KR20100089434A

KR20100089434A - 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템 및 알람발생방법

Info

Publication number: KR20100089434A
Application number: KR1020090008673A
Authority: KR
Inventors: 김범수; 김영준; 이경애
Original assignee: 주식회사 에이치앤테크
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-08-12

Abstract

본 발명은 알람발생시스템 및 알람발생방법에 관한 것으로서, 특히 사용자의 맥박신호를 감지하고 이를 지그비 통신장치를 통해 전달하여 사용자의 수면상태를 판단하고 미리 설정된 알람시간과 대비하여 쾌적하게 각성할 수 있는 최적의 순간에 알람을 발생시키는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템 및 알람발생방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템에 의하면 사용자의 수면상태를 고려하여 알람설정시각으로부터 90분 이내에 발생한 렘수면을 체크하여 그 렘수면이 끝난 직후인 가장 얕은 수면상태에서 알람이 동작하도록 함으로써 신체부담을 최소화하고 기상 후에도 쾌적한 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

지그비통신, 맥박신호, 알람발생시스템,

Description

지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템 및 알람발생방법{Alarm generating system using zigbee and pulse signal of the body and Alarm generating method}

인간의 수면상태는 처음 잠자리에 들기 시작할 때부터 기상 시 까지 여러 단계를 거치게 되는데. 이는 급속안구운동(Rapid Eye Movement:이하 'REM'이라 한다.)이 있는 렘(REM)수면과 그렇지 아니한 비렘(Non-REM)수면으로 크게 구분된다.

잠을 자기 시작하면 비렘(Non-REM)수면이 먼저 시작된다. 비렘(Non-REM)수면은 4기로 이루어져있다. 잠이 들기 시작하는 상태인 비렘(Non-REM)수면의 1기와 2기를 거쳐 수면상태 시작 후 30분 정도 후에는 3기와 4기의 깊은 수면상태에 들어간다. 이러한 상태가 1시간 정도 지속된 후 다시 2기와 1기로 돌아가고 수면상태 시작 후 대략 90분 정도 지나면 첫 번째 렘(REM)수면에 도달하게 된다.

즉, 정상적인 수면시 약 90분을 주기로 1기, 2기, 3기, 4기, 3기, 2기, 1기 및 렘수면의 과정을 반복하게 된다.

이러한 렘(REM)수면 상태에서는 생리적 활동이 증가하고 따라서 혈압, 심박동, 호흡수가 급격히 증가하여 렘(REM)수면이 끝나는 시점이 각성하기에 가장 좋은 상태가 된다. 반면 비렘(Non-REM)수면의 3기와 4기에는 생리적 활동이 저하되어 각성이 어렵고 이 단계에서 잠이 깨는 경우 혼돈상태에 빠지게 된다.

따라서 신체리듬을 최상으로 유지할 수 있는 최적의 각성 시간은 렘(REM)수면이 끝나고 비렘(Non-REM)수면 단계로 진입하기 직전이다.

그러나 종래의 알람발생장치는 사용자의 수면상태를 고려하지 아니하고 단순히 설정된 시간에 알람을 발생하는 방법으로 수면상태의 사용자를 각성시킴으로써 깊은 잠이 든 사용자를 충분히 각성시키지 못하거나, 사용자의 수면조건을 방해하여 각성 후의 신체리듬을 깨뜨리고 불쾌감이나 피로감을 유발시키는 문제가 있었다.

한편 사용자의 수면상태에 따른 신체의 변화를 고려한다 하더라도 생체신호감지센서 등과 같은 사용자의 수면상태를 감지하는 부분과 이동통신 단말기 등과 같은 알람을 발생하는 부분이 1 내지 2 미터의 근거리에 위치하는 경우나, 방과 방 사이의 벽과 같은 장애물이 없는 경우에만 알람발생이 가능하다는 문제가 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자의 맥박신호를 감지하여 지그비통신을 통해 상기 맥박신호의 송수신을 수행함으로써 사용자의 수면상태를 판단하여 사용자가 설정한 시간내에서 사용자의 신체리듬이 각성할 준비가 된 최적의 상태에서 사용자를 기상시키도록 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템 및 알람발생방법을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템은 사용자의 맥박신호를 감지하여 송신하는 전자태그, 상기 전자태그와 지그비통신을 수행하여 상기 전자태그로부터 감지된 상기 맥박신호로부터 상기 사용자의 수면상태를 확인하고 상기 사용자의 수면상태를 기설정된 알람발생시간과 비교하는 전자태그인식장치 및 상기 전자태그인식장치에서의 비교결과에 따라 알람을 발생시키는 서비스를 제공하는 월패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생방법은 사용자가 알람발생시각을 설정하는 단계, 상기 사용자의 맥박신호를 지그비통신을 통해 수신하는 맥박신호 수신단계, 상기 수신된 맥박신호와 사용자의 수면주기를 비교하여 상기 사용자의 수면상태가 렘수면상태인지 여부를 판단하는 수면상태 판단단계, 상기 렘수면 상태가 끝나는 시점이 기 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이내인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 렘수면 상태가 끝나는 시점이 기 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이내인 경우 알람을 동작시키는 알람발생단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 맥박감지부에서 감지된 맥박신호를 지그비통신을 통해 송수신 함으로써 장애물에 의한 방해나 거리에 의한 제한을 극복하고 알람을 발생시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 핵심 아이디어는 맥박신호를 감지하는 전자태그와 전자태그인식장치가 지그비통신을 수행하면서 사용자의 수면상태를 확인하여 신체부담이 없는 최적의 상태에서 각성할 수 있도록 알람을 발생시키는 것이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는 본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템(100)의 동작에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템(100)는 사용자의 맥박신호를 감지하여 송신하는 전자태그(110), 상기 전자태그와 지그비통신을 수행하여 상기 전자태그로부터 감지된 상기 맥박신호로부터 상기 사용자의 수면상태를 확인하고 상기 사용자의 수면상태를 기설정된 알람발생시간과 비교하는 전자태그인식장치(120) 및 상기 전자태그인식장치에서의 비교결과에 따라 알람을 발생시키는 서비스를 제공하는 월패드(130)를 구비한다.

전자태그(110)는 상기 맥박신호를 감지하는 맥박감지부(111) 및 상기 맥박감지부의 출력신호에 응답하여 활성화 되어 지그비 통신을 수행하여 상기 맥박신호를 상기 전자태그인식장치(120)로 송신하는 지그비송신부(112)를 구비한다. 상기 맥박감지부(111)는 신체에 접촉하여 맥박수를 감지하는 맥박감지센서부(113)와 상기 맥박수를 상기 전자태그인식장치(120)가 인식할 수 있는 신호로 처리하는 맥박신호처리부(114)를 포함하여 이루어진다.

상기 전자태그(110)는 손목 시계형태로 사용자의 신체에 부착되어 맥박감지부(111)를 통해 감지된 맥박신호를 지그비송신부(112)에서 지그비통신을 통해 상기 전자태그 인식장치(120)로 송신한다. 이때 지그비송신부(112)는 맥박신호(S1)의 세기(Received Signal Strength Indication, RSSI)에 대한 정보를 2.4GHz 또는 860 내지 930MHz의 주파수 신호를 이용하여 전자태그 인식장치(120)에 전달한다(S2).

전자태그인식장치(120)는 상기 지그비송신부(112)에서 송신되는 상기 맥박신호를 수신하는 지그비수신부(122), 상기 사용자의 수면주기가 저장되는 수면주기저장부(123), 상기 수면주기저장부에 저장된 상기 사용자의 수면주기와 상기 맥박신 호를 비교하여 상기 사용자의 수면상태를 판단하는 수면상태 판단부(124), 알람 발생시간을 설정하는 타이머(125), 상기 지그비수신부, 상기 수면주기저장부 및 상기 수면상태 판단부의 동작을 제어하고 알람발생여부를 결정하는 주제어부(121)를 구비한다.

지그비수신부(122)는 전자태그(110)의 지그비송신부(112)에서 송신되는 맥박신호를 2.4GHz 또는 860 내지 930MHz의 주파수 신호를 이용하는 지그비통신을 통해 수신한다.

수면주기 저장부(124)에서는 상기 맥박신호에 기초하여 사용자의 수면주기를 측정하고 이를 저장한다. 한편 수면상태 판단부(123)에서는 상기 맥박신호와 상기 수면주기 저장부(124)에 저장된 사용자의 수면주기를 비교하여 사용자의 수면상태를 판단하게 된다.

주제어부(121)에서는 사용자의 수면상태가 렘(REM)수면이 끝난 상태로서 각성 시 신체리듬을 최상으로 유지할 수 있는 최적의 상태인 것으로 판단된 경우, 타이머(125)에 의해 기 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이내인 경우 월패드를 통해 알람을 발생시킨다. 즉, 월패드(130)는 상기 전자태그인식장치(120)에서의 비교결과에 따라 알람을 발생시키는 서비스를 제공한다. 한편 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이상인 경우에는 사용자의 수면상태를 지속적으로 관찰, 판단한다.

여기서 월패드(130)는 벽에 매립되는 홈 네트워크 제어장치로서, 종래의 비디오 폰을 대체하는 것으로 홈 네트워크의 모든 기능을 디스플레이하고 제어한다. 여기서 홈 네트워크라 함은, 집안에 있는 컴퓨터 등 정보통신기기에 초고속 인터넷 을 제공하는 것은 물론 전자레인지, 세탁기, 에어컨 등과 같은 가전기기의 상태를 모니터링하고 제어하며 화재 및 방범을 수행할 수 있는 시스템을 의미한다. 월패드는 통신망을 통해 중앙 서버(미도시)와 연결되어, 각종 이벤트를 전달하고 서버의 명령을 수신할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생방법의 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생방법은 사용자가 알람발생시각을 설정하는 단계(S210), 상기 사용자의 맥박신호를 지그비통신을 통해 수신하는 맥박신호 수신단계(S220), 상기 수신된 맥박신호와 사용자의 수면주기를 비교하여 상기 사용자의 수면상태가 렘수면상태인지 여부를 판단하는 수면상태 판단단계(S230), 상기 렘수면 상태가 끝나는 시점이 기 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이내인지 여부를 판단하는 단계(S240) 및 상기 렘수면 상태가 끝나는 시점이 기 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이내인 경우 알람을 동작시키는 알람발생단계(S250)를 구비한다.

먼저, 사용자가 알람발생시각을 설정한다.(S210) 이후 맥박신호감기센서부에서 수면상태에서의 맥박신호를 감지하고 이를 맥박신호처리부에서 디지털신호로 처리한다. 전자태그인식장치에서는 상기 디지털 신호로 처리된 맥박신호를 지그비통신을 이용하여 수신한다.(S220)

전자태그인식장치에서는 상기 수신된 맥박신호를 이용하여 사용자의 수면주기를 저장하고 기 저장된 사용자의 수면주기와 현재 수신된 맥박신호를 비교하여 현재의 수면상태가 렘수면이 끝난 직후인지 여부를 판단하게 된다.(S230) 현재의 수면상태가 렘수면이 끝난 직후가 아니면 계속 맥박신호를 수신하고 사용자의 수면상태를 관찰하게 된다. 한편 현재의 수면상태가 렘수면 상태가 끝난 직후인 것으로 판단되면 현재시각이 기 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이내인지 여부를 판단하여(S240), 90분 이내인 경우에는 알람을 동작시키고(S250), 90분 이내가 아닌 경우에는 사용자의 수면상태를 계속 관찰, 판단하게 된다.

여기서 상기 맥박신호 수신단계(S220)에서는 2.4GHz 또는 860MHz ~ 930MHz 범위의 주파수 신호를 이용하는 지그비통신을 통해 맥박신호의 송수신이 이루어진다.

또한 상기 수면상태 판단단계(S230)는 그 이전에 상기 사용자의 맥박신호를 근거로 상기 사용자의 수면주기를 산출하는 단계 및 상기 산출된 수면주기를 저장하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims

사용자의 맥박신호를 감지하여 송신하는 전자태그;

상기 전자태그와 지그비통신을 수행하여 상기 전자태그로부터 송신된 상기 맥박신호로부터 상기 사용자의 수면상태를 확인하고 상기 사용자의 수면상태를 기설정된 알람발생시간과 비교하는 전자태그인식장치; 및

상기 전자태그인식장치에서의 비교결과에 따라 알람을 발생시키는 서비스를 제공하는 월패드를 구비하고,

상기 전자태그는,

2.4GHz 또는 860MHz ~ 930MHz 범위의 주파수 신호를 이용하여 상기 전자태그인식장치와 지그비통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템.
제1항에 있어서,

상기 전자태그인식장치에서 확인된 상기 사용자의 수면상태가 렘수면상태이고 상기 렘수면상태가 끝나는 시점이 기 설정된 알람발생시간으로부터 90분 이내인 경우 상기 렘수면 상태가 끝나는 시점에서 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전자태그는,

상기 맥박신호를 감지하는 맥박감지부; 및

상기 맥박감지부의 출력신호에 응답하여 활성화되어 지그비통신을 수행하여 상기 맥박신호를 상기 전자태그인식장치로 송신하는 지그비송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템.
제3항에 있어서, 상기 전자태그는,

손목시계 형으로 구성된 것을 특징으로 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템.
제3항에 있어서, 상기 전자태그인식장치는,

상기 지그비송신부에서 송신되는 상기 맥박신호를 수신하는 지그비수신부;

상기 사용자의 수면주기가 저장되는 수면주기저장부;

상기 수면주기저장부에 저장된 상기 사용자의 수면주기와 상기 맥박신호를 비교하여 상기 사용자의 수면상태를 판단하는 수면상태 판단부

알람 발생시간을 설정하는 타이머;

상기 지그비수신부, 상기 수면주기저장부 및 상기 수면상태 판단부의 동작을 제어하고 알람발생여부를 결정하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생시스템.
사용자가 알람발생시각을 설정하는 단계;

상기 사용자의 맥박신호를 지그비통신을 통해 수신하는 맥박신호 수신단계;

상기 수신된 맥박신호와 상기 사용자의 수면주기를 비교하여 상기 사용자의 수면 상태가 렘수면 상태인지 여부를 판단하는 수면상태 판단단계;

상기 렘수면 상태가 끝나는 시점이 기 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이내인지 여부를 판단하는 단계; 및

상기 렘수면 상태가 끝나는 시점이 기 설정된 알람발생시각으로부터 90분 이내인 경우 알람을 동작시키는 알람발생단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생방법.
제6항에 있어서, 상기 맥박신호 수신단계는,

2.4GHz 또는 860MHz ~ 930MHz 범위의 주파수 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생방법.
제7항에 있어서, 상기 수면상태 판단단계는

상기 사용자의 맥박신호를 근거로 상기 사용자의 수면주기를 산출하는 단계; 및

상기 산출된 수면주기를 저장하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지그비통신과 맥박신호를 이용한 알람발생방법.