 이에 대한 결과물로 관련 제품들이 생산되고 있다.

스마트 신발은 IoT기술 접목을 통해 미래지향적인 새로운 신발을 제공하고, u-Medical, u-Silver, u-Wellness 각 분야에 맞춤정보를 제공함으로써 신시장을 창출할 수 있는 융합기술 제품으로 고부가가치를 창출하고 있다.

한편, 종래에는 신발은 발을 보호하고, 패션 또는 복식을 위해 신는다는 인식이 강했던 반면, 스마트 신발의 개발 이후 발을 보호하는 1차원적인 목적에서 벗어나 다양한 활동에 도움을 주기위한 보조장치로서의 역할도 기대받고 있다.

특히, 고되고 위험한 작업이 많은 건설현장이나, 격렬한 움직임이 수반되는 스포츠에서 스마트 신발의 역할은 점차 커질 것으로 예상된다. 더욱 상세하게는, 건설현장에서는 원격으로 안전을 진단 받을 수 있는 장치가 될 수 있으며, 스포츠에서는 성적 향상을 위한 보조장치로서의 역할도 기대 받고 있다.

이러한 상황에서, 스마트 신발은 다양한 니즈를 충족시키기 위해 더욱 섬세하고 복합적인 기능의 구비가 필요한 실정이다. 특히 지속적인 활동으로 인한 착용자의 피로도를 가늠할 수 있을뿐만 아니라, 착용자의 모의 상태를 파악함은 물론 착용자의 자세에 영향을 주는 외부 환경을 파악하고, 응급상황에 대응할 수 있는 스마트 신발의 개발이 필요한 실정이다.

또 다른 한편, 현재까지 산업 현장에서는 각종 안전사고가 발생하고 있으며, 이는 작업자의 안전교육 미숙에 의한 경우가 대다수이다. 단순히 서면 또는 구두로만 받는 교육은 현장감이 떨어져 초보 작업자는 쉽게 실수하거나 안전사고에 휘말릴 가능성이 크다. 따라서, 이를 극복하기 위해 향상된 교육 시스템의 개발이 필요한 실정이다.

종래의 기술 대한민국 등록특허 제10-1901739호는 스마트신발용 위치추적모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위치추적을 위해 설치되는 모듈에 의해 신발이 손상되지 않고 우수한 착용감이 유지되도록 하기 위한 위치추적모듈에 관한 것이다. 스마트신발에 내포되고 위치측위가 가능한 위치추적모듈에 있어서, GPS위성과 연동하여 제1 현재위치정보를 생성하는 GPS수신부와 복수개의 기지국 중 적어도 하나 이상과 연동하여 제2 현재위치정보를 생성하는 기지국통신부를 내포하고 일정 강도를 가진 소재로 형성되며 라운딩 처리된 모서리로 형성된 보호유닛 및 상기 보호유닛의 외면은 감싸도록 형성되고 일정 탄성력을 가진 탄성소재로 마련되는 완충유닛을 포함하는 것을 특징으로 하나, 상술한 바와 같은 착용자의 상태를 파악하고, 지면의 기울기와 같은 외부 환경을 파악할 수 있는 기술을 포함하지 않는 한계점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1901739호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 작업자의 피로도를 산출하여 작업 지속 가능 여부를 산출할 수 있는 피로도 측정을 통한 스마트 산업안전 관리 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 작업자의 자세를 포함한 지면의 기울기를 파악하고, 신발에 가해지는 압력 및 가속도를 감지함으로써 작업자에게 발생한 갑작스런 사고를 판단할 수 있는 안전관리 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 산업 현장의 현장감을 살려 더욱 효과적이고 향상된 산업안전 교육을 실시할 수 있는 산업안전 관리 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템은, 안전사고 방지를 위한 생체신호 측정 및 안전콘텐츠를 제공하는 스마트 산업안전 관리 시스템에 있어서, 웨어러블 디바이스로 마련되고, 작업자의 심박수를 포함하는 생체신호를 측정하여 생체신호정보를 생성하는 스마트워치와, 웨어러블 디바이스로 마련되고, 상기 작업자가 신발 하방으로 가하는 압력 분포를 감지하여 압력정보를 생성하고, 상기 작업자의 위치정보를 생성하는 스마트신발과, 작업장에 복수 개 마련되는 무선통신 장치로, 상기 스마트신발과 무선통신하여 포인트위치정보를 생성하는 웨이포인트부와, 상기 생체신호정보, 압력정보, 위치정보 및 포인트위치정보를 실시간으로 전송받아 저장하고, 기 설정된 기준에 따라 피로도를 산출하고, 작업 지속 위험도를 판단하는 통합관제부 및 상기 작업자의 안전 교육을 위한 콘텐츠를 제공하는 교육콘텐츠부를 포함하고, 상기 통합관제부는 상기 교육콘텐츠부와 연계하여 교육 이수 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 통합관제부는, 상기 생체신호정보, 압력정보, 위치정보 및 포인트위치정보를 실시간으로 전송받아 로그 데이터로 저장하는 저장모듈과, 상기 생체신호정보와 압력정보를 전송받아 기 설정된 기준에 따라 피로도를 계산하여 피로도정보를 생성하는 피로도산출모듈 및 상기 피로도정보에 따라 기 설정된 기준에 따라 작업 지속 위험도를 판단하고 작업자단말기와 관리자단말기에 판단결과를 전송하는 위험도판단모듈을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스마트신발은, 상기 신발 하방으로 가해지는 압력 분포를 감지하여 압력정보를 생성하는 압력감지모듈과, 상기 신발의 기울기 변화를 감지하여 기울기정보를 생성하는 기울기감지모듈과, 상기 신발의 가속도 변화를 감지하여 가속도정보를 생성하는 가속도감지모듈 및 GPS를 통해 상기 신발의 현재 위치정보를 생성하는 위치감지모듈을 더 포함하고, 상기 위험도판단모듈은 상기 압력정보에서 압력이 감지되지 않고, 상기 기울기정보에서 급격한 기울기 변화가 감지되며, 상기 가속도정보에서 급격한 속도변화가 감지되면 상기 작업자가 추락 사고를 당한 것으로 판단하고, 상기 작업자단말기와 관리자단말기에 알림신호를 송출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 교육콘텐츠부는, 상기 작업장 내에 복수 개 마련되고, 웨어러블 디바이스와 연계하여 상기 작업자의 위치가 일정 거리 이상 가까울 경우, 기 설정된 교육콘텐츠를 재생하는 키오스크로 마련되는 IoT디바이스와, 상기 IoT디바이스가 재생 가능한 상기 교육콘텐츠 목록을 관리하는 교육선정모듈과, 상기 작업자의 위치와 선정된 콘텐츠에 따라 웨어러블 디바이스가 기 설정된 동작을 수행하도록 교육이벤트를 발생시키는 이벤트관리모듈과, 상기 작업자가 수강한 교육 내역을 관리하는 수강내역관리모듈과, 상기 IoT디바이스에 교육콘텐츠를 제공하는 교육콘텐츠관리모듈 및 콘텐츠 이용에 대한 요금을 정산하는 요금정산모듈을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템은, 스마트워치와 스마트신발을 통해 작업자의 상태를 감지하고, 피로도산출모듈과 위험도판단모듈을 통해 작업자의 피로도를 산출하여 작업 지속 가능 여부를 판단할 수 있는 피로도 측정을 통한 산업안전 관리 시스템을 제공하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템은은, 스마트신발에 마련되는 압력감지모듈, 기울기감지모듈, 가속도감지모듈을 통해 작업자의 자세를 포함한 지면의 기울기를 파악하고, 신발에 가해지는 압력 및 가속도를 감지함으로써 작업자에게 발생한 갑작스런 사고를 판단하고, 구조가 필요할 경우, 웨이포인트부와, 위치감지모듈을 통해 작업자의 위치를 파악할 수 있는 안전관리 시스템을 제공하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템은, 교육콘텐츠부의 구성을 통해 산업 현장의 현장감을 살려 더욱 효과적이고 향상된 산업안전 교육을 실시할 수 있는 산업안전 관리 시스템을 제공하는 효과가 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템의 일 실시예에 따른 전체구성을 개념도로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템의 일 실시예에 따른 통합관제부의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템의 일 실시예에 따른 스마트신발의 구성을 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템의 일 실시예에 따른 위험도 판단 단계까지의 정보의 생성과 이동과정을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 5는, 본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템에서 작업자의 추락을 판단하는 과정을 나타낸 실시예이다.
도 6은, 본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템의 일 실시예에 따른 교육콘텐츠부의 구성을 나타낸 것이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템은, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 안전사고 방지를 위한 생체신호 측정 및 안전콘텐츠를 제공하는 스마트 산업안전 관리 시스템에 있어서, 웨어러블 디바이스로 마련되고, 작업자의 심박수를 포함하는 생체신호를 측정하여 생체신호정보를 생성하는 스마트워치와, 웨어러블 디바이스로 마련되고, 상기 작업자가 신발 하방으로 가하는 압력 분포를 감지하여 압력정보를 생성하고, 상기 작업자의 위치정보를 생성하는 스마트신발과, 작업장에 복수 개 마련되는 무선통신 장치로, 상기 스마트신발과 무선통신하여 포인트위치정보를 생성하는 웨이포인트부와, 상기 생체신호정보, 압력정보, 위치정보 및 포인트위치정보를 실시간으로 전송받아 저장하고, 기 설정된 기준에 따라 피로도를 산출하고, 작업 지속 위험도를 판단하는 통합관제부 및 상기 작업자의 안전 교육을 위한 콘텐츠를 제공하는 교육콘텐츠부(7)를 포함하고, 상기 통합관제부는 상기 교육콘텐츠부(7)와 연계하여 교육 이수 여부를 확인하는 것을 특징으로 할 수 있다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스마트워치(2)는 상기 웨어러블 디바이스로 마련되고, 상기 작업자의 심박수를 포함하는 생체신호를 측정하여 생체신호정보를 생성할 수 있다.

구체적으로, 상기 스마트워치(2)는 상기 작업자의 심박수, 심박변이, 심호흡 또는 심전도를 측정하여 상기 생체신호정보를 생성할 수 있다.

다음으로, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스마트신발(3)은 상기 웨어러블 디바이스로 마련되고, 상기 작업자가 신발 하방으로 가하는 압력 분포를 감지하여 압력정보를 생성할 수 있다.

구체적으로, 상기 스마트신발(3)은 상기 작업자의 발에 의해 상기 스마트신발(3) 하방으로 가해지는 압력을 밑창부 내에 마련되는 센서로 감지하는 것으로서, 하단면에 가해지는 압력이 분포되는 변화를 감지할 수 있다.

한편, 상기 웨어러블 디바이스는 상술한 상기 스마트워치(2)와 스마트신발(3) 외에도 조끼형, 슬링백형, 헤어밴드형, 헬멧형 등으로 마련되어 IoT 기술을 통해 상기 작업자의 안전상태를 파악할 수 있는 디바이스로 마련될 수 있다.

일 실시예로, 상기 조끼형은 상기 작업자가 착용하는 조끼 형태로 마련되고, 상기 작업자의 심박수, 체온, 심전도, 심박변이 및 심호흡을 측정할 수 있다.

일 실시예로, 상기 슬링백형은 상기 작업자의 몸통에 사선으로 착용되는 가방 형태로 마련되고, 상기 작업자의 심박수, 체온, 심전도, 심박변이 및 심호흡을 측정할 수 있다.

한편, 상기 헤어밴드형과 헬멧형은 상기 작업자의 뇌파를 감지할 수 있다. 이는, 상기 헤어밴드형과 헬멧형의 착용 위치가 상기 작업자의 두부에 접촉하는 점을 이용한 것이다.

이때, 상기 헤어밴드형과 헬멧형 디바이스는 상기 작업자의 뇌파를 측정하기 위해 복수 개의 전극을 포함하여 구성될 수 있다.

다음으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 웨이포인트부(4)는 작업장에 복수 개 마련되는 무선통신 장치로, 상기 스마트신발(3)과 무선통신하여 포인트위치정보를 생성할 수 있다.

구체적으로, 상기 웨이포인트는 상기 작업장에 일정간격으로 마련될 수 있다.

또한, 상기 웨이포인트는, 상기 작업장 내에서 위험구역으로 판단되는 위치에 설치될 수 있다.

다음으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 통합관제부(1)는 상기 생체신호정보, 압력정보 및 포인트위치정보를 실시간으로 전송받아 저장하고, 기 설정된 기준에 따라 피로도를 산출하고, 작업 지속 위험도를 판단할 수 있다.

구체적으로, 상기 통합관제부(1)는 저장모듈(11), 피로도산출모듈(12), 위험도판단모듈(13)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 저장모듈(11)은 상기 생체신호정보, 압력정보 및 포인트위치정보를 실시간으로 전송받아 로그 데이터로 저장할 수 있다.

자세하게는, 상기 저장모듈(11)이 저장한 데이터는 사고 발생 시, 사고의 발생 경위를 추적하기 위한 단서 자료로 활용될 수 있다.

또한, 상기 피로도산출모듈(12)은 상기 생체신호정보와 압력정보를 전송받아 기 설정된 기준에 따라 피로도를 계산하여 피로도정보를 생성할 수 있다.

구체적으로, 상기 피로도산출모듈(12)은 상기 생체신호정보를 통해 심박수 변화량을 파악하고, 기 설정된 기준에 따라 정상 심박수 대비 상기 생체신호정보의 심박수가 일정 수준 이상 차이날 경우 예측되는 피로도를 계산하여 상기 피로도정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 피로도산출모듈(12)은 상기 압력정보를 통해, 상기 작업자의 작업시간, 작업강도를 파악하고 기 설정된 기준에 따라 상기 피로도정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 피로도정보에 따라 기 설정된 기준에 따라 작업 지속 위험도를 판단하고, 작업자단말기(5)와 관리자단말기(6)에 판단결과를 전송할 수 있다.

구체적인 실시예로, 상기 피로도정보를 바탕으로 상기 위험도판단모듈(13)은 기 설정된 기준에 따라 위험도를 1 내 10으로 이루어지는 단계로 판단할 수 있고, 상기 위험도 단계가 5 이상일 경우, 상기 작업자의 피로가 누적된 것으로 판단할 수 있다. 또한, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 작업자단말기(5)와 관리자단말기(6)에 상기 작업자의 위험도 단계를 전송하여, 작업에 임하는 상기 작업자는 자신의 상태를 알 수 있고, 관리자는 관리가 필요한 인원을 파악할 수 있다.

즉, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 피로도정보를 바탕으로 작업 지속 시 발생할 수 있는 위험을 예측하여 작업 지속 위험도를 판단할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스마트신발(3)은 압력감지모듈(31), 기울기감지모듈(32), 가속도감지모듈(33) 및 위치감지모듈(34)을 더 포함할 수 있다.

상기 압력감지모듈(31)은 상기 신발 하방으로 가해지는 압력 분포를 감지하여 압력정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 기울기감지모듈(32)은 상기 신발의 기울기 변화를 감지하여 기울기정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 가속도감지모듈(33)은 상기 신발의 가속도 변화를 감지하여 가속도정보를 생성할 수 있다.

상기 압력정보, 기울기정보, 가속도정보 및 위치정보는 상기 피로도산출모듈(12) 및 위험도판단모듈(13)로 전송되고, 상기 피로도정보 및 위험도 단계를 나타내는데 활용될 수 있다.

더욱 자세하게는, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 기울기정보, 가속도정보, 위치정보만으로도 상기 작업자의 위험 여부를 판단할 수 있다.

일 실시예로, 상기 위치정보를 토대로 상기 작업자가 상기 작업장 내 위험구역으로 지정된 장소에 진입한 것으로 판단되면, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 작업자의 위험도가 높은 것으로 판단하고 상기 작업자단말기(5)와 관리자단말기(6)에 알림신호를 전송한다.

또한, 상기 기울기정보는 상기 작업자가 딛고 있는 지면의 기울기를 파악하고, 기울기 변화를 통해 상기 작업자가 넘어지거나 추락하는 등 안전에 갑작스런 문제가 발생하는 것을 판단하는 데 활용될 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스마트신발(3)은 온도감지모듈(36), 습도감지모듈(37), 심박수감지모듈(35)이 더 마련될 수 있다.

상기 온도감지모듈(36)은 상기 신발 내의 온도를 감지하여 온도정보를 생성할 수 있다.

상기 온도정보는 상기 피로도산출모듈(12)로 전송되고, 상기 피로도정보를 생성하는 데 있어 하나의 인자가 될 수 있다.

상기 습도감지모듈(37)은 상기 신발 내의 습도를 감지하여 습도정보를 생성할 수 있다.

상기 습도정보는 상기 피로도산출모듈(12)로 전송되고, 상기 피로도정보를 생성하는 데 있어 하나의 인자가 될 수 있다.

상기 심박수감지모듈(35)은 발등동맥, 후경골동맥 또는 족저동맥을 통해 상기 작업자의 심박수를 감지하여 족저심박수정보를 생성할 수 있다.

상기 심박수감지모듈(35)은 상기 스마트워치(2)와는 다르게 상기 작업자의 족부를 이용하여 심박수를 감지하는 것으로서, 상기 스마트워치(2)가 생성하는 상기 생체신호정보와 함께, 상기 족저심박수정보는 상기 작업자의 심박수를 체크할 수 있는 보조 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 족저심박수정보를 통해 상기 작업자의 심박수 판단의 신뢰도가 상승될 수 있다.

또한, 상기 심박수감지모듈(35)이 생성하는 상기 족저심박수정보는 상기 스마트워치(2)의 분실, 고장 또는 미착용 시 상기 작업자의 심박수를 판단할 수 있는 근거가 될 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 압력정보에서 압력이 감지되지 않고, 상기 기울기정보에서 급격한 기울기 변화가 감지되며, 상기 가속도정보에서 급격한 속도변화가 감지되면 상기 작업자가 추락 사고를 당한 것으로 판단하고, 알림신호를 송출할 수 있다.

상술한 바와 같고, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템의 적절한 적용예는 다음과 같다.

먼저, 상기 스마트워치(2)를 통해 심박수를 측정하고 생체신호정보를 생성한다.

또한, 상기 스마트신발(3)을 통해 상기 작업자가 발을 딛는 압력 변화를 감지하여 압력정보를 생성한다.

또한, 상기 웨이포인트부(4)는 상기 스마트신발(3)과 통신하여 상기 작업자가 어떤 구역 내에 있는지 위치정보를 상기 통합관제부(1)에 전송한다.

이는, GPS가 닿지 않는 지하나 건축물 내에서 상기 작업자의 위치를 정확하게 파악하기 위해 마련되는 구성으로, GPS가 닿지 않는 작업장에서 상기 작업자가 위험구역에 진입했는지 여부를 판단하는 데에 활용될 수 있다.

다음으로, 상기 피로도산출모듈(12)은, 상기 생체신호정보와 압력정보를 바탕으로, 기 설정된 기준에 따라 피로도를 산출하여 피로도정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 피로도산출모듈(12)은 피로도 산출에 심박수, 심박변이량과 상기 스마트신발(3)에서 압력변화 시간, 내부 온도, 가속도 변화량을 종합적으로 고려하여 산출할 수 있다.

다음으로, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 피로도정보에 따른 위험도 단계를 분류하고 작업 지속 위험도를 판단할 수 있다.

또한, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 압력정보, 기울기정보, 가속도정보 및 위치정보를 바탕으로, 상기 작업자가 위험에 처했는지 판단할 수 있다.

일 실시예로, 상기 위험도판단모듈(13)은 상기 압력정보에서 압력이 감지되지 않고, 상기 기울기정보에서 급격한 기울기 변화가 감지되며, 상기 가속도정보에서 급격한 속도변화가 감지되면 상기 작업자가 추락 사고를 당한 것으로 판단하고, 상기 작업자단말기(5)와 관리자단말기(6)에 알림신호를 송출할 수 있다.

본 발명에 따른 스마트 산업안전 관리 시스템은 작업자의 안전을 지키기 위해 마련되는 것으로, 심박수 체크를 통해 응급상황 여부를 판단할 수 있으며, 상기 압력감지모듈(31), 기울기감지모듈(32), 가속도감지모듈(33)을 통해 추락 사고 발생을 빠르게 판단할 수 있다.

또한, 상기 작업자의 구조가 필요할 때, 상기 웨이포인트부(4)와 상기 위치감지모듈(34)을 통해 상기 작업자의 위치를 정확하게 파악할 수 있다.

또한, 상기 스마트워치(2)의 고장이나 미착용의 경우에도 상기 스마트신발(3)에 의해, 상기 작업자의 심박수 확인 및 위치 확인이 가능하다는 장점이 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 교육콘텐츠부(7)는, IoT디바이스(71), 교육선정모듈(72), 이벤트관리모듈(73), 수강내역관리모듈(74), 교육콘텐츠관리모듈(75), 요금정산모듈(76)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 IoT디바이스(71)는, 상기 작업장 내에 복수 개 마련되고, 웨어러블 디바이스와 연계하여 상기 작업자의 위치가 일정 거리 이상 가까울 경우, 기 설정된 교육콘텐츠를 재생하는 키오스크로 마련될 수 있다.

또한, 상기 교육선정모듈(72)은 상기 IoT디바이스(71)가 재생 가능한 상기 교육콘텐츠 목록을 관리할 수 있다.

또한, 상기 이벤트관리모듈(73)은 상기 작업자의 위치와 선정된 콘텐츠에 따라 웨어러블 디바이스 및 상기 IoT디바이스(71)가 기 설정된 동작을 수행하도록 교육이벤트를 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 수강내역관리모듈(74)은 상기 작업자가 수강한 교육 내역을 관리할 수 있다.

또한, 상기 요금정산모듈(76)은 상기 IoT디바이스(71)에 교육콘텐츠를 제공하는 교육콘텐츠관리모듈(75) 및 콘텐츠 이용에 대한 요금을 정산하는 요금정산모듈(76)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 교육을 받고자 하는 상기 작업자가 상기 작업장 내 소정의 위치에 마련된 상기 IoT디바이스(71)에 다가가면 기 설정된 교육콘텐츠가 실행되게 된다.

또한, 교육콘텐츠는 상기 교육선정모듈(72)을 통해 상기 작업자단말기, 관리자단말기, IoT디바이스(71)에 표시되게 되며, 복수 개의 교육콘텐츠가 화면에 제공되게 된다.

또한, 상기 이벤트관리모듈(73)은 상기 작업자의 위치와 선정된 콘텐츠에 따라 웨어러블 디바이스 및 상기 IoT디바이스(71)가 기 선정된 교육을 실시하게 하는 것으로, 상기 작업자는 상기 작업장 내의 최초로 마주치는 IoT디바이스(71)에서 교육콘텐츠를 선택하면, 상기 이벤트관리모듈(73)에 의해 후에 마주치는 IoT디바이스(71)에서는 자동으로 교육이 재생되게 된다.

또한, 상기 수강내역관리모듈(74)은 상기 작업자가 수강한 내역을 관리함으로써, 상기 작업자는 연계되는 다른 작업장에서의 훈련을 생략할 수 있다.

또한, 상기 수강내역관리모듈(74)은 상기 통합관제부에게 해당 인원의 교육 수강내역을 공유할 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.

1 : 통합관제부
11 : 저장모듈
12 : 피로도산출모듈
13 : 위험도판단모듈
2 : 스마트워치
3 : 스마트신발
31 : 압력감지모듈
32 : 기울기감지모듈
33 : 가속도감지모듈
34 : 위치감지모듈
35 : 심박수감지모듈
36 : 온도감지모듈
37 : 습도감지모듈
4 : 웨이포인트부
5 : 작업자단말기
6 : 관리자단말기
7 : 교육콘텐츠부
71 : IoT디바이스
72 : 교육선정모듈
73 : 이벤트관리모듈
74 : 수강내역관리모듈
75 : 교육콘텐츠관리모듈
76 : 요금정산모듈

Claims (4)

1. 안전사고 방지를 위한 생체신호 측정 및 교육콘텐츠를 제공하는 스마트 산업안전 관리 시스템에 있어서,
   웨어러블 디바이스로 마련되고, 작업자의 심박수를 포함하는 생체신호를 측정하여 생체신호정보를 생성하는 스마트워치;
   웨어러블 디바이스로 마련되고, 상기 작업자가 신발 하방으로 가하는 압력 분포를 감지하여 압력정보를 생성하고, 상기 작업자의 위치정보를 생성하는 스마트신발;
   작업장에 복수 개 마련되는 무선통신 장치로, 상기 스마트신발과 무선통신하여 포인트위치정보를 생성하는 웨이포인트부;
   상기 생체신호정보, 압력정보, 위치정보 및 포인트위치정보를 실시간으로 전송받아 저장하고, 기 설정된 기준에 따라 피로도를 산출하고, 작업 지속 위험도를 판단하는 통합관제부; 및
   상기 작업자의 안전 교육을 위한 콘텐츠를 제공하는 교육콘텐츠부;를 포함하고, 상기 통합관제부는 상기 교육콘텐츠부와 연계하여 교육 이수 여부를 확인하되,
   상기 통합관제부는, 상기 생체신호정보, 압력정보, 위치정보 및 포인트위치정보를 실시간으로 전송받아 로그 데이터로 저장하는 저장모듈; 상기 생체신호정보와 압력정보를 전송받아 기 설정된 기준에 따라 피로도를 계산하여 피로도정보를 생성하는 피로도산출모듈; 및 상기 피로도정보에 따라 기 설정된 기준에 따라 작업 지속 위험도를 판단하고 작업자단말기와 관리자단말기에 판단결과를 전송하는 위험도판단모듈;을 더 포함하고,
   상기 스마트신발은, 상기 신발 하방으로 가해지는 압력 분포를 감지하여 압력정보를 생성하는 압력감지모듈; 상기 신발의 기울기 변화를 감지하여 기울기정보를 생성하는 기울기감지모듈; 상기 신발의 가속도 변화를 감지하여 가속도정보를 생성하는 가속도감지모듈; 및 GPS를 통해 상기 신발의 현재 위치정보를 생성하는 위치감지모듈;을 더 포함하고, 상기 위험도판단모듈은 상기 압력정보에서 압력이 감지되지 않고, 상기 기울기정보에서 급격한 기울기 변화가 감지되며, 상기 가속도정보에서 급격한 속도변화가 감지되면 상기 작업자가 추락 사고를 당한 것으로 판단하고, 상기 작업자단말기와 관리자단말기에 알림신호를 송출하며,
   상기 교육콘텐츠부는, 상기 작업장 내에 복수 개 마련되고, 웨어러블 디바이스와 연계하여 상기 작업자의 위치가 일정 거리 이상 가까울 경우, 기 설정된 교육콘텐츠를 재생하는 키오스크로 마련되는 IoT디바이스; 상기 IoT디바이스가 재생 가능한 상기 교육콘텐츠 목록을 관리하는 교육선정모듈; 상기 작업자의 위치와 선정된 콘텐츠에 따라 웨어러블 디바이스가 기 설정된 동작을 수행하도록 교육이벤트를 발생시키는 이벤트관리모듈; 상기 작업자가 수강한 교육 내역을 관리하는 수강내역관리모듈; 상기 IoT디바이스에 교육콘텐츠를 제공하는 교육콘텐츠관리모듈; 및 콘텐츠 이용에 대한 요금을 정산하는 요금정산모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 산업안전 관리 시스템.
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