KR20160095337A

KR20160095337A - 스마트 물병 및 이를 이용한 헬스케어 시스템

Info

Publication number: KR20160095337A
Application number: KR1020150016484A
Authority: KR
Inventors: 강승은
Original assignee: 강승은
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2016-08-11

Abstract

스마트 물병 및 이를 이용한 헬스케어 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병은, 용기에서 뚜껑의 배출구를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기의 기울기를 감지하는 센서부; 외부 기기와 통신하는 물병 통신부; 및 상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 연산하며, 상기 연산된 액체의 양을 상기 물병 통신부를 통해 상기 외부 기기로 전송하는 물병 제어부를 포함한다.

Description

스마트 물병 및 이를 이용한 헬스케어 시스템{SMART WATER BOTTLE AND HEALTHCARE SYSTEM USING IT}

본 발명은 스마트 물병 및 이를 이용한 헬스케어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물병의 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 측정하여 사용자가 섭취한 수분의 양을 정확히 계측할 수 있고, 수분의 섭취와 관련된 헬스케어 서비스를 제공할 수 있는 스마트 물병 및 이를 이용한 헬스케어 시스템에 관한 것이다.

스마트폰의 보급과 인터넷이 활성화 됨에 따라 이를 기반으로 한 다양한 서비스들이 제공 되고 있으며, 건강 관리에 대한 관심이 증가하면서 유비쿼터스 헬스케어 서비스(U-healthcare Service)를 제공하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.

한편, 바쁜 일상 속에서 잊어버리기 쉬운 수분 섭취를 대신 기억하고, 마셔야 할 물의 양과 시간까지 알려주려는 제품에 대한 개발이 이루어지고 있으며, 이를 사물 인터넷과 연계하려는 연구가 진행되고 있다. 사물 인터넷(IoT; Internet of Things)이라는 용어는 1998년 매사추세츠공과대학의 Auto-ID 랩에서 처음 등장 하였다. 이후, 2005년 ITU-T에서 `The Internet of Things`라는 연차 보고서에서 사물 인터넷을 "세상에서 존재하는 모든 사물(things)을 네트워크로 연결해 인간과 사물, 사물과 사물 간에 언제 어디서나 서로 소통할 수 있도록 하는 새로운 정보통신 기반"이라고 정의한 바 있다. 즉, 사물 인터넷은 유비쿼터스 공간을 구현하기 위한 인프라로 볼 수 있다.

그런데, 종래의 수분 섭취를 알려주는 제품들은 물을 담은 물병 내에서 물의 수위를 측정하여 사용자가 마신 물의 양과 빈도를 스마트 기기로 알려주고 있으나, 물병에 담긴 물의 수위를 측정하는 방식이어서 사용자가 물병을 들고 이동하는 경우, 물의 수위를 정확하게 측정하기 어려울 뿐만 아니라, 사용자가 마신 물의 양을 정확히 계산하기 어려운 점 등이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 물병의 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 측정하여 사용자가 섭취한 수분의 양을 정확히 계측할 수 있고, 수분의 섭취와 관련된 헬스케어 서비스를 제공할 수 있는 스마트 물병 및 이를 이용한 헬스케어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병은, 용기에서 뚜껑의 배출구를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기의 기울기를 감지하는 센서부; 외부 기기와 통신하는 물병 통신부; 및 상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 연산하며, 상기 연산된 액체의 양을 상기 물병 통신부를 통해 상기 외부 기기로 전송하는 물병 제어부를 포함한다.

또한, 상기 센서부는, 상기 배출구의 온도 변화를 감지하여 상기 배출 시간을 획득하는 온도 센서; 및 상기 용기의 기울기를 획득하는 각도 감지 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 센서부는, 상기 용기의 높이를 감지하는 높이 감지 센서; 및 상기 배출구의 단면적을 감지하는 면적 감지 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 물병 제어부는, 프로그램을 내장하기 위한 메모리가 구비된 마이크로 컨트롤러 유닛일 수 있다.

또한, 상기 메모리는, 상기 용기의 높이 및 상기 배출구의 단면적과, 상기 액체의 양을 연산하는 연산식을 저장할 수 있다.

또한, 상기 메모리는, 상기 연산식

를 저장하며, 상기 Qg는 연산되는 액체의 양, 상기 S는 상기 배출구의 단면적, 상기 H는 상기 용기의 높이, 상기 t는 상기 배출 시간, 상기 θ는 상기 용기의 기울기일 수 있다.

그리고, 상기 물병 통신부는, 블루투스 통신을 통해 상기 연산된 액체의 양을 상기 외부 기기로 전송할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템은, 용기에서 뚜껑의 배출구를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기의 기울기를 감지하며, 상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 연산하고, 상기 연산된 액체의 양을 외부로 전송하는 스마트 물병; 및 상기 스마트 물병으로부터 상기 액체의 양을 전송받아 저장하며, 사용자의 신체 조건에 따라 설정된 일일 권장 섭취량을 섭취하도록 사용자에게 안내하는 사용자 단말를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스마트 물병은, 상기 용기에서 뚜껑의 배출구를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기의 기울기를 감지하는 센서부; 상기 사용자 단말과 통신하는 물병 통신부; 및 상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 연산하며, 상기 연산된 액체의 양을 상기 물병 통신부를 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 물병 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 물병 제어부는,

에 의해 상기 액체의 양을 연산하며, 상기 Qg는 연산되는 액체의 양, 상기 S는 상기 배출구의 단면적, 상기 H는 상기 용기의 높이, 상기 t는 상기 배출 시간, 상기 θ는 상기 용기의 기울기일 수 있다.

또한, 상기 사용자 단말은, 상기 스마트 물병으로부터 전송된 상기 액체의 양에 대한 정보를 처리하여 데이터 패킷을 생성하고, 상기 데이터 패킷을 외부로 재전송할 수 있다.

그리고, 상기 사용자 단말로부터 전송되는 데이터 패킷을 저장하는 서버를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 물병의 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 측정하여 사용자가 섭취한 수분의 양을 정확히 계측할 수 있다.

또한, 사용자가 권장량의 수분을 섭취하도록 안내할 수 있고, 수분 섭취와 관련된 헬스케어 서비스를 제공할 수 있다.

그리고, 적정량의 수분 섭취를 통해 개인의 건강 관리와 질병의 예방을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1의 스마트 물병을 개략화한 단면도이다.
도 3은 도 1의 스마트 물병을 개략화한 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템의 개념도이다.
도 5는 도 4의 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템에서 사용자 단말의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템의 개념도이다.
도 7은 도 6의 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템에서 서버의 블록 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 고안의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병의 블록 구성도이다. 또한, 도 2는 도 1의 스마트 물병을 개략화한 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 1의 스마트 물병을 개략화한 상면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병(100)은 용기(101)에서 뚜껑(105)의 배출구(106)를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기(101)의 기울기를 감지하는 센서부(110), 외부 기기(50)와 통신하는 물병 통신부(120), 및 상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구(106)를 통해 배출된 액체의 양을 연산하며, 상기 연산된 액체의 양을 상기 물병 통신부(120)를 통해 상기 외부 기기(50)로 전송하는 물병 제어부(130)를 포함한다. 또한, 스마트 물병(100)은 각종 정보 및 데이터를 저장하는 물병 저장부(140), 전원을 온/오프(ON/OFF)하는 스위치부(150), 전원을 공급하는 전원 공급부(160), 전원의 온 상태(ON state)를 표시하는 전원 표시부(170) 등을 포함할 수 있다. 즉, 스마트 물병(100) 내의 액체가 배출구(106)로 배출될 때, 스마트 물병(100)은 상기 배출구(106)를 통해 배출된 액체의 양을 측정할 수 있다.

센서부(110)는 뚜껑(105)의 배출구(106)를 통해 배출되는 액체의 배출 시간과, 용기(101)의 기울기를 감지하며, 이를 위해 센서부(110)는 배출구(106)의 온도 변화를 감지하여 상기 배출 시간을 획득하는 온도 센서(112) 및 상기 용기(101)의 기울기를 획득하는 각도 감지 센서(114)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 스마트 물병(100) 내의 있는 물질이 온도 센서(112)가 부착된 배출구(106)로 배출될 때 온도 센서(112)가 온도 변화를 감지하여 배출을 감지하게 되며, 배출구(106)에서 수분이 배출되지 않는 경우, 온도 변화를 감지하고, 이러한 온도 변화에 따른 시간을 측정하여 배출 시간을 알 수 있게 된다. 또한, 사용자가 수분을 섭취하기 위해, 스마트 물병(100)을 기울임에 따라 각도 감지 센서(114)가 기울어진 정도를 감지하게 된다.

또한, 센서부(110)는 용기(101)의 높이를 감지하는 높이 감지 센서(미도시) 및 배출구(106)의 단면적을 감지하는 면적 감지 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 스마트 물병(100)의 용기는 그 크기가 변하지 않으므로, 고정된 용기(101)의 높이 및 배출구(106)의 단면적을 가질 것이나, 뚜껑(105)에 센서부(110), 물병 통신부(120), 물병 제어부(130) 등의 각 구성요소들이 장착될 경우, 뚜껑(105)만을 서로 크기가 다른 용기에 적용할 수도 있을 것이며, 이러한 경우를 대비하여 센서부(110)는 용기(101)의 높이를 감지하는 높이 감지 센서(미도시) 및 배출구(106)의 단면적을 감지하는 면적 감지 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

물병 통신부(120)는 외부 기기(50)와 통신하며, 물병 통신부(120)는 근거리 무선 통신 또는 원거리 무선 통신을 이용하여 외부 기기(50)와 통신할 수 있다. 바람직하게, 물병 통신부(120)는 근거리 통신을 이용하여 외부 기기(50)와 통신할 수 있다. 여기에서, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), NFC(Near Field Communication), 와이브리(Wibree) 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 블루투스는 근거리 무선 통신 규격의 하나로, 반경 10~100m 안에서 각종 전자 및 정보통신 기기를 무선으로 연결 제어하며, 2.45Ghz 주파수를 사용하고, 와이브리는 2.4 Ghz 대역의 주파수를 사용하며, 10m 정도까지의 거리를 1Mbps의 통신 속도로 여러 기기를 무선으로 연결 제어한다. 물론, 상기 근거리 무선 통신에만 제한되지 않고, 다른 무선 통신 방식을 채택할 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 또한, 외부 기기(50)는 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone: Personal Communications Services phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 등 일반적인 이동 통신 단말, 2G/3G/4G, 와이브로 무선망 서비스가 가능한 단말, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA: Personal Digital Assistant), 스마트폰(Smart phone), 왑폰(WAP phone: Wireless application protocol phone) 등 네크워크에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있으나, 일반적으로 스마트폰(Smart phone)이 될 것이다.

물병 제어부(130)는 배출 시간 및 기울기를 기초로 배출구(106)를 통해 배출된 액체의 양을 연산하고, 상기 연산된 액체의 양을 외부 기기(50)로 보낸다. 이를 위해, 물병 제어부(130)는 프로그램을 내장하기 위한 메모리가 구비된 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, Micro Controlloer Unit)일 수 있다. 즉, MCU가 두뇌 역할을 하며, 제어하는 역할을 한다. 마이크로 컨트롤러 유닛은 롬(ROM)과 램(RAM) 회로까지 내장할 수 있으며, 칩 형태로 제작된다. 일반적으로 사용되는 마이크로 컨트롤러 유닛은 한 번에 연산하는 비트량에 따라 8 비트 코어, 16 비트 코어, 32 비트 코어 등으로 분류된다. 8 비트 코어는 AVR시리즈와 8051시리즈가 대표적이다. 그리고, 16 비트 코어는 S12시리즈와 x86시리즈가 대표적이며, 32 비트 코어는 ARM7시리즈와 ARM Cortex-M3시리즈가 대표적이다. Atmel사에서 개발된 AVR시리즈를 이용하여 마이크로 컨트롤러 유닛을 채택한 물병 제어부(130)를 구성한다. Atmel AVR은 AVR UC3, AVR XMEGA, mega AVR, tiny AVR 시리즈 등이 있다. AVR은 MCU의 하나이므로, 중앙처리장치와 소용량 플래시 롬이 하나의 IC에 집적된 구성을 가져 효율적인 스마트 물병(100)의 설계가 가능하다.

여기에서, 물병 제어부(130)에 구비된 메모리는 용기(101)의 높이 및 배출구(106)의 단면적과, 액체의 양을 연산하는 연산식을 저장할 수 있다. 즉, 물병 제어부(130)는 센서부(110)에서 획득된 액체의 배출 시간 및 용기(101)의 기울기와 함께, 용기(101)의 높이 및 배출구(106)의 단면적을 인자로 연산식에 대입하여 배출구(106)를 통해 배출된 액체의 양을 연산할 수 있다.

일반적으로, 액체의 배출량을 구하려면, 배출되는 구멍의 단면적과 배출되는 속도를 알아야 하며, 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

여기에서, 상기 Q는 액체의 배출량, 상기 S는 액체가 배출되는 구멍의 단면적, 상기 v는 액체의 배출 속도이다.

또한, 액체의 배출 속도 v는 다음의 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.

여기에서, 상기 H는 액체가 수용된 용기(101)의 높이, 상기 t는 배출 시간이다.

그리고, 사용자가 액체를 섭취하기 위해, 용기(101)를 기울이게 되므로, 기울어진 용기(101)에서 액체의 배출량은 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

여기에서, θ는 상기 용기(101)의 기울기이다.

그러므로, 상기 수학식 1 내지 3을 통해 기울어진 용기(101)에서 배출되는 액체의 배출량은 다음의 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.

여기에서, 상기 Qg는 연산되는 액체의 양, 상기 S는 배출구(106)의 단면적, 상기 H는 용기(101)의 높이, 상기 t는 배출 시간, 상기 θ는 상기 용기(101)의 기울기이다.

구체적으로, 물병 제어부(130)의 메모리는 상기 수학식 4로 표현되는 연산식을 저장할 수 있다.

그러므로, 물병 제어부(130)에 구비된 메모리에 저장된 액체의 양을 연산하는 상기 수학식 4의 연산식에 상기 메모리에 저장된 용기(101)의 높이 및 배출구(106)의 단면적과, 센서부(110)에서 획득된 액체의 배출 시간 및 용기(101)의 기울기를 대입하여 스마트 물병(100)의 사용자가 섭취하는 수분의 양을 정확히 계산할 수 있다. 이렇게 물병 제어부(130)에 의해 측정된 액체의 배출량은 물병 통신부(120)를 통해 외부 기기(50)로 전송된다.

물병 저장부(140)는 센서부(110), 물병 제어부(130), 물병 통신부(120) 등을 통해 획득된 각종 정보 및 데이터를 저장한다. 또한, 물병 저장부(140)는 사용자의 개인 정보 등을 저장하여 권한을 가진 사용자만 스마트 물병(100)을 외부 기기(50)와 연동시키도록 할 수 있다.

전술한 물병 통신부(120), 물병 제어부(130), 물병 저장부(140) 등은 용기(101)에 형성될 수도 있으나, 뚜껑(105) 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

스위치부(150)는 전원 공급부(160)의 ON/OFF를 조작하며, 구체적으로, 스마트 물병(100)의 소정 영역에 조작 버튼(152) 등의 형태로 위치할 수 있다. 이러한 스위치부(150)는 용기(101)에 형성될 수도 있으나, 뚜껑(105) 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

전원 공급부(160)는 스마트 물병(100)의 물병 제어부(130) 등 각 부에 전원을 공급하며, 배터리(162) 형태로 삽입될 수 있다. 이러한 배터리는 1차 전지뿐만 아니라, 충방전이 가능한 2차 전지를 포함할 수 있다. 전원 공급부(160)가 충방전이 가능한 배터리를 구비할 경우, 스마트 물병(100)에는 충방전을 위한 전원 단자(미도시)가 형성될 수 있다. 또한, 스마트 물병(100)에서 충방전이 가능한 배터리만을 분리하여 별도로 충전할 수도 있다. 이러한 배터리의 설치 영역은 용기(101)에 형성될 수도 있으나, 뚜껑(105) 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

전원 표시부(170)는 스위치부(150)가 온 상태가 된 것을 표시하기 위해 광을 조사한다. 이러한 전원 표시부(170)는 LED(172)를 광원으로 사용할 수 있으며, 이러한 LED(Light Emitting Diode)는 주입된 전자와 정공이 재결합할 때 과잉 에너지를 빛으로 방출하는 다이오드로서, 저전압 및 소전력이라는 장점이 있다. 그러므로, LED(172)로 구현한 전원 표시부(170)는 높은 광변환 효율과 낮은 소비 전력 등 높은 에너지 효율을 가지고 있고, 수명은 길어지며, 저전압 및 소전력의 광원을 구성할 수 있다. 또한, LED(Light Emitting Diode) 외에도 OLED(Organic Light-Emitting Diode) 등 전계 발광 효과를 이용한 모든 종류의 소자를 포함할 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 이러한 전원 표시부(170)는 용기(101)에 형성될 수도 있으나, 뚜껑(105) 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 스마트 물병(100)은 센서부(110) 등 여러 구성요소에 의해 획득된 정보들을 표시하는 디스플레이부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 디스플레이부는 사용자의 터치 입력에 의해 정보를 입력받는 인터페이스의 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이부는 터치 패널(미도시)과 디스플레이 패널(미도시)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병(100)을 통해 상기 스마트 물병(100)의 사용자가 섭취한 수분의 양을 알 수 있고, 이를 스마트폰 등의 외부 기기(50)로 전송하여 활용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템의 개념도이다. 또한, 도 5는 도 4의 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템에서 사용자 단말의 블록 구성도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템(10)은 스마트 물병(100) 및 사용자 단말(200)을 포함하며, 상기 스마트 물병(100) 및 사용자 단말(200)이 무선 통신을 하여 정보를 송수신한다. 여기에서, 무선 통신은 원거리 무선 통신 또는 근거리 무선 통신 모두가 가능할 것이나, 근거리 무선 통신이 바람직하며, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), NFC(Near Field Communication), 와이브리(Wibree) 등 여러 무선 통신 방식이 사용될 수 있다.

상기 스마트 물병(100)은 용기(101)에서 뚜껑(105)의 배출구(106)를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기(101)의 기울기를 감지하며, 상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구(106)를 통해 배출된 액체의 양을 연산하고, 상기 연산된 액체의 양을 외부의 사용자 단말(200)로 전송한다. 이러한 스마트 물병(100)의 구체적인 구성 및 기능은 전술한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

사용자 단말(200)은 스마트 물병(100)으로부터 연산된 액체의 양을 전송받아 저장하며, 사용자의 신체 조건에 따라 설정된 일일 권장 섭취량을 섭취하도록 사용자에게 안내한다. 이러한 사용자 단말(200)은 일반적인 이동 통신 단말, 2G/3G/4G, 와이브로 무선망 서비스가 가능한 단말, PDA, 스마트 폰 등과 같은 다양한 통신 기기가 될 수 있으며, IEEE 802.11 무선 랜 네트워크 카드 등의 무선랜 접속을 위한 인터페이스가 구비된 기기일 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 이동 통신 단말 이외에 무선랜 접속 인터페이스가 구비된 컴퓨터, 노트북 등의 정보 통신 기기이거나 이를 포함하는 장치일 수도 있다.

다시 도 5를 참조하면, 사용자 단말(200)은 사용자 등이 정보를 입력 및 선택하는 단말 입력부(210), 스마트 물병(100) 등과 통신하는 단말 통신부(220), 각종 정보 및/또는 데이터를 저장하는 단말 저장부(240), 사용자 등에게 정보를 표시하여 제공하는 출력부(250), 이들을 제어하는 단말 제어부(230) 등으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 단말 입력부(210)를 통해 사용자의 신체 정보 등을 입력하고, 이러한 신체 정보는 단말 저장부(240)에 저장된다. 그리고, 단말 통신부(220)는 스마트 물병(100)으로부터 사용자가 섭취한 섭취량을 전달받고, 단말 제어부(230)는 일일 권장 섭취량과 비교하여 사용자에게 수분의 섭취 등을 단말 출력부(250)를 통해 안내할 수 있다. 이러한 사용자 단말(200)의 기능은 수분 섭취를 위한 전용 어플리케이션을 통해 구현될 수 있을 것이다.

사용자는 사용자 단말(200)로부터 알림 문자나 알림 경고 등을 받아 부족한 수분을 섭취할 수 있게 된다. 이를 위해, 단말 출력부(250)는 시각적 정보로 표시하는 디스플레이 모듈(미도시) 또는 음성으로 안내하는 음성 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 여기에서, 디스플레이 모듈은 LCD, PDP, LED 또는 OLED 중 하나로 구성될 수 있고, 음성 모듈은 스피커를 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 디스플레이 모듈은 사용자의 터치 입력에 의해 정보를 입력받는 인터페이스의 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈은 터치 패널(미도시)과 디스플레이 패널(미도시)을 포함할 수 있다. 터치 패널은 터치 동작을 감지하는 센서가 구비될 수 있으며, 일례로 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다. 그리고, 디스플레이 패널은 터치 패널과 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린이 출력 및 입력 장치로 사용될 수 있다.

또한, 사용자 단말(200)은 스마트 물병(100)으로부터 수신된 데이터를 네트워크를 통해 외부로 전송 가능한 형식으로 패킷 처리할 수 있다. 즉, 사용자 단말(200)은 스마트 물병(100)으로부터 전송된 사용자가 섭취한 액체의 양에 대한 정보를 처리하여 데이터 패킷을 생성하고, 상기 데이터 패킷을 외부로 재전송할 수 있다. 이러한 패킷 처리는 단말 제어부(230)에서 수행할 것이며, 이를 위해 단말 제어부(230)는 복수의 스마트 플러그로(100)부터 전송된 디지털 데이터를 통합하여 데이터 패킷을 생성하고, 상기 데이터 패킷을 서버(300)로 재전송한다. 이러한 데이터 패킷은 수분 섭취와 관련한 헬스케어 서비스를 수행하기 위한 기초 자료가 될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템의 개념도이다. 또한, 도 7은 도 6의 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템에서 서버의 블록 구성도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템은 스마트 물병(100) 및 사용자 단말(200)외에 서버(300)를 더 포함하며, 상기 스마트 물병(100) 및 사용자 단말(200)이 무선 통신을 하여 정보를 송수신하고, 상기 사용자 단말(200) 및 서버(300)가 무선 통신을 하여 정보를 송수신한다.

여기에서, 무선 통신은 원거리 무선 통신 또는 근거리 무선 통신 모두가 가능할 것이나, 스마트 물병(100) 및 사용자 단말(200) 간에는 근거리 무선 통신이 바람직하며, 사용자 단말(200) 및 서버(300) 간에는 네트워크를 통한 원거리 무선 통신이 바람직하다. 즉, 서버(300)가 일반적으로 원격지에 위치하므로, 원거리 무선 통신을 이용하는 것이 바람직하며, 네트워크(300)로 인터넷 등을 들 수 있다. 원거리 무선 통신은 무선랜(Wireless LAN), 무선맨(Wireless MAN), 와이맥스(WiMAX), LTE (Long Term Evolution) 중 하나일 수 있으나, 이에만 제한되지 않음은 당연하다 할 것이다.

또한, 사용자 단말(200)은 HTML, XML 등 웹페이지의 내용을 표시할 수 있는 웹브라우저(넷스케이프, 인터넷 익스플로러 등)를 가질 수 있고, 근거리 및 원거리 통신 모듈을 모두 가지는 것이 바람직하며, 스마트 물병(100)으로부터 근거리 통신 모듈을 이용하여 신뢰성 있는 정보를 전송 받아 원거리 통신 모듈을 이용하여 원격지에 있는 서버(300) 등으로 전송할 수 있다. 또한 스마트폰이 현재 고성능화, 고메모리, 고해상도를 지원하고 있어 U-헬스케어 서비스 및 시스템에서 광범위하게 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템에서 스마트 물병(100) 및 사용자 단말(200)의 구체적인 구성 및 기능은 전술한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

서버(300)는 사용자 단말로부터 전송되는 데이터 패킷을 저장하며, 서버(300)에 저장되는 데이터 패킷은 마스터(Master)의 역할을 수행하는 전문가 그룹의 데이터 분석과 평가를 통해 수분 섭취와 관련된 헬스케어 정보가 생성되며, 이러한 헬스케어 정보는 사용자 단말(200)의 사용자에게 제공될 것이다. 예를 들어, 서버(300)는 전문가 그룹의 데이터 분석과 평가를 통해 획득된 사용자 신체 변화에 따른 물의 권장 섭취량을 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

이를 위해, 서버(300)는 네트워크를 통해 접속한 사용자 단말(200)의 인증을 수행하는 인증부(310), 상기 사용자 단말(200)로부터 헬스케어 서비스의 요청을 받고, 상기 사용자 단말(200)로 헬스케어 정보를 전송하는 서버 통신부(320), 및 이를 제어하는 서버 제어부(330)를 포함할 수 있다. 또한, 서버(300)는 상기 사용자 단말(200)에서 각종 요청 및 각종 정보를 입력할 수 있도록 사용자 인터페이스를 웹브라우저 형식으로 제공하는 웹서비스 제공부(360), 각종 정보 및 데이터를 저장하는 서버 저장부(340), 및 사용자 단말(200)과 통신하여 송수신되는 각종 정보를 DB화하여 저장하는 데이터베이스부(350)를 포함할 수 있다.

이때, 데이터베이스부(350)에 저장된 각종 정보 및 데이터의 검색, 관리 등을 용이하게 하기 위해 상기 데이터베이스부(350)는 사용자 단말용 DB(352), 전문가 단말용 DB(354) 등을 포함할 수 있다. 이러한 데이터베이스부(350)는 정보를 저장하기 위한 논리적 또는 물리적인 저장 서버를 의미하며, 예를 들어, 오라클(Oracle) 사의 Oracle DBMS, 마이크로소프트(Microsoft) 사의 MS-SQL DBMS, 사이베이스(Sybase) 사의 SYBASE DBMS 등의 형태일 수 있으나, 이에만 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

또한, 서버(300)는 헬스케어 정보를 사용자에게 제공할 때, 웹서비스 제공부(140)를 통해 사용자 단말(200)에서 각종 요청 및 각종 정보를 입력할 수 있도록 사용자 인터페이스를 웹브라우저 형식으로 제공하며, 사용자 단말(200)은 HTML, XML 등 웹페이지의 내용을 표시할 수 있는 웹브라우저(넷스케이프, 인터넷 익스플로러, 크롬 등)를 가질 수 있다.

특히, 사용자에게 헬스케어 서비스를 제공하기 위해, 서버(300)에 개인의 민감한 신체 정보 등이 송수신될 수 있으므로, 보안을 위해 인증부(310)는 사용자 단말(200)이 최초 접속한 경우, 회원 가입을 요청하고, 상기 회원 가입이 완료된 후에 상기 사용자 단말(200)의 인증을 수행한다. 일례로, 인증부(310)를 통해 사용자 등의 고유 인증 모듈의 색인자 또는 비밀번호를 통해 사용자 단말(200)을 인증한다. 인증부(310)는 텍스트파일 인증모듈(mod_auth), DBM인증모듈 (mod_auth_dbm), Berkeley DB 인증모듈(mod_auth_db), Anonymous 인증모듈(mod_auth_anon), PostgreSQL인증모듈, XNS 인증 서비스 중 적어도 하나의 인증 프로토콜을 이용하여 사용자를 인증하게 되나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

따라서, 본 발명의 여러 실시에에 따른 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템을 통해 사용자의 수분 섭취를 계측하고, 이를 기초로 사용자 맞춤형 헬스케어 서비스를 제공할 수 있을 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 스마트 물병
110: 센서부 120: 물병 통신부
130: 물병 제어부 140: 물병 저장부
150: 스위치부 160: 전원 공급부
170: 전원 표시부
200: 사용자 단말
210: 단말 입력부 220: 단말 통신부
230: 단말 제어부 240: 단말 저장부
250: 단말 출력부
300: 서버
310: 인증부 320: 서버 통신부
330: 서버 제어부 340: 서버 저장부
350: 데이터베이스부 360: 웹서비스 제공부

Claims

용기에서 뚜껑의 배출구를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기의 기울기를 감지하는 센서부;
외부 기기와 통신하는 물병 통신부; 및
상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 연산하며, 상기 연산된 액체의 양을 상기 물병 통신부를 통해 상기 외부 기기로 전송하는 물병 제어부를 포함하는, 스마트 물병.
제 1항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 배출구의 온도 변화를 감지하여 상기 배출 시간을 획득하는 온도 센서; 및
상기 용기의 기울기를 획득하는 각도 감지 센서를 포함하는, 스마트 물병.
제 2항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 용기의 높이를 감지하는 높이 감지 센서; 및
상기 배출구의 단면적을 감지하는 면적 감지 센서를 더 포함하는, 스마트 물병.
제 1항에 있어서,
상기 물병 제어부는,
프로그램을 내장하기 위한 메모리가 구비된 마이크로 컨트롤러 유닛인, 스마트 물병.
제 4항에 있어서,
상기 메모리는,
상기 용기의 높이 및 상기 배출구의 단면적과, 상기 액체의 양을 연산하는 연산식을 저장하는, 스마트 물병.
제 5항에 있어서,
상기 메모리는,
상기 연산식
를 저장하며,
상기 Qg는 연산되는 액체의 양, 상기 S는 상기 배출구의 단면적, 상기 H는 상기 용기의 높이, 상기 t는 상기 배출 시간, 상기 θ는 상기 용기의 기울기인, 스마트 물병.
제 1항에 있어서,
상기 물병 통신부는,
블루투스 통신을 통해 상기 연산된 액체의 양을 상기 외부 기기로 전송하는, 스마트 물병.
용기에서 뚜껑의 배출구를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기의 기울기를 감지하며, 상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 연산하고, 상기 연산된 액체의 양을 외부로 전송하는 스마트 물병; 및
상기 스마트 물병으로부터 상기 액체의 양을 전송받아 저장하며, 사용자의 신체 조건에 따라 설정된 일일 권장 섭취량을 섭취하도록 사용자에게 안내하는 사용자 단말를 포함하는, 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템.
제 8항에 있어서,
상기 스마트 물병은,
상기 용기에서 뚜껑의 배출구를 통해 배출되는 액체의 배출 시간 및 상기 용기의 기울기를 감지하는 센서부;
상기 사용자 단말과 통신하는 물병 통신부; 및
상기 배출 시간 및 기울기를 기초로 상기 배출구를 통해 배출된 액체의 양을 연산하며, 상기 연산된 액체의 양을 상기 물병 통신부를 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 물병 제어부를 포함하는, 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템.
제 9항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 배출구의 온도 변화를 감지하여 상기 배출 시간을 획득하는 온도 센서; 및
상기 용기의 기울기를 획득하는 각도 감지 센서를 포함하는, 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템.
제 9항에 있어서,
상기 물병 제어부는,

에 의해 상기 액체의 양을 연산하며,
상기 Qg는 연산되는 액체의 양, 상기 S는 상기 배출구의 단면적, 상기 H는 상기 용기의 높이, 상기 t는 상기 배출 시간, 상기 θ는 상기 용기의 기울기인, 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템.
제 8항에 있어서,
상기 사용자 단말은,
상기 스마트 물병으로부터 전송된 상기 액체의 양에 대한 정보를 처리하여 데이터 패킷을 생성하고, 상기 데이터 패킷을 외부로 재전송하는, 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 사용자 단말로부터 전송되는 데이터 패킷을 저장하는 서버를 더 포함하는, 스마트 물병을 이용한 헬스케어 시스템.