KR20110077295A - 생체 신호 감지형 안전모를 포함하는 안전 감시 시스템 - Google Patents

생체 신호 감지형 안전모를 포함하는 안전 감시 시스템 Download PDF

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KR20110077295A
KR20110077295A KR1020090133822A KR20090133822A KR20110077295A KR 20110077295 A KR20110077295 A KR 20110077295A KR 1020090133822 A KR1020090133822 A KR 1020090133822A KR 20090133822 A KR20090133822 A KR 20090133822A KR 20110077295 A KR20110077295 A KR 20110077295A
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safety monitoring
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이상구
이정호
박하성
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(주)아이블포토닉스
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Abstract

본 발명은 생체 신호 감지형 안전모를 포함하는 안전 감시 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 안전 감시 시스템은, 생체로부터 전달되는 맥박 신호 및 체온 신호를 검출하는 감지 센서와 상기 감지 센서에 연결되어 상기 감지 센서에서 검출된 검출 신호를 전기적 신호로 변환하는 변환기를 포함하는 생체 신호 감지형 안전모와; 상기 변환기에 유/무선으로 연결되어 상기 검출 신호를 전달 받아 착용자 스스로가 자신의 건강 이상 유무를 확인할 수 있는 뷰어와; 상기 변환기에 무선으로 연결되어 상기 검출 신호를 전달 받아 작업자의 건강 이상 유무를 확인할 수 있도록 하는 서버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 안전 감시 시스템에 따르면, 착용자의 맥박수 및 체온, 안전모의 탈/부착 여부, 착용자의 움직임 등을 검출하여 착용자 스스로 또는 서버 관리자가 착용자의 상태를 항시 확인하여 사고를 미연에 방지할 수 있다.
안전모, 헤드 벤드, 모자 생체 신호, 맥박, 온도, 움직임, 탈/부착, 센서, 측정, 통신

Description

생체 신호 감지형 안전모를 포함하는 안전 감시 시스템{SAFETY MONITORING SYSTEM COMPRISING SAFETY CAP FOR DETECTING BIOLOGICAL SIGNAL}
본 발명은 안전 감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 착용자의 맥박수 및 체온, 안전모 등의 탈/부착 여부, 착용자의 움직임, 착용자의 위치 및 환경 등에 대한 정보를 검출하여 착용자 스스로 또는 서버 관리자가 착용자의 상태를 항시 확인함으로써 안전사고를 예방할 수 있게 하는 안전 감시 시스템에 관한 것이다.
건축 현장 및 공장을 포함한 각종 산업 현장 및 소방 현장 등에는 작업자들이 수 많은 위험에 노출되어 있다. 예를 들어, 갑작스런 건강 이상, 유해 물질의 발생, 추락, 매몰, 붕괴 등 다양한 위험 요소들이 내재되어 있다. 따라서, 이러한 위험으로부터 작업자를 보호하기 위한 사고 예방 수단 마련이 시급한 실정이다.
특히, 위와 같은 현장의 작업자들은 외부와 멀리 떨어져 소수의 인원만이 함께 일하는 경우가 많으며 외부와 단절되는 경우도 발생할 수 있으므로, 위험에 처 하였음에도 타인이 이를 인지하지 못하여 도움을 주지 못하는 상황에 처할 수 있다.
따라서, 위와 같은 위험한 현장에서 일하는 작업자들은 건강상태, 위험에의 노출 여부, 위치 등을 타인이 인식하여 위험 상황 발생시 즉각적인 대처를 할 수 있는 환경의 마련이 절실히 요구된다. 아울러, 작업자 스스로도 이같은 위험 상황을 외부로 전달할 수 있는 수단이 마련된다면 사고 발생률을 크게 감소시킬 수 있을 것이다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 위와 같은 산업 현장에서 작업자가 착용하는 안전모로서 작업자의 맥박수와 체온, 움직임 상태, 탈/부착 여부, VOC 가스 유무 등을 스스로 확인하거나 외부에서 모니터링할 수 있도록 하여 사고 발생을 예방하고 사고 발생 시 즉각적인 대응을 할 수 있는 생체 신호 감지형 안전모를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 운동선수 및 일반인들이 착용하는 헤드 벤드 및 모자로서 착용자의 건강 상태 및 위험 상황 발생 여부를 착용자 스스로 또는 외부에서 확인할 수 있는 생체 신호 감지형 헤드 벤드 및 모자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 상기와 같은 생체 신호 감지형 안전모, 헤드 벤드 및 모자를 이용하여 착용자들의 건강 상태 및 안전 여부를 감시할 수 있는 안전 감시 시스템을 제공 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 생체로부터 전달되는 맥박 신호 및 체온 신호를 검출하는 감지 센서와 상기 감지 센서에 연결되어 상기 감지 센서에서 검출된 검출 신호를 전기적 신호로 변환하는 변환기를 포함하는 생체 신호 감지형 안전모와; 상기 변환기에 유/무선으로 연결되어 상기 검출 신호를 전달 받아 착용자 스스로가 자신의 건강 이상 유무를 확인할 수 있는 뷰어와; 상기 변환기에 무선으로 연결되어 상기 검출 신호를 전달 받아 작업자의 건강 이상 유무를 확인할 수 있도록 하는 서버;를 포함하여 구성되는 안전 감시 시스템을 제공한다.
상기 감지 센서는 움직임 감지 센서, 탈/부착 상태 감지 센서 및 VOC 가스 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 뷰어는 착용자가 직접 착용하는 것으로 착용자가 자신의 맥박수, 체온 및 VOC 가스 유무를 감시할 수 있으며, 착용자가 자신의 위험을 상기 서버에 알릴 수 있다.
상기 서버는 착용자의 맥박수와 체온, 탈/부착여부, 착용자의 움직임, VOC 가스 유무 및 착용자가 보낸 위험 신호를 확인할 수 있다.
상기 생체 신호 감지형 안전모는 예를 들어 통신용 모듈인 jig bee, LBS, blue tooth, CDMA 또는 GPS 등을 포함할 수 있으며, 이를 통해 상기 서버에서 착용자의 위치를 확인할 수 있다.
상기 맥박 신호를 측정하는 맥박센서는 광방식, 압전 방식, 임피던스 방식 또는 마이크 방식을 사용할 수 있다.
상기 맥박센서는 착용자의 관자놀이 부분에 접촉하도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 체온 신호를 측정하는 체온센서는 착용자의 피부에 접촉하도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 탈/부착 상태 감지 센서로는 맴브레인 센서를 사용할 수 있다. 상기 맴브레인 센서는 상부전극, 외부의 압력에 의해 상부전극을 가압하는 상부버튼 및 상호 분리되어 배치되되 상기 상부버튼에 의해 가압된 상부전극에 의해 연결되는 제1 하부전극 및 제2 하부전극을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 움직임 센서는 압전센서로서 착용자의 움직임에 대하여 반응할 수 있다.
상기 VOC 가스 감지 센서는 주변에 유해가스가 발생하였는지 여부를 측정할 수 있다.
상기 변환기, 뷰어 및 서버 간에 사용되는 무선 통신은 양방향 통신으로서 예를 들어 Jig bee, blue tooth, LBS, 무선 랜 또는 CDMA 통신망 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 안전 감시 시스템에 따르면, 착용자의 맥박수 및 체온, 안전모, 헤드 벤드 또는 모자의 탈/부착 여부, 착용자의 움직임 등을 검출하여 착용자 스스 로 또는 서버 관리자가 착용자의 상태를 항시 확인하여 안전사고에 대하여 미리 예방할 수 있다. 또한 착용자의 위치 및 환경을 확인하여 작업가능성의 여부를 확인할 수 있고, 착용자가 자신의 건강 상태의 이상 및 위험 발생 여부를 미리 외부에 알림으로써 안전사고로부터 벗어날 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 안전 감시 시스템은, 건설현장, 공장 등의 산업 현장에서 사용하는 안전모, 소방용 안전모, 군용 헬멧, 오토바이 및 바이크 등의 헬멧 등에 효과적으로 활용될 수 있으며, 나아가 운동선수 및 일반인이 사용하는 헤어벤드 및 모자 등에도 널리 적용될 수 있다.
이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 감지형 안전모를 이용한 안전 감시 시스템의 전체 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안전 감시 시스템은, 생체로부터 전달되는 맥박 신호 및 체온 신호 등을 검출하는 감지 센서와 상기 감지 센서에 연결되어 상기 감지 센서에서 검출된 검출 신호를 전기적 신호로 변환하는 변환기를 포함하는 생체 신호 감지형 안전모와, 상기 변환기에 유/무선으로 연결되어 상기 검출 신호를 전달 받는 뷰어와, 상기 변환기에 무선으로 연결되어 상기 검출 신호를 전달 받는 서버를 포함하여 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 생체 신호 감지형 안전모의 감지 센서를 통해 검출된 맥박 신호 및 체온 신호, 움직임, 탈/부착 상태, VOC 가스 유무 등에 대한 신호는 변환기에서 전기적 신호로 변환되어 뷰어 및 서버로 전달된다.
생체 신호 감지형 안전모 착용자는 뷰어를 통해 스스로 자신의 건강 이상 유무 및 주변 환경 상태 등을 확인할 수 있어 위험 상황 발생시 이를 외부에 알릴 수 있다. 또한, 서버 관리자는 서버에 나타나는 위 정보들을 확인하여 사고를 예방할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 감지형 안전모를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 감지형 안전모는 건설현장, 공장 등의 산업 현장에서 사용하는 안전모, 소방용 안전모, 군용 헬멧, 오토바이 및 바이크용 헬멧 등에 적용될 수 있는 것으로, 맥박 신호 및 체온 신호, 움직임, 상태, VOC 가스 유무 등을 검출할 수 있는 감지 센서가 장착되며, 감지 센서에서 검출된 각종 정보들을 착용자 스스로 또는 서버를 통해 관리자가 확인할 수 있게 하여 사고를 예방할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 감지형 안전모는 내피(120) 및 외피(110)를 포함하며, 내피(120)는 지지대(121) 및 지지끈(122)을 포함하여 구성된다. 지지끈(122)에는 맥박 센서(131)), 체온 센서(132), 움직임 감지 센서(134), 탈/부착 상태 감지 센서(133) 및 VOC 가스 감지 센서(135) 및 변환기(141)가 장착된다.
맥박 센서(131))는 착용자의 맥박수를 측정하는 센서로서 맥박수의 측정을 보다 정확하게 하기 위하여 지지끈(122) 내측의 착용자의 관자놀이 부분이 접촉되는 부분에 배치되는 것이 바람직하다.
맥박 센서(131))에는 예를 들어 광방식, 압전 방식, 임피던스 방식 또는 마이크 방식 등이 사용될 수 있다.
체온 센서(132)는 착용자의 체온을 측정하는 센서로서 착용자의 이마, 관자놀이 주위 등 피부와 접촉될 수 있도록 지지끈(122) 내측에 위치하는 것이 바람직하다.
탈/부착 상태 감지 센서(133)는 착용자에게 안전모가 착용되어 있는지를 감지하는 센서로서 예를 들어 맴브레인 센서가 사용될 수 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈/부착 상태 감지 센서(133)를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈/부착 상태 감지 센서(133)의 구성요소를 보여주는 사진이다. 도 3 및 도 4는 맴브레인 센서가 적용된 탈/부착 상태 감지 센서(133)를 예시한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈/부착 상 태 감지 센서(133)는 상부기판(213), 하부기판(211), 상부전극(225), 상부버튼(215) 및 하부전극(223)으로 구성된다. 하부전극(223)은 상호 분리되어 교대로 배치되는 제1 하부전극 및 제2 하부전극으로 구성되며, 외부의 압력에 의해 상부버튼(215)이 가압되면 상부전극(225)이 제1 하부전극 및 제2 하부전극에 밀착되어 이들을 전기적으로 연결시켜 탈/부착 여부를 감지하게 된다. 즉, 안전모를 착용하게 되면 상부버튼(215)이 가압되어 제1 하부전극과 제2 하부전극을 전기적으로 연결시켜 착용 상태를 감지하게 되고, 탈모하게 되면 상부버튼(215)에 가해진 압력이 제거되면서 제1 하부전극과 제2 하부전극이 전기적으로 분리되어 탈모 상태를 감지하게 된다.
탈/부착 상태 감지 센서(133)는 본 실시예에서와 같이 여러 개의 버튼을 배치하여 착용 상태에 대한 센서티브티를 높일 수 있다.
움직임 감지 센서(134)는 착용자의 움직임 여부를 감지할 수 있는 센서이며, VOC 가스 감지 센서(135)는 주변에 유해 가스가 존재하는지를 감지할 수 있는 센서이다.
움직임 감지 센서(134), 탈/부착 상태 감지 센서(133) 및 VOC 가스 감지 센서(135)가 배치되는 위치는 특별히 제한되지 아니한다.
변환기(141)는 MCU와 통신모듈로 구성이 되어 유선으로 연결된 각 센서로부터 받은 검출 신호를 A/D converter를 통하여 전기적 신호로 바꾸고, 바뀐 전기적 신호를 프로그램 처리하여 유선 또는 무선을 통하여 작업자의 뷰어로 보내 주고, 무선을 통하여 서버로 보내준다. 여기서, 무선통신으로는 jigbee, blue tooth, 무 선랜, LBS, CDMA 망 등 다양한 통신시스템이 사용될 수 있다. 이러한 통신모듈은 통신망을 통해 착용자의 위치를 인식할 수 있다.
한편, 상기 생체 신호 감지형 안전모에는 GPS 모듈이 더 장착될 수 있으며, 서버는 이를 통해 착용자의 위치를 실내 뿐만 아니라 실외에서도 인식할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 생체 신호 감지형 안전모의 예시 사진으로서, 안전모와 안전모 지지대(121)에 센서가 설치된 상태를 보여주는 사진이다. 안전모 지지끈(122)에 설치된 세곳의 센서는 각각 VOC, 맥박/체온센서, 탈/부착 센서의 위치를 나타낸다.
한편, 앞서 설명한 각종 감지 센서 및 변환기(141)는 운동 선수 및 일반인들이 착용하는 헤드 벤드 및 모자에도 적용될 수 있다. 도 5b는 본 발명의 생체 신호 감지형 헤드 벤드의 예시 사진으로서, 도 5b는 헤드 벤드 및 헤드 벤드에 센서가 설치된 상태를 보여주는 사진이다. 헤드 벤드에 설치된 3개의 센서는 각각 맥박센서, 체온 센서, 탈/부착 센서를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 뷰어 단말기의 사진이다.
뷰어는 MCU와 통신모듈, LCM으로 구성이 되며, 유선 또는 무선으로 변환기(141)와 연결된다. 뷰어는 변환기(141)로 부터 통신모듈을 통하여 착용자의 맥박수, 체온, 환경 상태 등을 전달 받고, 이 정보들이 LCM에 나타나며, 작업자는 뷰어를 통해 자신의 건강 상태 및 작업 환경을 확인할 수 있다. 또한, SOS 버튼이 존재하여 위험 상황 발생시 스스로 SOS 버튼을 눌러서 서버에 위험을 알릴 수 있다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버 화면을 보여 주는 사진이다.
서버는 통신 모듈과 메인 컴퓨터 서버로 구성되며, 무선으로 변환기(141) 또는 뷰어와 연결되어 착용자의 맥박수, 체온, 환경상태, 작업자의 위치와 탈/부착 상태들이 나타나게 된다. 또한, 뷰어에서 보내오는 SOS 위험 신호를 전달 받을 수 있고, 서버 관리자는 원하는 작업자를 선택하여 수시로 건강상태를 검사할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이고 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 감지형 안전모를 이용한 안전 감시 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 감지형 안전모를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈/부착 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈/부착 센서의 구성요소를 보여주는 사진이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 감지형 안전모 및 헤드 벤드의 사진으로서, 도 5a는 안전모와 안전모 지지대에 센서가 설치된 상태를 보여주는 사진이고, 도 5b는 헤드 벤드 및 헤드 벤드에 센서가 설치된 상태를 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 뷰어 단말기의 사진이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버 화면을 보여 주는 사진이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110: 외피 120: 내피
121: 지지대 122: 지지끈
131: 맥박 센서 132: 체온 센서
133: 탈/부착 상태 감지 센서
134: 움직임 감지 센서 135: VOC 가스 감지 센서
141: 변환기 211: 하부 기판
213: 상부 기판 215: 상부 버튼
221: 스페이서 223: 하부 전극
225: 상부 전극

Claims (12)

  1. 생체로부터 전달되는 맥박 신호 및 체온 신호를 검출하는 감지 센서와 상기 감지 센서에 연결되어 상기 감지 센서에서 검출된 검출 신호를 전기적 신호로 변환하는 변환기를 포함하는 생체 신호 감지형 안전모와;
    상기 변환기에 유/무선으로 연결되어 상기 검출 신호를 전달 받아 착용자 스스로가 자신의 건강 이상 유무를 확인할 수 있는 뷰어와;
    상기 변환기에 무선으로 연결되어 상기 검출 신호를 전달 받아 작업자의 건강 이상 유무를 확인할 수 있도록 하는 서버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지 센서는 움직임 감지 센서, 탈/부착 상태 감지 센서 및 VOC 가스 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 뷰어는 착용자가 직접 착용하는 것으로 착용자가 자신의 맥박수, 체온 및 VOC 가스 유무를 감시할 수 있으며, 착용자가 자신의 위험을 상기 서버에 알릴 수 있는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서버는 착용자의 맥박수와 체온, 탈/부착여부, 착용자의 움직임, VOC 가스 유무 및 착용자가 보낸 위험 신호를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생체 신호 감지형 안전모는 GPS 모듈을 더 포함하여 상기 서버에서 착용자의 위치를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 맥박 신호를 측정하는 맥박센서는 광방식, 압전 방식, 임피던스 방식 또는 마이크 방식을 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 맥박센서 착용자의 관자놀이 부분에 접촉하도록 배치되며,
    상기 체온 신호를 측정하는 체온센서는 착용자의 피부에 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탈/부착 상태 감지 센서는 맴브레인 센서인 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 맴브레인 센서는 상부전극, 외부의 압력에 의해 상부전극을 가압하는 상부버튼 및 상호 분리되어 배치되되 상기 상부버튼에 의해 가압된 상부전극에 의해 연결되는 제1 하부전극 및 제2 하부전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 센서는 압전센서로서 착용자의 움직임에 대하여 반응하는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 VOC 가스 감지 센서는 유해가스 유무를 측정하는 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 변환기, 뷰어 및 서버 간에 사용되는 무선 통신은 Jig bee, blue tooth, 무선 랜 또는 CDMA 통신망인 것을 특징으로 하는 안전 감시 시스템.
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