KR20130056479A - 착용형 정보 수집장치 - Google Patents

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유회준
이슬기
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명의 착용형 정보 수집장치는 외부 환경에 노출되는 착용형 제품에 설치되어 환경 정보를 수집하는 제1형 센서; 및 신체에 접촉하는 착용형 제품에 설치되어 생체 정보를 수집하는 제2형 센서를 포함한다.

Description

착용형 정보 수집장치 {Wearable Monitoring Device}
본 발명은 착용형 정보 수집장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 환경 정보 및 생체 정보를 수집할 수 있는 착용형 정보 수집장치에 관한 것이다.
외부 환경에서 발생할 수 있는 위험 등으로부터 인간을 보호하기 위해서 인간이 움직이는 동안에도 주변 환경 데이터를 수집하려는 노력이 계속 진행되고 있다. 특히, 소방관/경찰관/군인 등이 특수 임무를 수행하는 과정에서 위험 감지 및 이에 따른 경고를 제공하기 위해 이러한 데이터 수집은 더욱 요구된다.
또한, 인간의 주변 환경에 대한 데이터뿐만 아니라 인간의 생체 정보를 수집할 필요성도 증대되고 있다. 특히, 의료 환자 또는 마라톤 선수 등의 생체 정보에 대한 지속적인 모니터링이 요구된다. 이는 재난 상황 또는 응급 상황을 미연에 방지하거나 조속한 조치를 취하기 위에서는 더욱 그러하다. 이때, 데이터 수집은 인간에게 미치는 불편함 및 이동 제한성을 최소화할 수 있는 방식으로 이루어져야 할 필요가 있다.
또한, 인간 주변의 환경 정보 또는 생체 정보를 간섭을 최소화 하면서 필요한 외부 기기로 전달하는 통신 수단이 요구된다. 종래에 블루투스(Bluetooth)와 같은 통신 방식을 이용하였지만, 이러한 통신 방식은 간섭이나 외부로부터 침해의 위험성이 매우 크다.
따라서, 인간 주변의 환경 정보 또는 생체 정보를 효과적으로 수집하고, 수집된 데이터를 저전력 및 비간섭 형태로 안전하게 외부로 전달할 수 있는 장치에 대한 필요성이 커지고 있다.
한국등록공보 제10-0990490호
본 발명은 종래의 필요성을 충족시키기 위해 안출된 것으로써, 인간의 이동 제한성 및 불편함을 최소화하여 인체 주변의 환경 정보 및 생체 정보를 고도의 신뢰성을 갖고 효과적으로 수집할 수 있는 착용형 정보 수집장치를 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 수집된 정보를 간섭 없이 저전력으로 외부에 전달할 수 있는 착용형 정보 수집장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 착용형 정보 수집장치는 외부 환경에 노출되는 착용형 제품에 설치되어 환경 정보를 수집하는 제1형 센서; 및 신체에 접촉하는 착용형 제품에 설치되어 생체 정보를 수집하는 제2형 센서를 포함한다.
제1형 센서 및 제2형 센서는 각각 WBAN 규격의 송수신기를 구비한다.
착용형 정보 수집장치는 제1형 센서 및 제2형 센서로부터 환경 정보 및 생체 정보를 수집하여 외부 단말에 전송할 수 있는 휴대형 베이스 스테이션 단말기를 더 포함할 수 있다.
휴대형 베이스 스테이션 단말기는 제1형 센서 및 제2형 센서와 통신할 수 있는 WBAN 규격의 송수신기; 및 외부 단말과 통신할 수 있는 무선 통신 송수신기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 인간의 이동 제한성 및 불편함을 최소화하여 인체 주변의 환경 정보 및 생체 정보를 효과적으로 수집할 수 있는 착용형 정보 수집장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 상기 수집된 정보를 간섭 없이 저전력으로 외부에 전달할 수 있는 착용형 정보 수집장치를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 정보 수집장치의 구성도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 정보 수집장치의 블록 다이어그램이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 표시됨을 유의해야 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 정보 수집장치의 구성도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 착용형 정보 수집장치는 외부 환경에 노출되는 착용형 제품에 설치되어 환경 정보를 수집하는 제1형 센서(100: 100a, 100b, 100c), 및 신체에 접촉하는 착용형 제품에 설치되어 생체 정보를 수집하는 제2형 센서(200)를 포함할 수 있다.
여기서, 착용형 제품은 생체 정보와 환경 정보를 동시에 검출할 필요성이 있는 임의의 생물에 의해 착용될 수 있다. 본 명세서에서는 인간을 그 대상으로 설명하나 이는 하나의 예시로서 제한적인 의미로 해석되지 않는다.
제1형 센서(100)는 외부 환경에 노출되는 착용형 제품에 설치되어 환경 정보를 수집할 수 있다. 환경 정보는 외부 환경의 온도, 습도 및 조도뿐 아니라 주변의 소리 및 영상을 포함할 수 있다. 이와 같이, 외부 환경의 소리 및 영상 정보를 검출할 수 있으므로, 위험 상황 등의 위급시에 착용자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다.
환경 정보를 검출하기 위해 제1형 센서(100)가 부착되는 착용형 제품은 인간이 착용시에 일반적으로 외부 환경에 노출되는 제품일 수 있다. 도1에서는 모자의 외부, 겉옷 및 신발에 부착된 제1형 센서(100a, 100b, 100c)가 예시된다. 하지만, 이외에도 착용시에 외부 환경에 노출될 수 있는 임의의 착용형 제품에 제1형 센서(100)가 부착될 수 있다.
제2형 센서(200)는 신체에 접촉하는 착용형 제품에 설치되어 생체 정보를 수집할 수 있다. 생체 정보는 착용형 제품을 착용하는 신체의 체온, 혈압, 맥박, 심전도, 뇌전도, 근전도, 피부 전도도 및 조직 임피던스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
생체 정보를 검출하기 위해 제2형 센서(200)가 부착되는 착용형 제품은 인간이 착용시에 일반적으로 신체에 접촉되는 제품일 수 있다. 도1에서는 속옷에 부착된 제2형 센서(200)가 예시된다. 하지만, 이외에도 착용시에 신체에 접촉할 수 있는 착용형 제품에 제2형 센서(200)가 부착될 수 있다. 예컨대 제2형 센서(200)는 모자의 내부 또는 신발의 내부에 부착되는 것도 가능하다.
이와 같이 수집하려는 정보의 특성에 따라, 적절한 위치에 부착되는 두 가지 종류의 센서를 모두 포함하도록 함으로써 신뢰성을 가지고 필요한 정보를 수집할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제1형 센서(100) 및/또는 제2형 센서(200)는 직물형 인쇄회로기판 상에 구현될 수 있다. 이와 같이 직물형 인쇄회로기판 상에 센서들을 구현함으로써 사람이 상기 센서들이 부착된 착용형 제품을 착용하더라도 이물감 및 불편함이 최소화될 수 있다.
제1형 센서(100) 및/또는 제2형 센서(200)는 착용형 제품에 통합되어 집적될 수 있다. 또한, 제1형 센서(100) 및/또는 제2형 센서(200)는 착용형 제품에 탈부착되도록 제작하는 것도 가능하다. 따라서, 착용형 제품의 세탁시에 센서들이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 착용형 정보 수집장치는 제1형 센서(100) 및/또는 제2형 센서(200)로부터 환경 정보 및 생체 정보를 수집할 수 있는 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)를 더 포함할 수 있다.
제1형 센서(100) 및/또는 제2형 센서(200)는 자신이 수집한 환경 정보 및 생체 정보를 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)에 전송할 수 있다. 이를 위해 제1형 센서(100), 제2형 센서(200) 및 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)는 각각 WBAN(Wearable Body Area Network) 규격의 송수신기를 구비할 수 있다. WBAN 규격은 1~2m 이내의 거리에서만 통신이 가능한 통신 방식이다.
본원 발명의 실시예에 따라 다수개의 제1형 센서(100)가 포함될 수 있으며, 이때 다수개의 제1형 센서는 서로 유선 혹은 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 다수 개의 제2형 센서(200)가 포함되는 것도 가능하면, 이때 다수개의 제2형 센서는 서로 유선 혹은 무선으로 연결될 수 있다. 이와 같이 제1형 센서(100)들 서로 또는 제2형 센서들 서로 연결됨으로써 서로 간에 정보등이 교환될 수 있다. 다수개의 제1형 센서(100)들이 유선으로 연결된 경우, 상기 다수개의 제1형 센서(100) 중 하나에만 WBAN 송수신기가 장착될 수 있다. 이와 마찬가지로, 다수개의 제2형 센서(200)들이 유선으로 연결된 경우, 상기 다수개의 제2형 센서(100) 중 하나에만 WBAN 송수신기가 장착될 수 있다.
이와 같이, WBAN 규격에 맞는 송수신 방식을 이용함으로써 제1형 센서(100) 및/또는 제2형 센서(200)는 자신의 검출 정보를 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)까지만 전송하면 되므로 전력 소모를 줄일 수 있다. 이에 따라 제1형 센서(100) 및/또는 제2형 센서(200)는 저전력으로 장기간 사용될 수 있다. 또한, 상기 센서들(100, 200)로부터의 정보, 특히 생체 정보와 같은 개인 정보가 직접 외부 단말(400)까지 전달되는 것이 아니므로, 외부 수신 장치등에 의해 침해될 가능성이 현저히 낮아질 수 있다. 또한, 공용 무선 통신 시스템을 이용하여 전달되는 것이 아니므로, 상기 센서들(100, 200)로부터 수집된 정보가 간섭없이 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)에 전송될 수 있다.
WBAN 규격에 맞는 송수신 방식으로는 광대역(Ultra Wideband) 통신, 협대역(Narrow Band) 통신, 및 인체통신이 포함된다. 제1형 센서(100)와 제2형 센서(200)는 비트 레졸루션(bit resolution)과 샘플링 레이트(sampling rate) 중 적어도 어느 하나를 고려하여 송수신하는 데이터 양에 따라 상기 세가지 중 하나의 통신 방식을 선택하여 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)와 통신할 수 있다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 정보 수집장치의 블록 다이어그램이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)는 제1형 센서(100) 및 제2형 센서(200)로부터 수신한 환경 정보 및 생체 정보를 외부 단말(400)에 전송할 수 있다. 이때, 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)가 외부 단말(400)과 통신할 수 있도록 무선 통신 송수신기를 더 포함할 수 있다. 여기서 무선 통신 송수신기는 외부 단말(400)과 블루투스, Zigbee, Wifi, 또는 3G와 같은 상용 무선 통신 방식으로 통신할 수 있다.
이때, 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)는 제1형 센서(100) 및 제2형 센서(200)에서 수집된 환경 정보 및 생체 정보에 대해서 소정의 필요한 가공을 수행하여 외부 단말(400)에 전송할 수 있다. 예컨대, 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)는 상기 환경 정보 및 생체 정보에 대해서 압축, 암호화, 필터링(filtering) 및/또는 저장하는 가공을 수행한 후 외부 단말(400)에 전송할 수 있다. 이와 같이 소정의 가공이 수행된 생체 정보 및 환경 정보가 외부 단말(400)로 전달되므로 개인 정보에 대한 침해의 가능성이 더욱 낮아질 수 있다.
이때, 외부 단말(400)을 통해 상기 센서들(100, 200)을 구비한 착용형 제품의 착용자의 외부 상태 및 생체 상태를 모니터링할 수 있다. 이때, 모니터링 결과에 따라 위급 상황 또는 위험 상황이 발생한 경우, 또는 정기적인 모니터링 결과 보고가 필요한 때에는 이러한 정보를 역으로 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)로 전송하는 것도 가능하다. 이에 따라 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300) 이러한 위급 상황 또는 위험 상황, 또는 정기적인 모니터링 결과를 착용자에게 인지시킬 수 있다. 예컨대, 경고음 또는 진동을 통해 위험 상황 또는 위급 상황을 인지시킬 수 있다. 또는 휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)의 디스플레이 화면을 통해 모니터링 결과를 표시하는 것도 가능하다.
휴대형 베이스 스테이션 단말기(300)는 제1형 센서(100) 및 제2형 센서(200)에 위험 상황 또는 위급 상황 등을 전달하여 착용자에게 인지시키는 것도 가능하다. 또는, 이러한 위험 상황 또는 위급 상황 시에는 제1형 센서(100) 및 제2형 센서(200)로 하여금 더욱 조밀하게 데이터를 수집할 것을 명령할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 착용형 정보 수집장치를 이용하면 인간이 움직이는 동안에도 인간 주변의 환경 정보 및 생체 정보를 신뢰성 있는 위치에서 수집할 수 있다. 또한, 이렇게 수집된 정보, 특히 개인적인 정보가 상용 무선통신 시스템을 통해 외부 단말까지 직접 전달되는 것이 방지되어 개인 정보의 침해 가능을 낮출 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 착용형 정보 수집장치를 이용하면 센서들이 수집된 환경 정보 및 생체 정보를 저전력으로 용이하게 개개인이 휴대하는 베이스 스테이션 단말기에 전달할 수 있다. 따라서, 센서 배터리의 수명이 연장될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 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 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제1형 센서
200: 제2형 센서
300: 휴대형 베이스 스테이션 단말기
400: 외부 단말기

Claims (12)

  1. 외부 환경에 노출되는 착용형 제품에 설치되어 환경 정보를 수집하는 제1형 센서; 및
    신체에 접촉하는 착용형 제품에 설치되어 생체 정보를 수집하는 제2형 센서를 포함하는,
    착용형 정보 수집장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1형 센서는 상기 외부 환경의 온도, 습도, 조도, 소리 및 영상 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2형 센서는 상기 신체의 체온, 혈압, 맥박, 심전도, 뇌전도, 근전도, 피부 전도도 및 조직 임피던스 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1형 센서 및 상기 제2형 센서는 각각 WBAN 규격의 송수신기를 구비하는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 송수신기는 해당 센서의 비트 레졸루션 및 샘플링 레이트 중 적어도 하나에 따라 광대역 통신, 협대역 통신 및 인체 통신 중 어느 하나의 통신 방법을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1형 센서 및 상기 제2형 센서로부터 상기 환경 정보 및 상기 생체 정보를 수집하는 휴대형 베이스 스테이션 단말기를 더 포함하며,
    상기 휴대형 베이스 스테이션 단말기는 상기 제1형 센서 및 상기 제2형 센서와 통신할 수 있는 WBAN 규격의 송수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 휴대형 베이스 스테이션 단말기는 무선 통신 송수신기를 더 포함하여 상기 환경 정보 및 상기 생체 정보를 외부 단말에 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1형 센서 및 상기 제2형 센서 중 적어도 하나는 직물형 인쇄회로기판상에 구현되는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1형 센서 및 상기 제2형 센서 중 적어도 하나는 상기 착용형 제품에 통합되어 집적되거나 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1형 센서는 복수개의 제1형 센서를 포함하고 상기 제2형 센서는 복수개의 제2형 센서를 포함하며,
    상기 복수개의 제1형 센서는 서로 유선 또는 무선으로 연결되고 상기 복수개의 제2형 센서는 서로 유선 또는 무선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 제1형 센서는 서로 유선으로 연결되며 상기 복수개의 제1형 센서 중 하나의 제1형 센서만 WBAN 규격의 송수신기를 구비하는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 제2형 센서는 서로 유선으로 연결되며 상기 복수개의 제2형 센서 중 하나의 제2형 센서만 WBAN 규격의 송수신기를 구비하는 것을 특징으로 하는 착용형 정보 수집장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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