KR20150002778A - 넘어짐 검출용 바닥 덮개 단위요소 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하여 넘어짐 검출용 바닥 덮개 단위요소(1)가 제공되는바, 상기 바닥 덮개 단위요소(1)는: 가장자리들(5, 7, 9, 11)에 의하여 한정된 몸체(3); 선택된 기하형태에 따라서 상기 몸체(3) 안에 분포된 복수의 압력 센서(23)들; 상기 압력 센서(23)들 중 적어도 일부에 연결되고, 상기 압력 센서(23)들의 상태 정보를 수집하도록 구성된, 프로세싱 유닛(processing unit; 27); 및 상기 프로세싱 유닛(27)에 각각 연결된 적어도 하나의 제1 커넥터(15, 17, 21) 및 제2 커넥터(19)로서, 다른 유사한 단위요소의 커넥터에 연결가능하도록 구성되고 가장자리(5, 7, 9, 11)의 영역에 배치된, 제1 커넥터 및 제2 커넥터;를 포함한다. 상기 프로세싱 유닛(27)은: 상기 상태 정보로부터 도출된 위치 정보를 상기 단위요소(1)의 위치 정보와 연계시키고; 제1의 다른 유사한 단위요소로부터 발생한 정보를 제1 커넥터(15, 17, 21)를 통해 수신하고; 상기 연계된 정보 및/또는 수신된 정보를 제2 커넥터(19)를 통하여 제2의 다른 유사한 단위요소로 송신하도록; 구성된다.

Description

넘어짐 검출용 바닥 덮개 단위요소{Floor covering item for detecting droppages}
본 발명은 바닥 덮개 단위요소의 분야에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 사람의 넘어짐을 검출할 수 있는 바닥 덮개에 관한 것이다.
모든 선진국들에서는 인구의 노화가 진행되고 있다. 이와 같은 노화는 60세 이상의 사람들의 수의 매우 급격한 증가에서 알 수 있다. 이와 같은 상황은 공공 의료의 분야에서 실제 당면한 과제를 발생시킨다. 또한 그것은 노인들의 의존성 관리에 있어서의 심각한 문제를 유발한다.
그 이유는 노인들의 예상 수명이 매년 증가하고 있기 때문이다. 또한, 사회 구조의 진화로 인하여 이 사람들이 더욱더 고독하게 되는 결과를 낳거나 또는 특수 시설(specialised structure) 내에 살게 되는 결과를 낳게 되었다.
혼자 사는 사람들에 있어서 이와 같은 고독은 중요한 문제인데, 왜냐하면 그들은 도움을 청할 능력의 부재로 인하여 넘어짐으로 인해 사망할 위험이 있기 때문이다. 특수 시설들의 경우, 보호 직원(care staff)들과 보호를 제공하기 위한 현실적인 비용을 합리적인 수준으로 유지함이 바람직한 경우, 그럼에도 불구하고 관리 부족으로 인한 책임에 대한 소송 위험이 없도록 하기 위해서는, 넘어짐의 검출이 매우 중요하다.
이와 같은 문제에 대한 증가하는 관심으로 인하여 연구들이 수행되어 왔으며, 이에 따르면 넘어짐이 적시에 검출되지 않거나 또는 넘어짐 후에 적시에 적절치 치료받지 못한 결과로 프랑스에서만 매년 7500명 이상이 사망하는 것으로 드러났다.
출원인은 그러한 넘어짐을 검출할 수 있는 장치를 제안해 온바, 예를 들면 표준적인 치수를 갖는 완전한 바닥 또는 카페트의 형태를 갖는 장치를 제안해 왔다. 이와 같은 장치는 프랑스 특허출원 FR 11/02512에 개시되어 있다. 그 장치는 예를 들어 병원 또는 노인 아파트와 같은 곳에서 사용될 수 있으며, 상기 넘어짐을 검출하기 위하여, 넘어짐으로 인해 발생하는 압력을 정해진 위치와 연계된 전기 신호로 전환함에 기초한다. 이와 같은 장치는 건강 시설의 모든 바닥에 구비되거나, 또는 노인들이 걸어다니도록 의도된 건강 시설의 적어도 일부분에 구비될 수 있다.
상기 장치는 그 목적에 부합하게 작동하는 것으로 나타났다. 그러나, 상기 장치는 다른 필요사항을 발생하게 하였다. 출원인은 위와 같은 장치의 설계 및 생산이, 그 장치가 설치될 장소의 특성을 고려하지 않고 이루어졌다는 것을 알게 되었다. 이것은 그들이 사용될 환경, 다시 말하면 침실, 복도, 및 공동사용실에 있어서의 "감응성 카페트(sensitive carpet)"의 적합성을 제한한다. 이것은, 덮여야 하는 바닥의 형상 및 표면이 매우 다양하기 때문이다. 따라서, 높은 비용을 감수하더라도 매우 다양한 형상 및 표면을 갖는 (심지어는 측정에 따라 주문제작되는) 카페트 및 덮개가 제안되거나, 또는 적합성은 다소 부족하더라도 비용이 높지 않은 제한된 모델들이 제안되어 왔다. 이것은 완전히 만족스럽지 못하다.
한편, 그와 같은 감응성 바닥 덮개는 덮는 표면에 실질적으로 비례하는 양의 전기 케이블의 사용을 필요로 한다. 건강 시설의 복도와 같이 넓은 표면이 덮여야 하는 경우에는, 그것의 공간 조건과 양 때문에 전기 케이블이 중요한 변수가 된다. 전기 케이블과 관련된 비용 증가는, 필요한 케이블의 양과 케이블 조립에 필요한 시간의 관점 모두에서, 상기 감응성 바닥 덮개의 사용을 제한하고자 하는 노력을 유발한다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하는 바닥 덮개 단위요소를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 위하여 넘어짐 검출용 바닥 덮개 단위요소가 제안되는바, 상기 바닥 덮개 단위요소는:
가장자리들에 의하여 한정된 몸체;
선택된 기하형태에 따라서 상기 몸체 안에 분포된 복수의 압력 센서들;
상기 압력 센서들 중 적어도 일부에 연결되고, 상기 압력 센서들의 상태 정보를 수집하도록 구성된, 프로세싱 유닛(processing unit); 및
상기 프로세싱 유닛에 각각 연결된 적어도 하나의 제1 소켓(first socket) 및 제2 소켓으로서, 다른 유사한 단위요소의 소켓에 연결가능하도록 구성되고 가장자리의 영역에 배치된, 제1 소켓 및 제2 소켓;을 포함한다.
상기 프로세싱 유닛은:
상기 상태 정보로부터 도출된 위치 정보를 상기 단위요소의 위치 정보와 연계시키고;
제1의 다른 유사한 단위요소로부터 발생한 정보를 제1 소켓을 통해 수신하고;
상기 연계된 정보 및/또는 수신된 정보를 제2 소켓을 통하여 제2의 다른 유사한 단위요소로 송신하도록; 구성된다.
또한, 위와 같은 단위요소는 다음과 같은 특징들을 선택적으로 가질 수 있다:
- 상기 표면층과 하측층 각각이 대향하는 면에 필름(film)을 포함하고, 상기 필름은 일 세트의 도전성 스트립들(conductive strips)을 구비하며, 상기 도전성 스트립들은 각 세트에서 실질적으로 평행하고, 상기 도전성 스트립들의 세트들은, 개별 세트들의 도전성 스트립들이 상기 중간층의 구멍들의 영역 안에서 서로에 대해 실질적으로 직각을 이루어 교차하도록 구성되어, 교차지점마다 압력 센서가 형성된다.
- 상기 몸체는 전체적으로 직사각형 또는 정사각형이고, 상기 프로세싱 유닛은 상기 몸체의 모서리부(corner)에 배치된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 수 개의 단위요소들로 이루어진 세트를 포함하는 키트가 제공된다. 상기 세트는, 넘어짐의 검출을 위한 중앙 유닛(central unit)을 더 포함할 수 있는바, 상기 중앙 유닛은:
적어도 하나의 단위요소의 적어도 하나의 소켓에 연결될 수 있는 소켓; 및
상기 소켓에 연결되는 프로세서(processor);를 포함하며,
상기 프로세서는:
단위요소의 식별 정보와 연관된, 압력 센서들의 위치 정보에 연계된 상태 정보를 압력 센서들로부터 수집하고;
상기 수집된 정보로부터, 상호연결된 단위요소들의 조립체의 상태 매트릭스(status matrix)를 계산하며;
상기 상태 매트릭스로부터 주의 상태(alert status)를 검출하고;
검출된 주의 상태에 따라서 선택되는 주의 신호(alert signal)를 송신하도록; 구성된다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 하기의 첨부 도면들을 참조로 하되 비제한적인 예로서 제시되는 실시예들에 관한 하기의 설명을 읽음으로써 더 명확히 이해될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 덮개 단위요소의 개략적 평면도로서, 여기에서는 덮개 단위요소의 표면층이 제거된 채로 도시되어 있고;
도 2 는 도 1 의 덮개 단위요소의 검출부(detection portion)의 간략 전기선도(간략 electrical diagram)이고;
도 3 은 도 2 의 덮개 단위요소의 간략 전기선도와 그 주변을 도시하고;
도 4 에는 다른 실시예에 따른, 도 1 의 덮개 단위요소의 검출부의 간략 전기선도가 도시되어 있고;
도 5 는 도 4 의 덮개 단위요소의 간략 전기선도와 그 주변을 도시하고;
도 6 은 도 1 의 덮개 단위요소의 일부분의 분해도이고;
도 7 은 도 6 의 나머지에서의 덮개 단위요소의 부분단면도이고;
도 8 은 덮개 단위요소가 압력을 받는 때의 모습을 도시하는 것으로서, 도 7 과 유사한 부분단면도에 해당되며;
도 9 는 본 발명에 따른 복수의 덮개 단위요소들의 조립체의 개략도이고;
도 10 은 도 9 의 조립체의 구성상 기능(configuration function)의 흐름도의 예를 도시하며;
도 11 은 압력 센서들로 이루어진 조립체의 상태 매트릭스(state matrix)의 일 형태를 도시하며;
도 12 는 본 발명에서 구현되는 일 기능의 흐름도의 예이고;
도 13 은 본 발명에 따른 덮개 단위요소의 실시예의 부분 분해도이다.
하기의 설명과 도면들은 대부분의 경우에 있어서 특정 성질의 구성요소들을 포함한다. 그 구성요소들은 본 발명의 이해를 돕는 역할을 할 뿐만 아니라, 적용가능한 경우에는 본 발명의 정의에도 기여할 수 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 덮개 단위요소(1)는 가장자리들(5, 7, 9, 11), 소켓들(15, 17, 19, 21), 압력 센서(23)들, 케이블(25)들, 및 프로세싱 유닛(27)이 구비된 몸체(3)를 포함한다.
여기에서 "단위요소(component)"라는 용어는 일반적인 의미로 사용된 것으로서, 퍼즐 조각과 유사한 방식으로 더 큰 조립체의 일체적인 부분이 되도록 의도되는 구성요소(element)를 지칭한다. 특히, "단위요소"라는 용어는 타일, 슬라브(slab), 스트립(strip), 또는 다른 형태와 같은 바닥 덮개 요소를 지칭하는 것으로 의도되었다.
단위요소(1)는 몸체(3)의 표면층을 포함하는데, 상기 표면층은 덮개 단위요소(1)의 "내부"가 보일 수 있도록 하기 위하여 도 1 에서는 도시되지 않았다. 여기에서 설명되는 예에서, 몸체(3)는 편평한 형상을 가지며 기준축(x; y; z)에 의하여 표시된 두 개의 주된 방향들과 두께 방향을 갖는다. 몸체(3)는 네 개의 가장자리들(5, 7, 9, 11)에 의하여 정의되는 실질적인 정사각형의 형상을 가진다. 설명의 편의를 위하여, 아래에서는 가장자리(5)를 "북쪽 가장자리"로, 가장자리(7)를 "동쪽 가장자리"로, 가장자리(9)를 "서쪽 가장자리"로, 그리고 가장자리(11)를 "남쪽 가장자리"로 지칭한다. 이와 같은 지칭은, 덮개 단위 요소(1)가 일단 설치된 다음의 실제 방위와는 무관한 것이다. 상기 가장자리들(5, 7, 9, 11) 각각은 개별적으로 소켓들(15, 17, 19, 21) 중의 하나를 지지한다. 여기에서 설명되는 예에서, 몸체(3)는 각 변이 대략 60 cm의 길이를 갖는다. 변형예에서는, 몸체(3)의 변이 20 cm 내지 150 cm, 예를 들어 100cm의 측정치를 가질 수 있는바, 즉 그 표면적이 400 cm2 내지 2.25 m2 사이일 수 있다.
다른 변형예에서는, 몸체(3)가 정사각형이 아닌 다른 형상을 가질 수 있는바, 예를 들면 직사각형, 임의의 다른 다각형, 또는 적합한 폐쇄 윤곽을 갖는 다른 형상을 가질 수 있다. 덮개 단위 요소(1)는 유사한 다른 덮개 단위요소들과 조립되도록 의도된 것인바, 상기 몸체(3)의 형상 및 치수들은 대응되는 형상을 갖도록 선택된다. 다시 말하면, 몸체(3)는 복수의 조립된 덮개 단위요소들을 포함하는 패턴을 갖는 메쉬(mesh)를 형성한다. 상기 덮개 단위요소(1)들의 몸체(3)의 형상들 및 치수들은 서로 간의 조합 가능성을 유지하면서도, 조각나무 패널(parquet panel) 또는 타일과 같은 다른 기본적인 종래의 바닥 덮개 단위요소들과 같은 방식으로 미감적 또는 기능적 기준에 부합하도록 구성될 수 있다.
아래에서 설명되는 바와 같이, 몸체(3)는 상측층 또는 표면층(41)과 하측층 또는 기저층(45)을 구비한다.
상기 몸체(3)의 하측층(45)은 프로세싱 유닛(27)과 압력 센서(23)들을 지지한다. 상기 프로세싱 유닛(27)은 아래에서 도 3 을 참조로 하여 보다 상세히 설명될 것이다.
이 예에서 각각의 센서(23)는 프로세싱 유닛(27)에 전기적으로 연결되어 있다. 이와 같은 전기 연결은 도전성 와이어(conductive wire; 25)에 의하여 제공된다. 여기에서 설명되는 실시예에서 프로세싱 유닛(27)은 16개의 입력부들을 포함하는바, 그 입력부들 각각은 도전성 와이어(25)에 연결되고, 도전성 와이어 자체는 압력 센서(23)들 중의 하나에 연결된다. 이 경우, 프로세싱 유닛(27)은 그와 연계된 압력 센서(23)들과 적어도 같은 갯수의 입력부들을 포함하고, 이에 더하여 상기 소켓들(15, 17, 19, 21)에 연결된 네 개의 입출력부들이 추가된다. 변형예에서는, 상기 압력 센서(23)들과 프로세싱 유닛(27) 간의 연결이 적어도 하나의 편평한 유연성 케이블 또는 시트(sheet)를 이용하여 제공되는데, 그것의 일 예로서는 악손(Axon) 사가 판매하고 있는 "악소점프(Axojump)(등록상표) - 편평한 유연성 케이블"이라는 명칭의 제품이 있다. 다른 한편으로, 상기 프로세싱 유닛(27)은 소켓들(15, 17, 19, 21) 각각에 연결된다. 이 경우, 이와 같은 전기적 연결은 상기 압력 센서(23)들을 상기 프로세싱 유닛(27)에 연결하는 케이블과 유사한 전기 케이블에 의하여 제공된다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 임의의 다른 적합한 전기 연결 수단도 고찰할 수 있을 것이다.
도 2 는 압력 센서(23)들과 프로세싱 유닛(27)을 포함하는 단위요소(1)의 검출부의 간략 전기선도이다. 압력이 검출되지 않는 때에는, 압력 센서(23)들이 개방 위치에 있는 스위치와 동등하다. 압력이 검출되는 때에는 압력 센서들이 폐쇄 위치에 있는 스위치와 동등하다. 덮개 단위요소(1)는 전력원(31)을 포함한다. 도 2 의 경우를 제외하고는, 명확성을 위하여 도면에 상기 전력원이 도시되지 않았다. 상기 소켓들(15, 17, 19, 21)들 중 적어도 하나는 전력원(31)을 포함한다. 압력 센서(23)가 압력을 받으면, 전기 루프(electrical loop)가 폐쇄된다(닫힌다). 프로세싱 유닛(27)은 전류 변화의 해석에 의하여 상기 압력 센서(23)들 각각의 상태를 판별할 수 있다.
압력 센서(23)들은, 선택된 기하형태를 따라서, 상기 하측층(45)의 표면에 걸쳐서 분포된다. 여기에서 설명되는 실시예에서는, 16개의 압력 센서(23)들이 있으며, 이들은 x 방향으로 네 개의 행과 y 방향으로 네 개의 열을 이루어 규칙적인 방식으로 배치되어서 센서 매트릭스(sensor matrix)를 형성한다. 압력 센서(23)들의 실시예에 관한 개별의 구조 및 작동은 도 6 내지 도 8 을 참조로 하여 설명될 것이다. 다른 실시예는 도 13 을 참조로 하여 설명될 것이다.
도 3 에는 도 2 의 프로세싱 유닛(27)과 그 주변환경이 도시되어 있다. 프로세싱 유닛(27)은 "PIC24FJ64GA306"라는 참고번호로 알려진 마이크로 콘트롤러(microcontroller; 28)를 포함한다. 상기 참고번호의 마이크로 콘트롤러는 10개의 행과 10개의 열, 즉 100개의 센서(23)들로 이루어진 매트릭스에 대해 사용될 수 있다. 상기 마이크로 콘트롤러(28)는 그에 연결되는 센서(23)들의 매트릭스에 부합하는 특성에 맞게 선택된다. 프로세싱 유닛(27)은 대용량 저장부(mass storage; 29)에 연결된다. 마이크로 콘트롤러(28)는 "센서" 포트(30)와 네 개의 "소켓" 포트(32)들에 연결된다. 상기 "센서" 포트(30)는 와이어(25)들을 통해서 압력 센서(23)들에 연결되도록 구성된다. 네 개의 "소켓" 포트(32)들 각각은 소켓들(15, 17, 19, 21) 중 하나에 연결되도록 구성된다. 상기 프로세싱 유닛(27)은 그와 연계된 압력 센서(23)들과 적어도 같은 갯수(즉, 본 예에서는 16개)의 입력부들을 포함하고, 이에 더하여 상기 소켓들(15, 17, 19, 21)에 연결된 네 개의 입출력부들이 추가된다. 아래에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 입출력부는 단위요소(1)의 구성을 위한 작업을 하는 동안에 상황에 따라서 입력부 또는 출력부로 결정된다. 프로세싱 유닛(27)의 작동은 아래에서 도 9 내지 도 12 를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 4 에는 단위요소(1)의 검출부의 다른 일 실시예가 도시되어 있다. 압력 센서(23)들은 여기에서도 x 방향으로 네 개의 행들과 y 방향으로 네 개의 열들로 구성되어 있다. 이 예에서 각각의 센서(23)는 표면층(41)에 의하여 지지되는 상측부(48)와 하측층(45)에 의하여 지지되는 하측부(50)를 포함한다. 상기 표면층(41) 및 하측층(45)은 도시되어 있지 않다. 상기 행들 각각의 압력 센서(23)들의 상측부(48)들은 공통 도전체 와이어(common conductor wire; 31a, 31b, 31c, 31d)에 의하여 프로세싱 유닛(27)에 연결된다. 유사하게, 상기 열들 각각의 압력 센서(230들의 하측부(50)들은 공통 도전체 와이어(33a, 33b, 33c, 33d)에 의하여 프로세싱 유닛(27)에 연결된다. 예를 들어, 상기 프로세싱 유닛(27)은 도 5 를 참조로 하여 아래에서 설명된 것일 수 있다. 여기에서 설명되는 실시예에서, 상기 상측부(48)들은 상기 도전성 와이어들(31a, 31b, 31c, 31d) 중 하나의 일부분들이다. 동일한 방식으로, 상기 하측부(50)들은 상기 공통 도전체 와이어들(33a, 33b, 33c, 33d) 중 하나의 일부분들이다. 이 경우에서 설명되는 실시예에서, 상기 행들의 와이어들은 상기 몸체(3)의 x 방향으로 배치되는 한편, 상기 행들의 와이어들은 상기 첫번째 방향에 대해 직각으로, 즉 y 방향으로 배치된다.
단위요소(1)의 두께 방향인 z 방향으로의 성분을 갖는 압력이 압력 센서(23)의 영역에서 가해지는 때에는, 상기 상측부(48)와 하측부(50)가 접촉하게 된다. 즉, 관련된 행의 와이어(31a, 31b, 31c, 31d)와 관련된 열의 와이어(33a, 33b, 33c, 33d) 간에 스위치가 닫히는 것과 같은 방식으로 전기 접촉이 일어난다. 이 구성형태에서는, 상기 행 와이어들(31a, 31b, 31c, 31d)과 상기 열 와이어들(33a, 33b, 33c, 33d)의 교차부 각각에 압력 센서(23)가 형성된다.
변형예에서는, 상기 도전체 와이어가 교차부들, 즉 압력 센서(23)들의 소정 영역에 적합하도록 구성될 수 있는바, 이로써 두 개의 와이어들의 교차부보다 넓은 전기 접촉 표면이 형성될 수 있다. 예를 들어, 해당되는 와이어의 부분들에 상대측 도전체 와이어를 대면하는 방위를 갖는 실질적으로 평면형인 표면 또는 접촉부가 제공될 수 있다. 다른 변형예에서는, 상기 도전체 와이어가 도전성 재료를 포함하는 유연성 스트립에 의해 대체될 수 있다. 사용할 수 있는 도전성 재료에는 구리 또는 알루미늄이 포함된다. 스트립의 접촉 표면은 보다 우수한 재실행가능성(reproducibility)을 보장하며, 또한 와이어들에 있어서 존재할 수 있는 비검출의 위험이 저감된다. 압력 센서(23)들은 와이어와 도전성 스트립의 조합으로 구성될 수 있다. 도 13 에 도시된 실시예는 아래에서 설명되는 도전성 스트립들의 조립체를 포함한다.
작동 중에, 프로세싱 유닛(27)은 상기 행들(또는 열들) 각각에 전력을 연속적으로 공급하면서, 상기 열들(또는 행들) 각각의 전류 변화를 독출/검출한다. 이와 같은 행들(또는 열들)의 연속적인 독출로 인하여, 프로세싱 유닛(27)은 도전성 와이어들 각각의 교차부들 중 어느 교차부들이 전기 접촉을 하는지를 판별함으로서 압력 센서(23)들 각각의 개별 상태를 판별할 수 있다. 이로써, 여기에서 설명되는 실시예의 경우에는, 상기 프로세싱 유닛(27)과 압력 센서(23)들 간의 도전성 와이어들의 갯수와, 압력 센서(23)들에 대해 전용으로 사용되는 상기 프로세싱 유닛(27)의 입력부들의 갯수가 감소(16개가 아니라 8개)될 수 있다. 상기 프로세싱 유닛(27)을 위한 검출부의 입력부들과 와이어들의 갯수는 상기 센서 매트릭스의 행들 및 열들의 총합과 같으며, 상기 실시예의 경우에는 4 + 4 이다. 상기 압력 센서(23)들로부터 발생하는 신호들은 다중화(multiplex)된다.
도 5 에는 도 4 의 프로세싱 유닛(27)과 그 주변환경이 도시되어 있다. 프로세싱 유닛(27)은 "PIC24FJ64GA306"라는 참고번호로 알려진 마이크로 콘트롤러(28)를 포함한다. 상기 프로세싱 유닛(27)은 대용량 저장부(29)에 연결된다. 마이크로 콘트롤러(28)는 "센서/행(sensor/line)" 포트(30a), "센서/열(sensor/column)" 포트(30b), 및 네 개의 "소켓" 포트(32)들에 연결된다. 상기 "센서/행" 포트(30a) 및 "센서/열" 포트(30b)는, 와이어들(31a, 31b, 31c, 및 31d; 또는 33a, 33b, 33c, 및 33d) 각각에 의하여 압력 센서(23)들에 연결되도록 구성되는바, 이에 대하여는 아래에서 상세히 설명될 것이다. 상기 네 개의 "소켓" 포트(32)들 각각은 소켓들(15, 17, 19, 21) 중 하나에 연결되도록 구성된다. 이 경우, 상기 프로세싱 유닛(27)은 도 3 을 참조로 하여 설명되었던 프로세싱 유닛의 경우보다 더 적은 (8개) 입력부들을 포함한다. 상기 소켓들(15, 17, 19, 21)에 연결된 네 개의 입출력부들은 이 8개의 입력부들을 보충한다. 아래에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 입출력부는 단위요소(1)의 구성을 위한 작업을 하는 동안에 상황에 따라서 입력부 또는 출력부로 결정된다. 프로세싱 유닛(27)의 작동은 아래에서 도 9 내지 도 12 를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 6 에서 알 수 있는 바와 같이, 덮개 단위요소(1)의 몸체(3)는 표면층(41), 중간충(43), 및 하측층(45)을 포함한다. 이 경우에 있어서 상기 단위요소(1)의 구성은 다중화를 허용하는 도 4 의 실시예의 변형예이다. 각 압력 센서(23)의 상측부(48) 및 하측부(50)는 도전성 재료의 판을 포함한다. 이 판들은:
- 상측부(48)들을 위한 행들에 대하여는 도전성 와이어들(31a, 31b, 31c)을 거쳐서; 그리고
- 하측부(50)들을 위한 열들에 대하여는 도전성 와이어들(33a, 33b, 33c)을 거쳐서; 연결된다.
중간층(43)은 상측부(48)들과 접촉하는 표면층(41) 아래에 배치되고, 하측부(50)들과 접촉하는 하측층(45) 위에 배치된다. 이 경우에서 설명되는 실시예에서는, 상기 중간층(43)이 전기적으로 절연성인 재료, 예를 들어 절연성 플라스틱 재료의 층으로 제작된다. 본 예에 있어서는 구멍이 형성된 폴리에스테르가 이용된다. 변형예에서는, 예를 들어 화재 저항 특성을 위하여 폴리프로필렌(PP), 또는 폴리이미드를 기반으로 하는 필름이 사용된다. 상기 표면층(41) 및/또는 하측층(45)도 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 또는 폴리이미드의 필름으로 제작될 수 있다. 상기 실시예들에 따르면, 상기 표면층(41), 중간층(43), 및 하측층(45)은 동일한 재료 또는 상이한 재료들로 제작될 수 있다.
중간층(43)은 상측부(48)들이 하측부(50)들을 대면함을 허용하는 복수의 요부 또는 구멍(47)들을 포함한다.
상기 구멍(47)들은 두께의 방향 z 로 형성된 관통 구멍들로서, 중간층(43)에 규칙적인 방식으로 형성된다. 여기에서 설명되는 실시예에서, 상기 구멍(47)들은 1cm 의 반경을 갖는 원형의 형태를 갖는다. 다른 실시예들에서는 상기 구멍(47)들의 형상이 다를 수 있으며, 예를 들어 사각형, 마름모꼴, 또는 임의의 다른 적합한 다각형이나 임의의 폐쇄된 윤곽 형태, 특히 회전(revolution)에 의해 형성되는 형태를 가질 수 있다. 상기 구멍(47)은 대략 75㎛ 내지 12mm, 예를 들어 100, 200, 또는 300 ㎛의 중간층(43) 두께에 대하여, 예를 들어 1 cm2 내지 9 cm2 사이로 선택되는 표면적을 가질 수 있다. 여기에서 설명되는 실시예의 경우, 상기 구멍(47)들은, 대략 100㎛의 중간층(43) 두께에 대해서 대략 10 mm의 직경 또는 대략 0.8 cm2 의 표면적을 갖는 원의 형태를 갖는다.
이로써, 상기 구멍(47)들은 구멍(47)을 통한 표면층(41)의 변형을 허용하도록 제공되는 것인바, 이로써 상측부(48)가 하측층(45)과 접촉 및/또는 인접할 수 있게 된다.
여기에서 설명되는 실시예의 경우, 상기 표면층(41)은 중간층(43) 상에 겹쳐지고, 상기 중간층(43) 자체는 하측층(45) 상에 겹쳐진다. 즉, 상기 중간층(43)은 상부에 있는 표면층(41)과 저부에 있는 하측층(45) 사이에 개재된다.
도 7 및 도 8 은 각각, 휴지 상태(rest state)와 수직 성분을 갖는 압력에 응답하는 상태에 있는 덮개 단위요소(1)의 단면들을 도시한다. 여기에서 상기 단위요소(1)의 구성은, 각각의 압력 센서(23)가 다른 압력 센서(23)의 루프(loop)와 분리되어 있는 루프(loop)의 스위치 방식으로 작동하는 도 2 의 실시예에 대한 변형예이다.
표면층(41)은 전기 도전체(electrical conductor; 49)를 포함하는바, 상기 전기 도전체는 덮개 단위요소(1)의 x 방향에서 수 개의 평행선들로 연장된다.
여기에서 설명되는 실시예에서, 상기 전기 도전체(49)는 대략 1 mm의 직경을 갖는 단일의 전기 와이어이고, 그 전기 와이어는 도시되지 않은 전력 공급부에 연결된다. 본 실시예에서 상기 도전체 와이어(49)는 전기 절연의 기능을 갖는 표면층(41)의 하측면 상에 부착된 것으로 예시되어 있다. 상기 도전체 와이어(49)는 외피에 의하여 추가적으로 절연되거나 또는 그렇지 않을 수 있다. 상기 전기 와이어(49)의 직경은 고찰되는 전류 및 전력 공급 선택사항들의 관점에서 필요한 바에 따라 달라질 수 있다. 상기 단일의 전기 와이어(49)는 복수의 와이어들에 의해 대체될 수 있는바, 이 때 상기 복수의 와이어들은 서로로부터 전기적으로 절연되고 또한 그 각각이 독립적인 전력 공급부에 연결된다. 이것은 예를 들어 단일 또는 복수의 도전체 인쇄 회로 유형 등과 같은 도전체 시스템일 수도 있다. 이것은 상기 표면층(41)의 하측면을 덮는 도전층일 수도 있다.
상기 도전성 와이어(49)는, 상기 압력이 검출됨을 허용하는 전기 접촉을 이루기 위하여, 실질적으로 수직인 방향 z 에서의 압력 하에서 변형되는 기능을 갖는다.
중간층(43)은 도 6 을 참조로 하여 설명된 것과 유사하다. 이 경우, 구멍(47)들은 구멍(47)을 통하여 표면층(41)이 변형됨을 허용하여서, 도전체 와이어(49)가 상기 하측층(45)과 접촉 및/또는 인접하게끔 움직이게 하기 위해서 제공된다. 상기 하측층(45)과 접촉 및/또는 인접하게끔 움직이는 상기 도전체 와이어(49)의 일부분은 도전성 세그먼트(conductive segment)를 형성한다.
하측층(45)은 복수의 전기 접촉부(51)들을 구비하는바, 전기 접촉부들 각각은 와이어를 거쳐서 도 2 의 실시예에 따른 프로세싱 유닛(27)에 연결된다. 이 실시예에서는, 압력 센서(23)가 도전성 와이어 부분(49), 반대측에 배치된 전기 접촉부(51), 및 그들을 수용하는 구멍(47)을 포함한다.
여기에서 설명된 실시예에서, 상기 하측층(45)의 전기 접촉부(51)들은 표면층(41)의 전기 도전체(49)의 접촉 표면적보다 3 내지 5 배 더 큰 접촉 표면적을 갖도록 선택된다. 이것은, 압력에 뒤이은 표면층(41)의 변형 중에 그에 의한 접촉을 용이하게 함으로써 검출 오류를 방지하기 위한 것이다. 그러나, 다른 변형예들에서는, 상기 전기 접촉부(51)의 표면적이 상기 전기 도전체(49)의 표면적과 동일하게 또는 그보다 적게 선택될 수 있다.
다른 실시예에서는, 상기 센서(23)들이 푸시-버튼(push-button)일 수 있다.
이로써, 존재하는 바닥과 접촉하는 하측층(45) 및 걷기 위한 접촉 표면으로서의 표면층(41)을 구비하여 설치되는 덮개 단위요소(1)가 제공된다. 이를 위하여, 상기 표면층(41), 유리하게는 표면층(41)의 적어도 외부 상측 표면은, 리놀륨(linoleum), 플라스틱 재료(plastics material), 카페트(carpet), 또는 위생 표준에 의해 정해진 임의의 다른 유형의 바닥 재료 또는 구조물일 수 있다.
변형예로서, 상기 표면층(41)의 상측 표면은 종래의 바닥 덮개로 이루어진 추가적인 층을 수용하도록 제공될 수 있으며, 선택적으로는 종래의 바닥 덮개의 고정을 용이하게 하는 접착제가 제공될 수 있다. 상기 덮개 단위요소(1)들은 바닥 덮개의 하위층의 구성요소들로 고려되는 한편, 상기 추가적인 층은 걷기 위한 표면층을 형성한다. 이 경우, 상기 표면층(41)의 유연성, 상기 압력 센서(23)들의 감응성(sensitivity), 및/또는 종래의 추가적인 덮개는 상기 덮개 단위요소(1)의 작동을 저해하거나 상쇄시키지 않도록 구성된다. 예를 들어, 수직 압력이 가해지는 경우에 전술된 바와 같이 압력이 가해지는 위치에 있는 구멍(47)들 안으로 표면층(41)이 눌려지도록, 상기 추가적인 층이 충분히 변형가능한 것으로 선택된다. 타일과 같이 과도하게 경직된 추가적인 덮개는 회피함이 바람직한데, 그와 같은 것은 상기 단위요소(들)에 가해지는 힘의 적용을 분산시켜서 측정에 있어서의 오류를 유발한다.
유리하게는, 예를 들어 대략 15 kg/m2 내지 25 kg/m2 의 압력 저항(pressure resistance)을 가질 수 있는 중간층(43)보다 표면층(41)의 변형성이 더 크도록 표면층(41)이 선택될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 표면층(41)은 압력의 영향 하에서 구멍(47)들 내측에서 보다 쉽게 변형될 수 있게 되고, 이것은 곧 검출 감응성이 증대되는 결과로 이어진다.
동일한 방식으로, 하측층(45)은 지면에 대한 연결부로서 작용하기에 적합하다. 그것은, 예를 들어, 예를 들어 미끄럼방지 특성을 갖는 고무로 형성되거나, 접착에 적합한 재료이거나, 또는 다른 고정 수단을 포함할 수 있다.
상기 층들(41, 43, 45)은 중첩될 뿐만 아니라, 도전체(49)가 상기 구멍(47)들 또는 그 구멍들의 적어도 대부분에 대향되게 배치되도록, 그리고 전기 접촉부(51)들이 상기 구멍(47)들 또는 그 구멍들의 적어도 대부분에 대향되게 배치되도록, 배치된다.
상기 덮개 단위요소(1)의 몸체(3)는 하측층(45)과 표면층(41)을 포함한다. 이 두 개의 층들(41, 45)은, 도 1 을 참조로 하여 설명된 가장자리들(5, 7, 9, 11)을 형성하도록, 층들(41, 45)의 상호대응되는 가장자리들에서 조립된다. 이 경우 에 있어서의 조립체는 해당 영역 또는 주변부에서의 용착 또는 용접(welding)에 의하여 제작된다. 변형예로서, 상기 두 개의 층들(41, 45)은 직조(weaving), 접합(bonding), 크림핑(crimping), 및 또는 임의의 다른 적합한 수단에 의하여 연결된다. 다른 변형예에서는 하측층(45)과 표면층(41)이 단일체의 단위요소에 의해 형성되는데, 상기 단위요소는 가장자리들(5, 7, 9, 11) 중 하나에서 접혀지고, 이 때 하나의 가장자리는 그 접힘에 의해 형성되되 다른 세 개의 가장자리들은 붙어있니 않은 가장자리들의 상호간 조립에 의해서 형성된다. 일반적으로, 상기 몸체(3)는, 덮개 단위요소(1)의 내부 부품들을 외부 환경으로부터 실질적으로 밀봉하기 위한 그리고/또는 보호하기 위한 챔버(chamber) 또는 케이스를 형성한다. 특히, 전자 부품들은, 단위요소(1)와 접촉할 수 있는 액체로부터 보호된다.
도 8 에 도시된 바와 같이, (화살표에 의하여 표시된) 압력, 예를 들어 사람의 몸무게에 의해서 가해지는 힘에 의한 압력이 표면층(41)에 가해지는 때에, 그것이 변형되어 그 압력이 가해지는 위치의 영역에 있는 구멍(47)들 안으로 들어간다. 도전체(49)는 상응하는 구멍(47)들 안에서 전기 접촉부(51)들과 접촉하게 된다.
여기에서 설명된 실시예에서, 구멍(47)들은 덮개 단위요소(1)의 x 방향과 y 방향 중 하나 또는 다른 하나의 방향으로 서로 이격되어 배치되는바, 그 중심들 간의 거리는 대략 7.5 cm 이고, 만일 덮개 단위요소(1)가 1.6 m x 2.1 m 의 표면을 갖는다면 252개의 압력 센서(23)들이 배치되며, 상기 압력 센서들 각각은 도전체(49), 구멍(47), 및 접촉부(51)에 의하여 이루어진다. 유리하게는, 상기 구멍(47)들 간의 간격이 5 cm 내지 20 cm 사이일 수 있다.
도 13 에 도시된 실시예에서, 위에서 설명된 실시예들과 유사한 방식으로 작동하는 구성요소들은 동일한 방식의 참조번호가 부여되어 있다. 중간층(43)은 중간층의 탄력성 또는 견고성의 특성을 위해 선택되는 조성 및 두께를 갖는다. 표면층(41)과 하측층(45) 각각은 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 또는 폴리이미드를 기반으로 하는 필름들(411, 451)으로 제작된다. 상기 필름들(411, 451)은 1 내지 5 mm, 예를 들어 3mm의 두께를 갖는다.
상기 필름들(411, 451)의 서로 대면하는 면들, 즉 몸체(3)의 내측을 향하여 지향된 면들에는, 각각 도전성 스트립(31, 33)이 보유된다. 내측을 향하여 지향된 표면층(41)의 필름(411)의 표면에 의해 보유되는 도전성 판(conductive plate; 31)들은 도전성 판(31)들의 세트를 형성한다. 내측을 향하여 지향된 하측층(45)의 필름(451)의 내측 표면에 의하여 보유되는 도전성 스트립(33)들은 도전성 스트립(33)들의 세트를 형성한다.
상기 도전성 스트립들(31, 33)은 구리, 알루미늄, 또는 임의의 적합한 다른 도전성 재료의 트랙(track) 형태로 만들어지는바, 그들의 표면에 비하여 작은 두께를 갖는 편평한 케이블들(flat cables)을 형성하도록 퇴적(deposition) 또는 바니시(varnish)에 의하여 만들어진다.
변형예에서는, 상기 세트들 각각의 도전성 스트립들(31, 33)이 예를 들어 열-반응성 수지(heat-reactive resin)의 적용 또는 접착식 접합에 의하여 각각 필름(411, 451)에 고정된다. 그 다음, 상기 도전성 스트립들(31, 33)이 두 개의 롤러들 사이의 압력 하에서 열을 받음으로써 각각 필름(411, 451)에 직접 적용된다. 이것은 "코팅(coating)"이라 호칭되는데, 상기 필름의 재료 자체가 열에 대해 반응성을 갖는다. 구리에 대한 우수한 접착 특성을 갖는, 예를 들어 폴리에스테르이미드(polyesterimide)와 같은 재료를 이용할 수 있다.
이 경우 상기 도전성 스트립들(31, 33)은 30 내지 200 ㎛ 사이, 예를 들어 50㎛의 두께를 갖는다. 도전성 스트립들(31, 33)은 서로 실질적으로 유사한 형상을 갖는다. 상기 도전성 스트립들(31, 33)의 길이와 폭은 단위요소(1)의 치수에 맞게 정해진다. 일 예로서, 상기 도전성 스트립들(31, 33)은 단위요소(1)의 길이보다, 다시 말하면 50cm 보다 약간 작은 길이를 갖는다. 상기 도전성 스트립들(31, 33)은 2 내지 20 mm 사이, 예를 들어 6mm 의 폭을 갖는다.
도전성 스트립들(31, 33)은 필름들(411, 451) 각각의 내부 표면에 대해 편평한 상태로 배치된다. 제1 세트의 도전성 스트립(31)들은 서로에 대해 평행하다. 제2 세트의 도전성 스트립(33)들은 서로에 대해 평행하다. 상기 도전성 스트립들(31, 33)은 단위요소의 주된 평면에 대해 평행한 평면에서 각각의 방향(각각 x 방향과 y 방향)으로 연장된다. 제1 세트의 도전성 스트립(31)들은 제2 세트의 도전성 스트립(33)들의 방향(y방향)에 대해 실질적으로 직각인 방향(x 방향)으로 연장된다. 도전성 스트립들(31, 33)은 실질적으로 일정한 피치(pitch)만큼 서로 이격된 채로 떨어져 배치된다. 중첩된 도전성 스트립들(31, 33)의 두 개의 세트들은 실질적으로 균일하고 규칙적인 격자를 형성한다. 상기 제1 세트의 도전성 스트립(31)들은 x 방향으로의 일련의 행들을 형성한다. 상기 제2 세트의 도전성 스트립(33)들은 y 방향으로 일련의 열들을 형성한다.
상기 제1 세트의 도전성 스트립(31)들은 구멍(47)들의 영역에서 상기 제2 세트의 도전성 스트립(33)들과 교차한다. 이 경우에 "교차"라는 용어는, 단위요소(1)가 응력을 받지 않는 때에 상기 단위요소(1)의 주된 평면에 대해 직각인 방향(z 방향)으로 보았을 때, 상기 도전성 스트립들(31, 33)이 접촉하지 않는 채로 횡단함을 의미한다. 상기 세트들 각각의 도전성 스트립들(31, 33)은 z 방향으로 중간층(43) 두께만큼 거리를 둔다.
z 방향의 성분을 갖는 압력이 상기 스트립들의 제1 세트와 상기 스트립들의 제2 세트 사이에서 교차하는 영역에 가해지는 때에는, 도전성 스트립(31)의 일부분(48)과 그에 대응되는 도전성 스트립(33)의 일부분(50)이 접촉하게 된다. 이로써, 스위치가 닫히는 방식으로, 해당 도전성 스트립(31)과 그에 대응되는 도전성 스트립(33) 간에 전기 접촉이 수립된다. 이와 같은 구성에서, 상기 도전성 스트립(31)과 도전성 스트립(33)의 각 교차부가 압력 센서(23)를 정의한다.
상기 도전성 스트립(31)들의 일부분(48)들은 구멍(47)들을 거쳐서 도전성 스트립(33)들의 일부분(50)들에 대향된다. 도전성 스트립들(31, 33)의, 공통의 구멍(47)을 통해서 서로 대면하는 상기 일부분들(48, 50)의 각 쌍이 압력 센서(23)를 형성한다. 상기 층들(41; 45)의 필름들(411; 451)의 내측 표면들에 고정되는, 도전성 스트립들(31; 33)의 일부분들(48; 51)의 쌍들 모두가 압력 센서(23)들의 매트릭스를 형성한다.
상기 프로세싱 유닛(27)은 인쇄 회로, 예를 들어 적용 특화된 집적 회로(ASIC: Application-Specific Integrated Circuit), 프로그램가능한 논리 회로(예를 들어, FPGA(Field-Programmable Gate Array)와 같은 것), 또는 집적화된 시스템-온-칩(SoC: "System on Chip")을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 몸체(3)는 전체적으로 직사각형 또는 정사각형의 형태를 갖는다. 프로세싱 유닛(27)은 몸체(3)의 모서리부에 배치된다. 이 때문에, 상기 모서리부의 반대편에 있는 가장자리들은 덮개 단위요소(1)의 설치 전에 절단될 수 있다. 이로 인하여, 상기 덮개 단위요소(1)가 제 위치에 놓여지는 때에, 상기 덮개 단위요소(1)의 형상이, 덮여야 하는 바닥의 형상 및 치수들에 따라 적합하게 될 수 있다. 이 경우, 상기 절단은 바닥 덮개를 설치하기 위하여 작업자가 일반적으로 사용하는 타일용 나이프(tiling knife)와 같은, 일반적인 공구 또는 가위를 이용하여 수행될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이와 같은 절단은, 방의 모서리부에 설치하는 경우에, 프로세싱 유닛(27)이 배치된 단위요소의 모서리부의 반대측 가장자리들에 제공되어 있는 두 개의 소켓들이 사용될 수 없기 때문이다. 그러므로, 상기 덮개 단위요소(1)에 대응되는 부분은 덮개가 배치되는 방의 형상에 부합되도록 구분될 수 있다. 이로써, 설치에 있어서 높은 정도의 유연성이 허용되고, 덮개 단위요소(1)는 표준 패턴에 따라서 제작될 수 있으면서도 복잡하거나 또는 통상적이지 않은 형상에 적합화 될 수 있다.
위에서는 덮개 단위요소(1)의 실시예들에 대해 설명되었다. 그러나, 전술된 바와 같이, 본 발명의 덮개 단위요소들은 현존하는 바닥을 덮기 위하여 유사한 덮개 단위요소들과 조립되도록 의도된 것이다. 그러므로, 덮개 단위요소(1)는 유사하거나 또는 적어도 호환가능한 다른 덮개 단위요소들과 연결되도록 구성된다. 이 점에 있어서, 수 개의 덮개 단위요소(1)들의 그룹 또는 배치(batch)를 설치 키트의 형태로 제공하는 것이 유리하다.
도 9 에는 9개의 덮개 단위요소들(101 내지 109)을 포함하는 그와 같은 조립체의 일 예가 도시되어 있는바, 상기 덮개 단위요소들은 상호 간에 3행 및 3열로서 구성된다.
상기 덮개 단위요소들(101 내지 109)의 소켓들(15, 17, 19, 21)은 병치되는 덮개 단위요소의 소켓들(15, 17, 19, 21) 중 적어도 하나에 연결될 수 있도록 구성된다. 여기에서 설명되는 예에서는, 덮개 단위요소들(101 내지 109) 각각의 북쪽 소켓(15) 및 동쪽 소켓(17)이 수놈 형태(male form)를 가진다. 상보적인 방식으로, 덮개 단위요소들(101 내지 109) 각각의 서쪽 소켓(19)과 남쪽 소켓(21)이 암놈 형태를 가진다. 일반적으로, 서로 연결되도록 의도되는 두 개의 소켓들은 상보적인 형상을 갖는다.
도 9 에 도시된 바와 같은 조립된 상태에서, 바닥 덮개 단위요소들(101 내지 109)은 상호간에 연결된다. 각 덮개 단위요소(101 내지 109)의 각 프로세싱 유닛(27)들 간의 정보 전달은 상기 소켓들(15, 17, 19, 21)의 상호 연결에 의해 가능하게 된다.
상기 소켓들의 그러한 구성은 오류가 없는 설치를 증진시킨다. 이와 같은 구성에서, 만일 각 덮개 단위요소(101 내지 109)의 하측층(45)이 지면을 향하는 방위를 가지고 표면층(41)이 상향 방향의 방위를 갖는다면, 각각의 덮개 단위요소(101 내지 109)가 다른 덮개 단위요소들에 연결될 수 있기 위하여는 필연적으로 다른 것들에 대해 유사한 방식의 방위를 갖게 된다. 표면층(41)과 하측층(45)의 가시적인 표면들 간의 조직, 재료, 및/또는 색상의 차이는 단위요소들(101 내지 109)의 두 개의 주된 면들이 뒤집힐 위험을 저감시킬 수 있다.
변형예에서, 상기 표면층(41)과 하측층(45)이 유사한 때에는, 덮개 단위요소들이 표면의 방위에 무관하게 바닥에 적용될 수 있다. 이 경우, 덮개 단위요소들은 거꾸로 설치될 수 있다.
변형예에서, 상기 소켓들 모두는 예를 들어 모두 암놈 또는 수놈의 형태일 수 있다. 이 경우에는, 연결될 두 개의 소켓들 사이에 개재되어야 하는, 점퍼(jumper)와 같은 별도의 구성요소가 제공된다. 상기 점퍼는 예를 들어 수놈-수놈 또는 암놈-암놈의 형태를 갖는다. 이 변형예는 단일 유형의 소켓만을 필요로 하므로, 제작 비용이 저감된다는 장점을 갖는다. 다른 한편으로는, 덮개 단위요소들의 방위가 구속받지 않게 되어서, 덮개의 설치 중에 작업자의 작업이 원활하게 된다는 장점도 있다. 그러면 상기 단위요소는 진정으로, 설치 과정에서 방위에 대한 아무런 제한도 없게 된다. 이러한 단위요소의 방위는 구성을 갖추는 과정에서 후발적으로만, 그리고 다른 단위요소들에 대한 상대적 위치에 의해서만 결정되는바, 이에 대하여는 아래에서 설명한다.
다른 변형예에서는, 소켓들이 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 다시 말하면, 이미 설치되어 있는 덮개 단위요소의 바로 근처에 있는 덮개 단위요소의 설치 중에, 두 번째 단위요소의 소켓이 첫 번째 단위요소의 소켓을 적어도 부분적으로만 덮는다. 그 연결은 몸체의 평면에 대해 실질적으로 직각인 방향으로 형성된다. 이것은, 실질적으로 수직인 움직임에 의하여 위치선정함과 실질적으로 동시에 연결 작업이 수행됨을 가능하게 한다. 만일 소켓들 각각이 덮는 소켓과 덮여지는 소켓 둘 다로서 기능하도록 구성된다면, 이 변형예는 점퍼를 갖는 변형예와도 조합될 수 있다.
다른 변형예에서는, 상기 소켓들이 무접촉식 기기일 수 있는바, 예를 들면 커패시터(capacitor) 또는 인덕터(inductor) 유형의 통신용 구성요소들일 수 있다. 이 경우, 두 개의 인접한 슬라브(slab)들의 소켓들은 각 슬라브의 개별 몸체에 배치될 수 있고, 외부로부터의 접근이 불가능한 채로 상기 소켓들의 몸체들에 의해 형성되는 케이싱(casing)들을 통하여 연계된 소켓과 통신할 수 있다. 이것은 상기 몸체의 내부를 외부 환경에 대해 격리시킴을 용이하게 한다. 덮개 단위요소에 있는 소켓을 통한 액체의 침투와 그로 인한 상해 위험이 억제된다.
상기 조립체는 작동 상태에서, 상기 덮개 단위요소들(101 내지 109)에 부가하여 넘어짐의 검출을 위한 중앙 유닛(71)또는 분석기를 포함한다.
상기 중앙 유닛(71)은 소켓(73)을 포함한다. 소켓(73)은, 예를 들어 상기 단위요소의 소켓(15, 17, 19, 21)을 거쳐서 적어도 하나의 덮개 단위요소(101 내지 109)에 연결되도록 구성된다. 이 경우, 중앙 유닛(71)의 수놈 소켓(73)은 상기 조립체의 북서쪽 모서리부에 위치한 덮개 단위요소(101)의 서쪽 암놈 소켓(19)에 연결된다.
중앙 유닛(71)은 소켓(73)에 연결된 프로세서(75)를 포함한다.
덮개 단위요소들(101 내지 109)의 조립체가 지면에 설치되고 상호연결된 다음, 프로세서(75)가 덮개 단위요소들(101 내지 109) 중 하나의 프로세싱 유닛(27)에 연결되고, 전력을 공급받는다. 스위치가 켜진 때, 재시작한 다음에, 또는 새로운 시작을 위한 리셋이 행해진 다음에는, 프로세서(75)가 환경설정 작업(configuration operation)을 수행한다.
도 10 에는 프로세서(75)와 프로세싱 유닛(27)들이 상기 목적을 구현할 수 있는 흐름도가 도시되어 있다. 작업(201)에서, 프로세서(75)는 중앙 유닛(71)의 출력부, 이 경우에는 소켓(73)을 거쳐서 환경설정 신호(configuration signal), 즉 "핑(ping)"을 전달한다.
작업(202)에서는, 소켓(73)이 연결되어 있는 제1 덮개 단위요소, 즉 도 9 의 구성에 있어서는 단위요소(101)에 의해 상기 환경설정 신호가 수신된다. 상기 신호는 상기 소켓들 중의 하나, 이 경우에 있어서는 서쪽 소켓(19)을 거쳐서 단위요소(101)의 프로세싱 유닛(27)에 수신된다. 상기 프로세싱 유닛(27)은 환경설정 신호와 그 신호가 수신된 소스 소켓(출처), 즉 이 경우에 있어서는 서쪽 소켓(19)을 식별한다.
환경설정 신호는 중앙 유닛(71)이 연결되는 단일의 제1 단위요소, 상기 경우에는 덮개 단위요소(101)의 위치 식별정보(location identifier)를 포함한다. 이 경우, 상기 식별정보는 바닥에 해당되는 평면에서의 (x; y) 유형의 좌표쌍이며, 원점은 (0; 0)으로서 고정된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 상기 원점의 고정으로 인하여, 상기 중앙 유닛(71)과 단위요소들(101 내지 109)의 조립체 내에 정의되는 정보의 전파가 가능하게 된다. 상기 위치 식별정보는, 상기 조립체에 대한 단위요소(10)의 위치 정보 부분과 단위 요소(101)의 식별 정보 부분 둘 다가 된다.
작업(203)에서, 단위요소(101)의 프로세싱 유닛(27)은 환경설정 신호를 상기 조립체의 제1 단위요소로서의 상기 덮개 단위요소(101)의 지정으로서 해석한다. 상기 프로세싱 유닛(27)은 그 메모리 안에 덮개 단위요소(101)의 위치 식별정보(0; 0)를 저장한다.
작업(203)하기 전, 그 동안, 또는 그 후에 수행될 수 있는 작업(204)에서는, 프로세싱 유닛(27)이 환경설정 신호의 출처를 소스 소켓(source socket), 본 경우에 있어서는 서쪽 출처(19)의 지정으로 해석한다. 예를 들어, 상기 프로세싱 유닛(27)은 자체의 메모리 안에 출처 소켓 또는 입력부의 식별정보를 저장한다. 이 경우에 이 식별정보는 "서쪽"이다. 이와 같은 방위의 고정으로 인하여, 상기 중앙 유닛(71)과 단위요소들(101 내지 109)의 조립체 내에 있어서의 정보의 전파(propagation)도 가능하게 된다. 상기 서쪽 소켓(19)은 입력부로서 정의된다.
변형예에서는, 상기 중앙 유닛(71)에 의하여 전송되는 환경설정 신호가 블랭크(blank), 즉 아무런 위치 식별정보도 포함하지 않는다. 이 경우, 각 프로세싱 유닛(27)은, 상기 블랭크인 환경설정 신호의 수신에 응답하여 그것이 속하는 덮개 단위요소를 원점(0; 0)으로 고정시키는 위치 식별정보를 할당한다.
작업(205)에서, 제1 단위요소, 이 경우에는 단위요소(101)의 프로세싱 유닛(27)이 수정된 환경설정 신호를 송신한다. 이 수정된 환경설정 신호들 각각은 출력부로 되는 다른 세 개의 소켓들(15, 17, 21) 중의 하나로 보내진다. 이 경우, 상기 수정된 환경설정 신호는 송신하는 덮개 단위요소(101)의 위치 식별정보, 수신하는 덮개 단위요소들(102, 104) 각각의 위치 식별정보, 및 출처 소켓의 식별정보 - 이 경우에서 단위요소(102)에 대해서는 "서쪽", 단위요소(104)에 대해서는 "북쪽" - 를 포함한다. 단위요소(101)의 프로세싱 유닛(27)은, 송신하는 덮개 단위요소(101)의 식별정보와 그 신호가 송신됨에 있어 거치는 소켓의 식별정보에 따라서, 단위요소(102, 104) 각각의 식별정보를 결정한다. 예를 들어, 단위요소(101)의 동쪽 소켓(17)을 거쳐 송신되는 식별정보는, 단위요소(101)에 대하여 동-서(x) 방향에 대한 좌표가 1 만큼 증가한 식별정보, 즉 (1; 0)에 해당된다. 유사한 방식으로, 단위요소(101)의 남쪽 소켓(21)을 거쳐서 송신되는 식별정보는, 단위요소(101)에 대하여 북-남(y) 방향에 대한 좌표가 1 만큼 감소한 식별정보, 즉 (0; -1)에 해당된다. 이 경우, 상기 송신되는 식별 정보는 프로세싱 유닛(27)들에 의하여 반복되는 방식으로 선택된다.
작업(206)에서는, 각각의 수정된 환경설정 신호가 수신자로 호칭되는 덮개 단위요소들(102, 104) 각각에 의하여 수신되고, 덮개 단위요소들(102, 104)은 송신하는 단위요소(101)의 세 개의 출력 소켓들(15, 17, 21) 중 하나에 연결된다. 상기 신호는 소켓들 중 하나 - 상기의 경우, 단위요소(102)의 서쪽 소켓(19)과 단위요소(104)의 북쪽 소켓(15) - 를 거쳐서 단위요소들(102, 104) 각각의 프로세싱 유닛(27)에 의해 수신된다. 프로세싱 유닛(27)들 각각은 신호가 수신되는 소켓과 상기 수정된 환경설정 신호를 식별한다. 프로세싱 유닛(27)은 메모리 안에 출처 소켓의 식별정보를 저장하는바, 상기 경우에 있어서 단위요소(102)의 경우에는 서쪽 소켓(19)이고 단위요소(104)의 경우에는 북쪽 소켓(15)이다. 이 소켓은 입력 소켓으로서 정의된다.
작업(207)에서는, 프로세싱 유닛(27)들 각각이 상기 수정된 환경설정 신호를 해석한다. 이 경우, 각각의 프로세싱 유닛(27)은 그것이 속하는 덮개 단위요소(102, 104)의 위치 식별정보(1; 0),(0: -1)와 송신하는 단위요소(101)로부터 수신된 신호에 포함되어 있는 출처 덮개 단위요소(101)의 위치 식별정보(0; 0)를 메모리 안에 저장한다. 상기 프로세싱 유닛(27)은 다른 위치 정보에 따라서 단위요소의 위치 정보를 계산한다. 이 계산은 반복된다.
그 다음, 상기 수신한 단위요소들(102, 104) 각각이 다시 신호를 송신하는데, 그 송신은 입력부로서 정의되지 않은 다른 세 개의 소켓들, 즉 출력부로서 정의된 소켓들 각각을 통해 이루어진다. 이와 같은 작업은 작업(205)의 경우와 유사하며, 상기 수신한 단위요소들(102, 104) 이 이제는 다른 병치되어 있는 단위요소들(103, 105, 107)을 위한 수정된 환경설정 신호의 송신자가 된다. 예를 들어, 덮개 단위요소(102)의 프로세싱 유닛(27)이 단위요소들(101, 102)의 위치 식별정보들의 비교에 의하여, 단위요소들(101, 102)이 x축에 대응되는 방향으로 정렬되어 있음을 판별한다. 이것은, 덮개 단위요소들(101, 102) 간에 x좌표가 증가되었기 때문이다. 이로 인하여, 덮개 단위요소(102)의 프로세싱 유닛(27)이 자신의 위치 식별정보(1; 0)를 증가(또는 감소)시키는 방식으로 상기 출력 소켓들 각각으로 송신할 위치 식별정보를 계산할 수 있는바, 덮개 단위요소(103)을 위하여 의도된 동쪽 소켓(17)을 통해서는 (2; 0)를 산출하고, 덮개 단위요소(105)를 위하여 의도된 서쪽 소켓(21)을 통해서는 (1; -1)를 산출한다. 따라서, 상기 환경설정 신호가 단계적으로 송신됨으로써, 상기 조립체의 연결된 단위요소들 각각의 환경설정이 연속적으로 수행된다.
상기 위치 식별정보와 "입력" 소켓이 프로세싱 유닛(27)의 메모리 안에 고정되고 저장되되 하나의 유일한 "입력" 소켓만이 정의된 다음에는, 프로세싱 유닛(27)이 환경설정 신호를 무시한다. 예를 들어 단위요소(105)의 경우, 이 단위요소의 프로세싱 유닛(27)은 단위요소(102)로부터 수신된 신호 또는 단위요소(104)로부터 수신된 신호만을 처리할 것이다. 이와 같은 사항은 바꿀 수 있는 것이며, 리셋 명령에 의하여 취소될 수 있다. 예를 들어, 중앙 유닛(71)에 의하여 송신된 특정 신호가 프로세싱 유닛(27)들의 메모리 안에 저장된 정보를 삭제할 수 있다.
변형예에서, 상기 환경설정 신호의 송신은, 정보 교환의 제한을 위하여 일부 출력 소켓들로만 제한될 수 있다.
환경설정 과정의 변형예로서, 상기 덮개 단위요소들(101 내지 109) 각각의 압력 센서(23)들의 활성 상태가 검출된 다음에 기준 상태(reference status)로서 고정된다. 만일 이와 같은 조정 단계(calibration step) 동안에 일부 압력 센서(23)들이 활성인 것으로 검출(즉, 압력의 검출)되면, 프로세서(75)는 작업 중에 그리고 향후에 그 센서(23)들에 관한 상태 정보를 무시한다. 이와 같은 조정은, 방 안에 아무도 없되 통상적인 가구가 존재하는 때에 수행된다. 이와 같은 방식으로, 예를 들어 가구의 하중으로 인하여 귀결되는 압력을 검출하는 압력 센서(23)들이 아래에서 설명하는 조정 중에 중립화(neutralisation)되거나 또는 적어도 무시된다. 이와 같은 방식으로, 가구의 존재는 측정 작동을 저해하지 않게 되어, 주의 경보의 진실성이 확보된다.
다른 실시예에서는, 예를 들어 6시간마다 프로세서(75)를 통해서 환경설정 신호를 보냄으로써 상기 조정이 규칙적인 간격으로 수행될 수 있다. 이 실시예의 경우, 두 개의 병치된(juxtaposed) 단위요소들의 두 개의 소켓들 간의 연결 부재의 문제가 자동적으로 해결될 수 있다. 환경설정 신호를 결함이 있는 연결을 회피하는 경로를 따라서 단계적으로 전달될 수 있다. 따라서, 활성의 연결이 적절하기만 하다면, 정보전달의 통로 또는 과정의 적절한 도해 또는 경로가 결정된다. 이 실시예는 반드시 필요한 것보다 많은 소켓들, 예를 들어 4개의 소켓들을 포함하는 덮개 단위요소들에 관한 것이다. 이 실시예에서는, 연속적인 조정 중에 체계적인 방식으로 압력이 검출된다면 일부 센서(23)들이 중립화될 수 있다.
단위요소의 환경설정이 수행된 후, 즉 단위요소의 위치 식별정보와 출처 소켓의 식별정보가 해당 단위요소의 프로세싱 유닛(27)의 메모리 안에 기록된 후에는, 그 단위요소가 환경설정 상태로부터 검출 상태로 전환된다.
검출 상태에서는 각 프로세싱 유닛(27)이 상태 메시지(status message)를 송신한다. 이 상태 메시지에는, 프로세싱 유닛(27)에 연결되어 있는 압력 센서(23)들 중 적어도 일부의 "압력 검출" 상태 또는 "압력 미검출" 상태가 포함된다. 이와 같은 송신은 프로세싱 유닛(27)의 메모리 안에 식별정보가 저장되어 있는 입력 소켓을 통해 이루어진다. 검출 상태에서는, 상기 환경설정 단계의 "입력" 소켓들이 출력부로서 이용되고, "출력" 소켓들이 입력부로서 이용된다. 상기 상태 메시지는, 문제시되는 단위요소에 관한 센서(23)들 각각의 위치 식별정보, 환경설정 과정 중에 수립된 해당 단위요소의 위치 식별정보, 및 시간 마커(time marker)도 포함한다. 상기 단위요소의 위치 식별정보와 그 단위요소에 있는 센서의 위치 식별정보를 짝지음으로써, 그 조립체의 센서(23)들 각각이 식별 및 위치판별될 수 있다. 각각의 프로세싱 유닛(27)은 이 정보를 연계시켜서 상기 메시지를 형성한다. 다시 말하면, 해당 프로세싱 유닛에 연결된 압력 센서(23)들 각각의 활성 상태 및 식별 정보에 부가하여, 프로세싱 유닛(27)이 해당 단위요소의 위치 정보를 담고 있는 표시를 적용하여, 두 개의 별도의 단위요소들의 두 개의 유사한 센서(23)들로부터의 정보를 구별할 수 있게 한다. 이것은 사후적으로, 압력 센서(23)들을 보유하고 있는 덮개 단위요소의 인식을 가능하게 할 것이다.
위에서 설명된 실시예에서, 센서(23)들 또는 상태가 변화한 센서들 각각의 상태는 미리 결정된 시간 간격으로 송신되는 메시지 안에 포함된다.
변형예에서는, 센서(23)의 상태 변화가 검출되자마자 센서(23)들 모두의 상태가 메시지 안에 포함된다.
다른 변형예에서는, 센서(23)들 중의 적어도 하나의 상태 변화가 검출된 때에만 메시지가 송신되며, 그 변화가 검출된 센서(23)들의 상태만이 메시지에 포함된다. 이것은 "활성 대기(active waiting)" 또는 "폴링(polling)"으로 알려져 있다.
한편, 검출 상태에서는, "출력" 소켓들 중의 하나를 통하여 상태 메시지를 수신하는 프로세싱 유닛(27) 각각이 이 메시지를 "입력" 소켓을 통해 송신한다. 이와 같은 방식으로, 상태 메시지들은 환경설정 작업 중에 신호가 이동된 방향의 역방향으로 단계적으로 전달되어 프로세서(75)에 까지 이르게 된다. 프로세싱 유닛(27)은 미리 정해진 시간 간격으로 수신되는 정보 및 연계 정보를 송신한다. 이와 같은 프로세싱 유닛(27)의 구성은, 상이한 발원지로부터의 정보가 모아져서 제한된 갯수의 채널들 - 상기 경우에는 입력 소켓 - 을 통해 전달됨 을 가능하게 한다.
프로세서(75)는 상기 조립체의 단위요소들(101 내지 109) 각각의 상태 메시지들 모두를 수집한다.
프로세서(75)는, 덮개 단위요소들(101 내지 109)의 상태 메시지들로부터 취합된 정보로부터, 상호 연결된 덮개 단위요소들(101 내지 109)의 압력 센서(23)들의 맵핑(mapping) 또는 상태 매트릭스(91)를 산출한다. 도 9 에 도시된 덮개 단위요소들(101 내지 109) 각각의 압력 센서(23)들 각각의 상태에 관한 맵핑(91)이 도 11 에 개략적으로 도시되어 있다.
x자로 표시된 공간들이 활성인 압력 센서(23)들, 즉 선정된 검출 문턱값보다 큰 압력을 검출한 압력 센서들을 나타낸다. 빈 공간은 비활성 압력 센서(23)들, 즉 미리 정해진 검출 문턱값보다 낮은 압력을 검출하는 압력 센서들을 나타낸다.
검출을 위하여 필요한 계산들은 중앙 유닛(71) 안에서 수행될 수 있다. 이를 위하여, 그것은 온-보드 기기(on-board device), 전용 맵(dedicated map), 또는 임의의 다른 적합한 수단 형태인 계산 유닛(calculation unit)을 포함할 수 있다. 중앙 유닛(7)은 유선 통신 수단(통상적인 전화선을 통하거나, 또는 예를 들어 이더넷(Ethernet)과 같은 네트워크를 통하는 통신 수단) 또는 무선 통신 수단(GSM, GPRS, 3G, 또는 WiFi 통신 인터페이스 또는 모듈)도 포함할 수 있다. 상기 통신 모듈이 프로세서(75)의 출력부에 연결된다.
또한, 중앙 유닛(71)은 수 개의 부분들로 제작될 수 있다. 이 경우, 중앙 유닛(71)은 압력 센서(23)들에 연결되고 또한 전술된 바와 유사한 통신 인터페이스를 포함하는 프로세서(75)가 구비된 제1 부분을 포함한다.
상기 제1 부분은 이격되어 있는 제2 부분과 교신하는바, 제2 부분은 아래에서 설명되는 검출 계산을 수행하는 것이거나, 또는 그 자체가 전술된 바와 유사한 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
상기 통신 인터페이스 또는 모듈들은 넘어짐이 검출된 경우에 주의 경보를 예를 들어 중앙 서버로, 중앙 전자 감시 스테이션(telesurveillance station), 도움 요청 센터, (병원, 클리닉, 또는 은퇴자의 집(retirement home)의 경우에는) 간호사실로 송신하기 위하여 이용될 수 있다.
마지막으로, 중앙 유닛(71)은 전술된 것과 유사한 단 하나의 통신 인터페이스를 포함할 수 있는바, 넘어짐의 검출을 위한 모든 계산은 이 인터페이스를 통해서 중앙 유닛(71)이 연결되는 검출 서버에서 이루어질 수 있다.
도 12 에는 계산 유닛이 수행할 수 있는 넘어짐 검출의 일 예의 흐름도가 도시되어 있다.
작업(300)에서는, 계산 유닛이, 넘어짐의 검출과 관련된 모든 파라미터(parameter)들도 함께 초기화되며, 통신 인터페이스도 초기화된다.
그 다음, 작업(310)에서 검출 루프(detection loop)가 시작된다. 이 루프는 단위요소들(101 내지 109)의 압력 센서(23)들의 상태, 즉 상태 매트릭스(91)에 대응되는 데이터의 수집을 포함한다.
그 다음, 작업(320)에서는, 계산 유닛이 압력 센서(23)들의 식별정보들, 단위요소들의 위치 식별정보들, 및 시간 마커들의 리스트를 확인하여, 이들이 아래에서 설명되는 넘어짐의 검출을 위한 조건들 중 하나를 충족시키는지의 여부를 판별한다.
그러한 것으로 판별되면, 통신 인터페이스가 작업(330)에서 활성화되어서 넘어짐 검출 신호를 보내고, 검출은 작업(310)과 함께 계속된다. 그렇지 않다면, 상기 루프가 바로 작업(310)으로 계속된다.
넘어짐 신호의 송신에는, 관계된 압력 센서(23)들의 식별정보로부터 도출되는 넘어짐의 위치와 그 압력 센서(23)들을 포함하는 단위요소들(101 내지 109)의 위치, 넘어짐의 시간을 나타내기 위한 시간 마커와 관련된 시간 기간 등을 포함하여, 유용한 모든 정보가 포함될 수 있다.
어떤 사람이 넘어지면, 그 사람은 필연적으로 자신의 등, 배, 또는 적어도 자신의 신체의 상당히 긴 부분이 지면에 놓인 채로 긴 형태의 자세를 취하게 된다. 압력 센서들이 충분히 촘촘한 메쉬를 이루도록 배치되면, 덮개 단위요소들(101 내지 109) 모두에 한 사람 이상의 사람이 서있는 것과 넘어짐 간의 차이를 구별할 수 있게 된다.
도 7 및 도 8 을 참조로 하여 설명된 실시예의 메쉬는 촘촘하여서 높은 수준의 정밀도를 제공한다. 사람이 누운 정도에 따라서 다음과 같은 기준에 의해 넘어짐을 검출함이 가능하다:
- 예를 들어 1분 정도인 최소 길이의 시간 동안에, 대략 30cm의 면을 갖는 정사각형, 유사한 표면적과 대략 35cm 길이의 대각선(즉, 대략 0.09 m2 초과의 표면적)을 갖는 직사각형 안에서, 10개 이상의 검출 위치들(즉 압력 센서(23)들)이 활성화되는 경우; 또는
- 예를 들어 1분 정도인 최소 길이의 시간 동안에, 주된 제1 방향 또는 제2 방향으로 정렬되어 있거나 대각선으로 정렬되어 있는 네 개의 검출 위치들이 활성화되는 경우.
일반적으로, 검출을 위한 최소 시간 기간은 15초보다 크게 선택될 수 있다. 변형예에서는, 상기 검출이 최소 시간 기간에 의존하지 않을 수 있다.
상기 단위요소들에 있는 센서들, 특히 그들 간의 상호 간격에 따라서, 예를 들어 측정의 정밀도를 선택할 수 있도록 하기 위하여, 상기 계산 알고리즘이 적합하게 구성될 수 있다.
왜냐하면 상기 시나리오들은 단위요소들(101 내지 109)에 의하여 덮여 있는 바닥 위에 여러 사람들이 존재하거나 또는 걷는 경우를 배제하고 있기 때문이다. 대부분의 경우에서 성인의 발은 신발 크기 53 에 해당되는 35cm 미만의 길이를 갖는다. 따라서, 위에서 설명된 검출 기준은 지면에 하나의 발만이 접촉하고 있는 직립 자세가 구별됨을 가능하게 한다. 또한, 여러 사람들이 존재하는 경우에는, 그들이 매우 가깝게 있어도 상기 구멍(47)들의 중심간 거리가 20cm 이더라도 전술된 메쉬로 인한 검출을 유발하지는 않을 것이다.
변형예에서는, 서있거나 걷고 있는 개인이 검출되는 경우에 특정의 주의 신호를 활성화시키도록 상기 계산 유닛의 파라미터들이 조정될 수 있다. 본 발명은, 넘어짐의 검출에 부가하여, 어떤 사람의 침입, 일반적으로는 어떤 사람이 직립하여 서있는가의 여부와 무관하게 그 사람의 위치와 존재를 검출함을 가능하게 한다. 그러한 데이터의 분석은 그것이 데이터 저장 시스템과 연계된 때에 사후적으로 정밀하고 효과적으로 된다. 노인을 수용하는 건강 시설의 경우에 그와 같은 파라미터들의 조정은, 시설 안에서 길을 잃은 사람의 위치를 신속하게 검출함을 가능하게 한다. 이와 같은 기능은 기억 장애를 겪는 사람들을 위하여 특히 유용하다.
다른 변형예에서는, 예를 들어 위에서 설명된 일부 기능들의 활성화 및/또는 활성화가 자동화될 수 있다. 예를 들어, 사람이 직립하여 서있는 경우에 있어서의 주의 경보는 밤과 같이 미리 정해진 시간 범위 동안에만 활성화될 수 있다.
위와 같은 덮개 단위요소들은 산업 공정들을 이용하여 구성 및 생산되는 것으로서, 설치될 공간안에서의 설치 시점에 있어서의 우수한 적합화 성능을 제공한다. 은퇴자의 집(retirement home)의 침실들 또는 복도들에는 전술된 덮개 단위요소들이 설치될 수 있는바, 덮개 단위요소들의 갯수와 상호간 배치를 예를 들어 타일 작업에서 행해지는 공지된 바와 같이 조절함으로써 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 덮개 단위요소들의 상호연결은 센서들의 네트워크가 매우 많은 조합 가능성에 따라서 생성됨을 가능하게 한다. 필요한 덮개 단위요소들의 갯수는 실질적으로 덮여질 총 표면적에 비례한다. 한편으로는, 상기 덮개 단위요소들의 상호 조립이 용이하게 되어 위치선정에 있어서의 결함 및 오류 위험이 감소된다.
위에서 설명된 예들에 있어서, 제안된 해결방안은 상기 덮개들의 설치를 수행하는 작업자의 일을 용이하게 하고 또한 설치 중에 있어서의 오류 위험을 억제하도록, 상기 덮개 단위요소들이 바람직하게는 균일한 경우로 선택되었다. 예를 들어, 각각의 변들에 소켓이 제공되어 있는 실질적으로 사각형인 단위요소들로 이루어진 조립체를 설치하고 조합하는 것이 쉽다.
상황에 따라서는, 덮여져야 하는 표면들에 대한 덮개 단위요소들의 부합성(compliance)을 더 우수하게 하고 그리고/또는 단위요소들의 생산 비용을 최소화시키는 것이 바람직할 것이다. 이를 위하여, 특정 용도를 위한 특정한 단위요소들이 구성될 수 있다. 예를 들어, 모서리부나 벽을 따라 설치되는 변들 중 하나 또는 두 개에는 소켓이 없는 사각형의 덮개 단위요소들이 마련될 수 있다. 동일한 이유로, 모든 덮개 단위요소들에 단일의 입력부 및 단일의 출력부가 형성되어 단일의 단계적인(점진적인) 정보 전달 경로를 형성하도록 두 개의 소켓들만이 제공될 수도 있다. 이 경우, 단위요소의 소켓들의 상호간 구성과 조립체의 단위요소들의 상호간 구성은 의존적이게 되며, 사안에 따라서 적합화(adaptation) 또는 변형을 필요로 할 수 있다.
본 발명은 단지 예로서만 제시되어 위에서 설명된 덮개 단위요소들의 실시예들에 국한되지 않고, 첨부된 특허청구범위의 기재에 의하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 고찰될 수 있는 모든 변형예들을 포괄한다.
또한, 본 발명은 전술된 바와 같은 복수의 덮개 단위요소들 또는 타일들을 포함하는 조립 키트에 관한 것이기도 하다. 그러한 설치용 키트는 전술된 바와 같은 중앙 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 넘어짐 검출 방법에 관한 것이기도 한데, 이 방법은:
서로 연결되어 있는 복수의 덮개 단위요소들에 배치되어 있는 압력 센서들의 세트의 상태를 획득함;
상기 복수의 덮개 단위요소들에 대한 상기 획득으로부터 도출된, 상기 센서들로부터의 상태 데이터를 중앙 유닛으로 송신함;
선택된 공칭 시간 기간(nominal period of time) 동안에, 미리 정해진 문턱값보다 큰 표면적에 있는 인접한 압력 센서들이 "압력 받음" 상태에 있다는 조건, 또는 "압력 받음" 상태에 있는 압력 센서들과 연계된 위치 데이터가 센서들의 연속적인 정렬을 나타내며, 그 센서들 중 끝에 있는 두 개의 센서들이 미리 정해진 문턱값보다 큰 거리만큼 이격되어 있다는 조건 중 적어도 하나를 검출함; 및
상기 두 개의 조건들 중 하나를 검출함에 응답하여 주의 신호를 송신함;을 포함한다.

Claims (14)

  1. 넘어짐 검출용 바닥 덮개 단위요소(1)로서, 상기 바닥 덮개 단위요소(1)는:
    가장자리들(5, 7, 9, 11)에 의하여 한정된 몸체(3);
    선택된 기하형태에 따라서 상기 몸체(3) 안에 분포된 복수의 압력 센서(23)들;
    상기 압력 센서(23)들 중 적어도 일부에 연결되고, 상기 압력 센서(23)들의 상태 정보를 수집하도록 구성된, 프로세싱 유닛(processing unit; 27); 및
    상기 프로세싱 유닛(27)에 각각 연결된 적어도 하나의 제1 소켓(first socket; 15, 17, 21) 및 제2 소켓(19)으로서, 다른 유사한 단위요소의 소켓에 연결가능하도록 구성되고 가장자리(5, 7, 9, 11)의 영역에 배치된, 제1 소켓 및 제2 소켓;을 포함하고,
    상기 프로세싱 유닛(27)은:
    상기 상태 정보로부터 도출된 위치 정보를 상기 단위요소(1)의 위치 정보와 연계시키고;
    제1의 다른 유사한 단위요소로부터 발생한 정보를 제1 소켓(15, 17, 21)을 통해 수신하고;
    상기 연계된 정보 및/또는 수신된 정보를 제2 소켓(19)을 통하여 제2의 다른 유사한 단위요소로 송신하도록; 구성된, 바닥 덮개 단위요소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세싱 유닛(27)은 상기 연계된 정보 및 수신된 정보를 미리 정해진 시간 간격으로 송신하도록 구성된, 바닥 덮개 단위요소.
  3. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱 유닛(27)은 연계된 정보를 압력 센서(23)들의 상태 변화에 응답하여 송신하도록 구성된, 바닥 덮개 단위요소.
  4. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체(3)는 표면층(41), 하측층(45), 및 상기 표면층(41)과 하측층(45) 사이에 배치된 중간층(43)을 포함하고, 상기 중간층(43)은 압력 센서(23)들을 적어도 부분적으로 수용하는 복수의 구멍(47)들을 포함하는, 바닥 덮개 단위요소.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 표면층(41)과 하측층(45) 각각은 대향하는 면에 일 세트의 도전성 스트립들(conductive strips; 31, 33)을 구비한 필름(film)을 포함하고, 상기 도전성 스트립들(31, 33)은 각 세트에서 실질적으로 평행하고,
    상기 도전성 스트립들(31, 33)의 세트들은, 개별 세트들의 도전성 스트립들(31, 33)이 상기 중간층(43)의 구멍(47)들의 영역 안에서 서로에 대해 실질적으로 직각을 이루어 교차하도록 구성되어, 교차지점마다 압력 센서(23)가 형성되는, 바닥 덮개 단위요소.
  6. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체(3)는 전체적으로 직사각형 또는 정사각형이고, 상기 프로세싱 유닛(27)은 상기 몸체(3)의 모서리부(corner)에 배치되는, 바닥 덮개 단위요소.
  7. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    추가적으로 상기 프로세싱 유닛(27)은 다른 위치 정보에 따라서 단위요소의 위치 정보를 계산하도록 구성된, 바닥 덮개 단위요소.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세싱 유닛(27)은 반복적인 방식으로, 단위요소(1)의 식별 정보(identification information)에 따라서 유사한 단위요소들의 식별 정보를 계산하도록 구성된, 바닥 덮개 단위요소.
  9. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체(3)는 400 cm2 내지 2.25 m2 의 표면적을 갖는 편평한 형상을 가진, 바닥 덮개 단위요소.
  10. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 소켓(15, 17, 21) 및 제2 소켓(19)은 단위요소의 설치를 위한 오류방지부(failsafe)를 형성하도록 상호 대응되는 구성을 가진, 바닥 덮개 단위요소.
  11. 넘어짐 검출용 덮개 설치 키트(Covering installation Kit)로서, 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 따른 바닥 덮개 단위요소를 다수(101; 102; 103; 104)로 포함하는, 덮개 설치 키트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 덮개 설치 키트는 넘어짐의 검출을 위한 중앙 유닛(central unit; 71)을 더 포함하고,
    상기 중앙 유닛은:
    적어도 하나의 단위요소(101)의 적어도 하나의 소켓(15, 17, 19, 21)에 연결될 수 있는 소켓(73); 및
    상기 소켓(73)에 연결되는 프로세서(processor; 75);를 포함하며,
    상기 프로세서(75)는:
    단위요소(101; 102; 103; 104)의 식별 정보와 연관된, 압력 센서(23)들의 위치 정보에 연계된 상태 정보를 압력 센서(23)들로부터 수집하고;
    상기 수집된 정보로부터, 상호연결된 단위요소들(101; 102; 103; 104)의 조립체의 상태 매트릭스(status matrix; 91)를 계산하며;
    상기 상태 매트릭스(91)로부터 주의 상태(alert status)를 검출하고;
    검출된 주의 상태에 따라서 선택되는 주의 신호(alert signal)를 송신하도록; 구성된, 덮개 설치 키트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 덮개 설치 키트는 통신 모듈(communication module)을 더 포함하고, 상기 통신 모듈은 상기 프로세서(75)의 출력부에 연결되며, 상기 통신 모듈은 중앙 서버(central server)로 주의 신호를 송신하도록 구성된, 덮개 설치 키트.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(75)는 압력 센서(23)들 중 적어도 일부의 상태 정보를 무시하도록 구성된, 덮개 설치 키트.
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