KR20170093158A

KR20170093158A - 바닥재에 압력 센서를 갖는 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR20170093158A
Application number: KR1020177016947A
Authority: KR
Inventors: 파스칼 디 크로세; 크리스토프 레이틀러
Original assignee: 타케트 지디엘 에스에이
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2015-11-23
Publication date: 2017-08-14
Also published as: US10588545B2; EP3223684A1; US20170354350A1; CN107223038A; RU2017120967A; JP2018500963A; WO2016083294A1; RU2717377C2; JP6743007B2; EP3223684B1; RU2017120967A3

Abstract

모니터링 시스템은 시트-형 압력 센서 및 센서 제어부를 갖는 바닥재를 포함한다. 후자는 디지털 로우 신호를 제공하기 위한 ADC, 디지털 로우 신호의 신호 처리에 의해 데이터 추출을 수행하도록 구성되고 디지털 로우 신호보다 낮은 디지털 대역폭을 갖는 디지털 처리된 신호를 생성하는 마이크로컨트롤러 및 디지털 처리된 신호를 수신하기 위해 마이크로컨트롤러에 연결되거나 마이크로컨트롤러 내에 통합되는 통신 모듈을 포함한다. 통신 모듈은 하나 이상의 데이터베이스 서버들과 데이터 통신을 설정하고, 추출된 데이터를 하나 이상의 데이터베이스 서버로 전송하도록 구성된다.

Description

바닥재에 압력 센서를 갖는 모니터링 시스템{Monitoring System with pressure sensor in floor covering}

본 발명은 일반적으로 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히, 가능한 모니터링되는 사람의 자율성과 사생활을 보호하면서, 예컨대, 병원, 요양원 또는 양로원, 또는 형벌 시설과 같은 보호 기관의 룸 안의 사람을 모니터링하기 위한 것이다.

의료 시설의 룸에는 간호사 호출 버튼(또는 다른 유형의 스위치)이 일반적으로 갖춰지고, 룸 안의 사람은 간호사나 보호자에게 도움을 요청할 수 있다. 호출 버튼을 누르면 보호자의 룸 및 어쩌면 보호자의 호출기 또는 다른 휴대용 장치로 신호를 트리거한다. 이러한 호출 시스템은 손 닿는 곳에 버튼 또는 스위치가 있는 룸 사용자가 나타내는 애드-혹 요구(ad-hoc needs)에 응답하는데 유용하다. 하지만, 비상 상황, 특히 쓰러짐(fall)이 발생했을 경우 부분적으로만 적절하다.

그러므로, 특히, 피보호자의 쓰러짐이 감지되면 알람을 줄 수 있는 모니터링 시스템이 필요하다.

US 5 877 675 는 환자에게 간호사 스테이션(nurse's station)과 같은 중앙 시설뿐만 아니라 보호자에게 직접 링크를 제공하는 휴대용, 3-방향 무선 통신 시스템을 개시한다. 시스템은 환자 유닛(patient unit), 보호자 유닛(caregiver unit), 중앙 스테이션으로 구성된다. 환자 유닛은 작고 휴대 가능하도록 설계되어 환자의 손목 등에 착용될 수 있다. 상기 유닛은 환자가 지정된 보호자에게 직접 도움 요청을 보내도록 허용하고, 환자와 보호자 간의 양방향 음성 통신을 제공한다. 상기 유닛은 신원, 약물, 주치의 등과 같은 환자와 연관된 정보를 저장한다. 보호자 유닛은 또한 휴대 가능하고, 환자와 다른 보호자 간의 양방향 음성 통신을 제공한다. 상기 유닛은 각 환자에 대한 정보를 할당된 보호자에게 디스플레이한다. 보호자가 환자의 호출에 적시에 응답할 수 없는 경우, 중앙 스테이션은 백업과 같은 기능을 수행한다. 추가로, 중앙 스테이션은 그들의 개별 유닛을 통해 보호자에 의해 접속될 수 있는 환자에 관한 더욱 상세한 정보를 저장한다.

US 2008/0117060 A1은 개인의 독립적인 생활을 용이하게 하기 위한 시스템을 개시한다. 한 명 이상의 보호자와 통신하도록 적용된 시스템은, 패닉 버튼 및 활동 센서가 장착된 착용 장치, 사용자의 거주 지역에 배치된 센서 및 오프-사이트 모니터링 센터를 포함한다. 제1 서브시스템은 개인의 활동 레벨을 모니터링하고, 활동 레벨이 개인의 건강 상태의 저하를 나타내는지 여부를 결정하고; 제2 서브시스템은 도움이 필요하다는 것을 보호자에게 알리도록 개인에 의해 선택적으로 활성화 될 수 있고; 제3 서브시스템은 적어도 부분적으로 제1 서브시스템의 결정에 기반하여 도움이 필요하다는 것을 보호자에게 자동적으로 알릴 수 있고; 제4 서브시스템은 개인이 돌아다니는 활동(wandering activity)을 나타내고 있는지 여부를 모니터링한다.

바닥-장착형 모니터링 시스템은 다양한 어플리케이션으로 잘 알려져 있다.

예를 들어, US 5 592 152는 침입자 검출 장치에 관한 것으로, 이것은 통합된 올림 바닥 시스템(integrated raised flooring system)에 설치된다. 침입자 검출 장치는 바닥 패널 어셈블리 및 베이스 바닥 상에 바닥 패널 어셈블리를 지지하기 위한 복수의 받침대, 하우징, 복원 멤버, 스위치 유닛 및 피스톤을 포함한다. 복원 멤버는 하부 하우징 부분으로부터 멀어져 상부 하우징 부분을 편향시킨다(bias). 스위치부는 하부 하우징 부분 상에 탑재되고 피스톤에 의해 비활성화될 수 있는 탄성 스위치 접촉을 갖는다.

EP 2 263 217은 바닥에 고밀도 센서 필드를 포함하는 객체 추적 시스템을 개시한다. 객체 추적 시스템은 센서 활성화를 감지하고 객체를 각 활성화에 연결한다. 또한, 즉시 또는 이후에 사용하기 위한 이벤트를 설명하는 이벤트 정보를 생성한다. 시스템은 센서 관측에 기반하여 그것들에 대해 정의된 조건에 따른 이벤트를 검출한다. 조건은 객체의 본질, 예를 들어 객체에 연결된 관측의 강도, 객체의 크기 및/또는 형태, 본질의 시간적 변화 및 움직임과 관련될 수 있다. 시스템은 고밀도 센서 필드를 갖는 객체를 추적함으로써 예를 들어 쓰러짐, 침대에서 나오기, 공간에 도착 또는 그것으로부터의 사람의 퇴장을 검출하고, 돌봄을 제공하는 사람에게 전달하기 위한 사람의 치료 또는 안전에 관한 이벤트 정보를 생성하기 위해 사용될 수 있다.

US 8 138 882 는 형태를 식별하기 위해 고밀도 2-차원 배열로 배치된 복수의 센서를 갖는 전자 멀티-터치 바닥재를 개시한다. 전자 멀티-터치 바닥재는 전자 멀티-터치 바닥재의 표면과 접촉하는 객체의 형태를 식별한다. 이후 엔티티 기록은 식별된 형태에 따라 검색된 엔티티 기록으로 데이터베이스와 같은 데이터 저장부로부터 검색된다. 이후 활동이 검색된 엔티티 기록에 따른 활동으로 제2 데이터 저장부로부터 검색된다. 이후 검색된 활동은 컴퓨터 시스템에 의해 실행된다. 예를 들어, 시스템이 애완견이 "출입금지" 영역에 들어갔음을 검출한 경우, 애완견을 출입금지 위치에서 꺼내기 위해 주인에게 알림이 보내질 수 있다.

US 6 515 586은 촉각 감지 표면을 형성하도록 촉각 감지 레이어와 통합된 바닥재에 관한 것이다. 촉각 감지 레이어는 고밀도 2-차원 배열로 배치된 복수의 센서를 갖는다. 제어기는 사람 또는 객체를 추적하기 위해 촉각 감지 표면에 연결된다. 촉각 감지 표면은 길이와 너비 모두 조정 가능하도록 플렉시블하게 될 수 있고 롤 상에 벌크로 제조될 수 있다.

US 2006/0171570 은 사람, 동물 및 다른 객체를 모니터링하고 식별하는 "스마트매트"를 개시한다. 객체는 무게, 면적 및 보행자의 발자국 패턴 및 다른 패턴과 같은 바닥/벽 압력 패턴에 기반하여 구별된다.

본 발명의 양상의 목적은 새로운 모니터링 시스템, 특히 전적으로는 아니지만 룸 사용자 모니터링 시스템을 제공한다.

본 발명의 바람직한 양상에 따르면, 모니터링 시스템은:

o 바람직하게는 내부 또는 아래에 시트-형 압력 센서가 설치된 탄성 바닥재(resilient floor covering)(플로어링(flooring)); 및

o 상기 시트-형 압력 센서에 연결된 센서 제어부를 포함하고, 상기 센서 제어부는:

- 상기 압력 센서에 의해 제공된 아날로그 신호를 디지털 로우 신호(digital raw signa)로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기,

- 상기 디지털 로우 신호를 수신하기 위해 상기 아날로그-디지털 변환기에 연결되는 마이크로컨트롤러 상기 마이크로컨트롤러는 상기 디지털 로우 신호의 신호 처리에 의해 데이터 추출을 수행하도록 구성되고, 상기 디지털 로우 신호보다 낮은 디지털 대역폭을 갖는 디지털 처리된 신호를 생성하고, 상기 디지털 처리된 신호는 상기 디지털 로우 신호의 처리 동안 추출된 데이터를 전달(carry) 함, 및

- 상기 디지털 처리된 신호를 수신하기 위해 상기 마이크로컨트롤러에 연결되거나 마이크로컨트롤러 내에 통합된(integrated) 통신 모듈 상기 통신 모듈은 하나 이상의 데이터베이스 서버와 데이터 통신을 설정하고(establish), 상기 추출된 데이터를 상기 하나 이상의 데이터베이스 서버로 전송하도록 구성 됨-을 포함하는

모니터링 시스템.

바람직하게는, 바닥재 또는 플로어링은 연속적으로 놓인 탄성 멀티레이어 또는 모노레이어 플로어링(시트 플로어링)을 포함하거나 구성되고, 또는 개별 플로어링 엘리먼트(플로어링 타일 또는 판자)로 구성된다. 바람직하게는, 탄성 멀티레이어 또는 모노레이어 플로어링은 지속적인("영구적인") 방식(목표 수명은 수년)으로 설치된다. 모노레이어 또는 멀티레이어 플로어링은 바람직하게는 장식용 상부 표면을 갖는다.

본 발명의 문맥에서 사용되는 멀티레이어 플로어링은 바람직하게는 하나 이상의 코어 또는 백킹 레이어 (플로어링이 설치될 때 프린트 레이어에 의해 숨겨져 있는), 프린트 레이어(얇은 프린팅 기판, 잉크 레이어(들)) 및 하나 이상의 투명 레이어(상부 코팅 및/또는 마모 레이어)를 프린트 레이어의 상부 상에 포함한다. 프린팅은 다른 레이어와 적층되거나 또는 결합된 전용 기판(예를 들어, 종이 또는 폴리머 물질의 웹) 상에 영향을 줄 수 있다. 대안적으로, 구조 레이어(예를 들어, 코어 또는 백킹 레이어) 중 하나에 또는 마모 레이어의 뒤에 직접 프린트할 수 있다.

시트-형 압력 센서는 바람직하게는 제1 전극 레이어와 제2 전극 레이어 사이에 샌드위치된 페로일렉트릿 폴리머 필름(ferroelectret polymer film)을 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "페로일렉트릿 폴리머 필름(ferroelectret polymer film)"는 압전 특성을 나타내고, 더욱 상세하게는, 폴리머 필름 구조 상에 적용되는 압력에 반응하여 그것의 표면 상에 적용된 제1 및 제2 전극 레이어 사이에 전위차를 생성하는 셀룰러 폴리머 필름 구조를 지칭한다. "압력 센서에 의해 제공된 아날로그 신호"는 아마도 전기 또는 전자 컴포넌트에 의한 신호 컨디셔닝(예를 들어, 필터링 또는 스무딩(smoothing)) 후에, 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 입력에 적용되는 아날로그 신호를 지칭한다. "디지털 로우 신호(digital raw signal)"는 디지털 도메인에서의 어떠한 신호 정형(shaping), 처리 또는 데이터 추출 이전에 ADC에 의해 전달된 디지털 신호이다. "디지털 처리 신호"는 디지털 로우 신호로부터 추출된 데이터를 전달한다. "통신 모듈"은 이더넷, Wi-Fi, 블루투스 등과 같은 특정 물리적 레이어 및 데이터 링크 레이어 표준을 사용하여 통신하기 위해 필요한 전자 회로를 구현하는 하드웨어 모듈(예를 들어, 카드, 어댑터 또는 제어기)을 지칭한다.

ADC는 바람직하게는 50Hz 에서 1kHz까지의 범위, 더욱 바람직하게는 50Hz 에서 500Hz까지의 범위, 더욱 더 바람직하게는 100Hz 에서 200Hz까지의 범위에 포함된 샘플링 레이트로 아날로그 신호를 샘플링하도록 구성된다. ADC의 해상도는 바람직하게는 적어도 8비트(2⁸ = 256 양자화 레벨), 더욱 바람직하게는 적어도 12비트(2¹² 양자화 레벨), 더욱 더 바람직하게는 적어도 16비트(2¹⁶ 양자화 레벨)이다. 바람직하게는, ADC는 전하 증폭기 및 저역-통과 필터를 통해 압력 센서와 연결된다. 저역-통과 필터는 바람직하게는 200Hz 또는 그 이하의, 더욱 바람직하게는 100Hz 또는 그 이상의 차단 주파수를 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 마이크로컨트롤러는 디지털 로우 신호의 처리를 통해 쓰러짐 이벤트(fall events)(사람의, 예를 들어 룸 사용자)를 검출하도록 구성된다. 쓰러짐 이벤트의 검출을 위한 루틴은 디지털 로우 신호로부터의 특징 추출을 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 미리 정의된 레이팅 스킴(rating scheme)에 따라 서로 다른 모니터링되는 양을 평가하도록 구성될 수 있고, 레이팅은 쓰러짐의 이벤트에서 각 모니터링되는 양의 값의 발생 가능성 또는 타당성을 반영한다. 마이크로컨트롤러는 쓰러짐이 발생되는 확률을 반영하는 누적 레이팅이 특정 임계값을 초과하는 경우, 시간 윈도우에서 쓰러짐 이벤트의 포지티브 검출로 판단되도록 더 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 양상에 따르면, 모니터링 시스템은 빌딩 자동화 시스템(Building Automation System; BAS)의 전기 기기의 동작을 제어하기 위한 빌딩 자동화 시스템 액츄에이터를 포함한다. BAS에 자주 사용되는 또 다른 용어는 BMS(Building Management System)이다. 이러한 문맥에서, 용어 "BAS 액츄에이터"는 모니터링 시스템을 BAS와 인터페이스하고 모니터링 장치가 적어도 하나의 기기, 예를 들어 조명, 에어컨, 롤러 셔터, 환풍기, 에어컨 등을 제어하도록 허용하는 어댑터를 지칭한다. 예를 들어, 모니터링 시스템은 사람이 룸 안에 들어온 것을 감지하는 경우 야간에 룸 조명을 켜도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 모니터링 시스템은 쓰러짐을 검출하는 경우, 쓰러진 사람에게 쓰러짐이 검출되었고, 보호자에게 알릴 피드백을 주도록 구성될 수 있다. 이러한 피드백은 예를 들어 룸 조명(깜박임으로써)을 통해, 전용 시각 지표, 또는 라우드스피커를 통해 주어질 수 있다.

BAS와의 인터페이스 이외에도, 또는 이에 대한 대안으로서, 모니터링 시스템은 전기 부하(예를 들어, 조명, 전기 벨, 롤러 셔터 모터, 환풍기, 에어컨 등)의 동작을 제어하기 위한 릴레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 시스템의 릴레이는 간호사 호출 버튼 또는 조명 스위치에 병렬로 연결될 수 있다. 그러므로, 모니터링 시스템은 마이크로컨트롤러에 의해 추출된 데이터에 의존하여 간호사 호출을 시작하거나 또는 조명 스위치를 켤 수 있다. 예를 들어, 모니터링 시스템이 쓰러짐을 검출하는 경우 해당 릴레이를 통해 간호사 호출을 트리거 할 수 있다. 동시에, 또는 순차적으로, 룸 안에 조명을 깜빡임으로써 쓰러진 사람에게 시각적 피드백을 제공할 수 있다. 모든 빌딩 및 보호 시설은 BASs 가 아직 갖추어져 있지 않기 때문에 하나 이상의 릴레이와 함께 모니터링 시스템을 제공하는 것이 유리하다. 또한, BAS와 종래의 전력망이 공존하는 빌딩이 있을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모니터링 시스템은 내부에 통합된 조명 장치(백열 램프, LEDs, 또는 OLEDs)를 갖는 스커팅을 포함하고, 그것은 빌딩 자동화 시스템 액츄에이터 또는 릴레이와 연결되고 빌딩 자동화 시스템 액츄에이터 또는 릴레이에 의해 제어 가능하다.

싱글 압력 센서 대신에, 바닥재는 각각이 제1 전극 레이어 및 제2 전극 레이어 사이에 샌드위치된 페로일렉트릿 폴리머 필름을 포함하고, 센서 제어부에 연결되는 복수의 시트-형 압력 센서가 내부 또는 아래에 설치될 수 있고, 상기 시트-형 압력 센서는 적어도 침실 파티션 및 화장실 파티션을 포함하는 적어도 두 개의 파티션으로 구분된 룸의 서로 다른 영역에 실질적으로 비-중첩 장식으로 배치된다. 본 발명의 이러한 바람직한 실시예에서, 센서 제어부는 아날로그 신호를 서로 다른 압력 센서로부터 수신하고, 그것들을 상응하는 디지털 로우 신호로 변환한다. 마이크로컨트롤러는 개별 디지털 로우 신호로부터 데이터 추출을 수행한다. 마이크로컨트롤러는 추출된 데이터를 하나 또는 복수의 디지털 처리된 신호로 인코딩하도록 구성될 수 있다.

디지털 로우 신호의 신호 처리는 바람직하게는 미리 정의된 검출 기준에 따라 디지털 로우 신호에서의 이벤트의 검출을 포함한다. 검출된 이벤트는 바람직하게는 다음 중 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 두 개를 포함한다: 쓰러짐, (걷기) 활동 시작, (걷기) 활동 종료, 모니터링 룸에 입장 및 모니터링 룸에서 퇴장.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 디지털 로우 신호의 신호 처리는 디지털 로우 신호의 심박 신호 및/또는 호흡 신호의 검출 및 심박 속도 및/또는 호흡 속도의 결정을 포함한다. 심박 및/또는 호흡 신호 검출은 무엇보다도 로우 디지털 신호 및/또는 신호들의 신호 정류를 저역-통과 필터링하는 것을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 디지털 처리된 신호를 생성하는 것은 적어도 마이크로컨트롤러를 식별하는 식별자, 타임 스탬프 및 추출된 데이터 중 하나 이상, 예를 들어 미리 정의된 이벤트 설명 코드에 의해 설명되는 검출된 이벤트를 각각 포함하는 데이터그램 또는 데이터 패킷을 어셈블링하는 것을 포함할 수 있다.

모니터링 시스템은 바람직하게는 하나 이상의 데이터베이스 서버를 포함한다. 하나 이상의 데이터베이스 서버는 추출된 데이터를 데이터베이스에 입력하고, 추출된 데이터로부터 분석 데이터를 계산하고, 바람직하게는 안전한 인터넷 연결을 통해, 분석 데이터를 가시화하기 위해 구성된 클라이언트 어플리케이션(클라이언트 "앱(apps)" 또는 클라이언트 "대시보드(dashboards)")과 인터페이스 하도록 유리하게 구성된다.

또한, 하나 이상의 데이터베이스 서버는 타임라인을 생성하고, 이산-시간 데이터 신호를 데이터베이스에 로그하고, 이산-시간 데이터를 클라이언트 어플리케이션에 분석 데이터의 일부로서 이용 가능하게 만들도록, 추출된 데이터를 주어진 시간(예를 들어, 매 초 마다, 5초 마다, 10초 마다, 20초 마다, 30초 마다, 매 분 마다, 2분 마다, 5분 마다, 10분 마다, 15분 마다, 30분 마다 또는 매 시간 마다)에서 하나 이상의 이산-시간 데이터(모니터링된 룸의 상태를 반영하는)로 변환하도록 구성될 수 있다.

또한, 하나 이상의 데이터베이스 서버는 바람직하게는 추출된 데이터 및/또는 이산-시간 데이터에 관한 통계 지표를 계산하고, 통계 지표를 데이터베이스에 로그하고, 통계 지표를 클라이언트 어플리케이션에 분석 데이터의 일부로서 이용 가능하게 만들도록 구성된다.

하나 이상의 데이터베이스 서버는 분석 데이터의 적어도 일부를 클라이언트 어플리케이션에 스트림하도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 데이터베이스 서버는 그것들에 의해 발행된 요청을 수신하거나 그것들에 의해 조사될(polled) 때 분석 데이터의 적어도 일부를 클라이언트 어플리케이션으로 전송하도록 구성된다.

하나 이상의 데이터베이스 서버는 추출된 데이터의 단기 분석 또는 추출된 데이터의 장기 분석에 기반한 모니터링되는 룸 안의 사람의 잠재적 크리핑 건강 저하(potential creeping health degradation)에 기반하여, 예를 들어 모니터링되는 룸으로부터 사람의 무단 이탈(unauthorized leave), 모니터링되는 룸으로의 무단 침입(unauthorized intrusion), 쓰러짐(fall), 모니터링되는 룸 안의 사람의 갑작스러운 건강 저하(sudden health degradation) 등과 같은 적어도 하나의 잠재적인 비상 상황(potential emergency situation)을 검출하도록 구성될 수 있다. 본 명세서의 문맥에서, "단기 분석(short-time analysis)"은 5분 이내, 바람직하게는 2분 이내, 더욱 바람직하게는 1분 이내, 그리고 아마도 30초, 20초, 15초, 10초, 5초, 2초, 1.5초 이내 심지어 그 이하의 시간 윈도우에서의 데이터 분석을 의미한다. 본 명세서의 문맥에서, "장기 분석"은 1시간 이상, 바람직하게는 2시간 이상의 시간 동안 수집된 데이터의 분석을 의미하고; 이러한 장기 관측이 가능할 경우 데이터의 장기 분석은 또한 몇 일, 몇 주, 몇 달 심지어 몇 년 동안 지속될 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예는 예를 들어 병원, 요양원 또는 양로원, 또는 형벌 시설과 같은 보호 기관의 룸 사용자 모니터링 시스템으로서 구현되는 모니터링 시스템에 관한 것이다. 룸 사용자 모니터링 시스템은 위에서 명시된 유형의 복수의 시트-형 압력 센서들이 내부 또는 아래에 설치되는 바닥재(플로어링)을 포함하고, 상기 시트-형 압력 센서들은 룸의 서로 다른 영역에 실질적으로 중첩 없이 배치되고, 룸은 적어도 침실 파티션 및 화장실 파티션을 포함하는 적어도 두 개의 파티션들로 구분된다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, 디지털 로우 신호의 신호 처리는 검출 기준에 따라 디지털 로우 신호에서, 의심되는 쓰러짐(suspected falls), 활동 시작, 활동 종료, 의심되는 입장(entries) 및 의심되는 퇴장(exits) 중 적어도 두 개를 포함하는 활성화 이벤트의 검출을 포함한다. 또한, 디지털 처리된 신호를 생성하는 것은 적어도 마이크로컨트롤러를 식별하는 식별자, 타임 스탬프 및 서로 다른 압력 센서의 로우 신호로부터 추출된 데이터 중 하나 이상을 각각 포함하는 데이터그램들 또는 데이터 패킷들을 어셈블링하는 것을 포함한다. 특히 더 바람직한 실시예에 따르면, 추출된 데이터를 데이터베이스에 입력하고, 추출된 데이터로부터 분석 데이터를 계산하고, 분석 데이터를 가시화하기 위해 구성된 클라이언트 어플리케이션과 인터페이스하고, 추출된 데이터를 하나 이상의 이산-시간 데이터로 변환하고, 이러한 이산-시간 데이터를 데이터베이스에 로그하고, 이산-시간 데이터를 분석 데이터의 일부로서 클라이언트 어플리케이션에 이용 가능하게 만들고, 추출된 데이터에 관한 통계 지표를 계산하고, 통계 지표를 데이터베이스에 로그하고, 통계 지표를 분석 데이터의 일부로서 클라이언트 어플리케이션에 이용 가능하도록 구성된 하나 이상의 데이터 베이스 서버들이 제공된다. 룸 사용자 모니터링 시스템의 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 바람직하게는 분석 데이터의 적어도 일부를 클라이언트 어플리케이션에 스트림하도록 구성되고, 및/또는 바람직하게는 미승인 이탈(unauthorized leave), 미승인 침입(unauthorized intrusion), 쓰러짐(fall), 갑작스러운 건강 저하(sudden health degradation) 등 중 적어도 하나를, 추출된 데이터의 단기 분석 또는 추출된 데이터의 장기 분석에 기반한 잠재적 크리핑 건강 저하(potential creeping health degradation)에 기반하여 검출하도록 구성된다.

본 발명의 주목할 만한 이점은 모니터링되는 사람 또는 모니터링되는 룸 안의 사람이 웨어러블 장치(맥박, 호흡 속도 및/또는 다른 파라미터를 측정하기 위한)를 착용할 필요가 없다는 사실에 있다. 이것은 모니터링되는 사람의 생활에 대해 감지되는 영향을 크게 감소시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 그러므로 모니터링 시스템은 어떠한 웨어러블 장치도 포함하지 않을 수 있다. 하지만, 사람에 대한 더 근접하고 및/또는 더 진보된(의료) 모니터링이 의도되거나 필요할 경우, 본 모니터링 시스템을 하나 이상의 다른 모니터링 시스템들과 결합하여 사용하는 것이 배제되지 않는다는 점을 유의해야 한다. 더욱 상세하게는, 본 모니터링 시스템은 의료 생체 신호 모니터링 시스템을 대체하는 것을 목표로 하는 것이 아니라, 특히(전적으로는 아니지만) 생체 신호의 영구적인 의료 모니터링은 필요하지 않지만 사람의 활동을 모니터링하는 것이 바람직한 상황에 대해 모니터링 해결 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 시스템은 모니터링되는 사람의 사생활에 관해 상대적으로 방해가 되지 않는 방식으로 갭을 줄인다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 선택적으로 필름-형 압력 센서 및 그것의 커넥터는 수밀 인벨로프(water tight envelope) 안에 실링되어(sealed) 있다. 제안된 시스템은 습기 및 습도에 둔감하다는 것이 더 인식 될 것이다(캐패시티브 센싱에 기반한 시스템과는 다르게). 따라서, 센서를 포함하는 바닥재가 세제로 정기적으로 청소해야 하는 화장실, 부엌 또는 룸 안에 사용될 수 있다.

모니터링 시스템의 실시예는 장기 및 단기 건강 모니터링 기능을 제공한다. 모니터링 시스템은 알림 기능을 포함할 수 있다. 모니터링되는 개인의 건강은 주간 및 야간 동안 개인의 활동 레벨에 기반하여 평가 될 수 있다. 주간 동안의 높은 활동 및 야간 동안의 낮은 활동은 일반적으로 좋은 건강의 지표이다. 따라서, 주간에서 야간의 활동 비율이 감소 추세를 따르는 경우, 시스템은 해당 경고를 보호자에게 보낼 수 있고, 그러면 보호자는 그 추세에 대한 이유를 확인할 뿐만 아니라 환자의 건강 상태를 회복시키는 것을 목적으로 하는 측정을 취하도록 시도할 수 있다.

최소한의 모니터링되는 사람의 능력 및 의향을 필요로 하는 착용된 장치에 의존 하는 시스템과 비교하여, 본 발명에 따른 모니터링 시스템은 모니터링될 사람의 특별한 교육을 필요로 하지 않는다. 환자가 모니터링 장치의 착용을 거부하는 경우가 자주 발생한다. 거절에 대한 이유는 불편함 또는 모니터링되는 사람으로서 낙인 찍히는 것의 두려움일 수 있다. 경험에 따르면 사람이 건강하다고 느끼는 경우, 웨어러블 장치를 휴대하도록 사람에게 권장하기가 더 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명은 보호자의 업무를 크게 단순화시킨다.

본 발명에 따른 시스템은 복수의 문제들을 동시에 처리하도록 구성될 수 있다. 우선, 모니터링 시스템은 비상 상황, 특히 모니터링 되는 사람의 쓰러진 경우의 검출을 허용한다. 둘째로, 모니터링 시스템에 의해 모니터링하는 활동은 모니터링되는 사람의 건강 상태의 평가를 허용한다. 데이터베이스는 개인별 활동 패턴을 학습하고, 예상되는 활동 패턴 또는 활동 패턴의 특정 경향으로부터 어떠한 중요 차이에 대해 보호자에게 알리는 알림 또는 메시지를 트리거하도록 구성될 수 있다. 그 특징은 질병의 조기 검출을 촉진할 수 있다.

예시의 방법으로써, 본 발명의 바람직하고, 비-제한적인 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다:
도 1은 보호 시설의 룸 사용자 모니터링 시스템의 개략도이다.
도 2는 시트-형 압력 센서를 포함하는 바닥재의 구조의 투시도이다.
도 3은 페로일렉트릿-기반 압력 센서 및 그것에 연결된 센서 제어부의 개략도이다.
도 4는 모니터링 시스템의 개략적인 하이-레벨 레이아웃이다.
도 5는 필터링 이후 데이터 추출 이전의 디지털 로우 신호의 스크린 샷이다.
도 6은 본 발명에 따른 룸 모니터링 시스템에 의해 수집된 데이터를 가시화하기 위한 클라이언트 어플리케이션의 예시의 제1 스크린의 스크릿 샷이다.
도 7은 클라이언트 어플리케이션의 제2 스크린의 스크린 샷이다.

도 1은 본 경우에서, 양로원 또는 병원과 같은 보호 시설의 룸 사용자 모니터링 시스템(10)을 개략적으로 도시한다. 모니터링될 사람의 룸(12), 보호자의 룸(14) 및 이러한 방들을 연결하는 통로 또는 복도(15)가 보여진다. 물론 양로원 또는 병원은 더 많은 룸을 포함할 수 있지만 도면의 명확성을 위해 도시하지 않는다. 룸(12)은 메인 침실 파티션(16) 및 화장실 파티션(18)을 포함한다. 룸(12)은 통로 또는 복도(15)로부터 룸(12)의 문(도시하지 않음)에 인접한 출입구 구역(entrance/exit zone)(20)을 통해 접근 가능하다.

룸 사용자 모니터링 시스템(10)은 복수의 시트-형 압력 센서들(24) 아래에 설치된 탄성 폴리머-기반 바닥재(22)를 포함한다. 바닥재의 구조는 도 2에 잘 도시되었다. 시트-형 압력 센서(24)는 제1 접착 레이어(28)와 함께 바닥 포장(26)에 부착된다. 탄성 바닥재는 시트-형 압력 센서(24)의 상부 표면 상에 제2 접착 레이어(30)와 함께 부착된다. 또한, 도 2에는 LED 조명 기능을 하는 스커팅(skirtin)(32)이 도시된다.

유연한 타일, 판자, 스트립 또는 밴드로서 구성되는 시트-형 압력 센서(24)는 서로 실질적으로 중첩 없이 배치될 수 있다. 룸의 각 구역에서, 시트-형 압력 센서(24)는 동일한 구역 내의 서로 다른 센서들로부터 발신되는 아날로그 신호가 센서 제어부(34)에 의해 쉽게 식별될 수 없는 방식으로 센서 제어부(34)에 병렬로 연결된다. 주어진 구역의 센서는 이후 "센서 그룹"으로서 집합적으로 지칭된다. 하지만, 각각이 룸의 서로 다른 구역과 관련된 서로 다른 센서 그룹은 센서 제어부(34)에 개별적으로 연결되므로, 아날로그 신호가 어느 센서 그룹으로부터 발신되는지를 알 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 다음 구역의 각각에 대한 하나의 센서 그룹이 있다: 1) 출입구 구역(20), 2) 침실 파티션(16) 및 3) 화장실 파티션(18).

도 3은 센서 제어부(34)와 이것이 하나의 시트-형 압력 센서(24)에 어떻게 연결되는지 개략적으로 도시한다. 시트-형 압력 센서(24)는 제1 전극(38)과 제2 전극(40) 사이에 샌드위치 되는 페로일렉트릿 폴리머 필름(36)을 포함한다. 페로일렉트릿 폴리머 필름(36)이 압축될 때, 제1 및 제2 전극(38, 40) 사이에 전압이 생성된다. 전압은 그것을 더 많은 처리를 위한 디지털 신호로 변환하는 센서 제어부(34)로 입력된다. 제1 전기적 절연막(42)은 제2 전극(40) 상에 배치되고, 제2 전기적 절연막(44)은 제1 전극(38)과 쉴드 전극(shield electrode)(46) 사이에 배치된다. 제3 전기적 절연막(48)은 쉴드 전극(46)의 반대 측 상에 적용된다. 제2 전극(40) 및 쉴드 전극(46)은 센서의 신호 전극인 제1 전극(38)을 외부 자기장 간섭으로부터 쉴드하는 방식으로 그라운드에 연결된다. 도시된 실시예에서, 전극들(38, 40 및 46)은 각각 5 내지 20㎛의 두께(예를 들어, 9㎛)를 갖는 알루미늄 레이어이다. 페로일렉트릿 폴리머 필름(36)은 바람직하게는 50 내지 100㎛ 범위에 포함되는 두께(예를 들어, 65㎛)를 갖는다. 전기적 절연막들(42, 44 및 48)은 PET(polyethylene terephthalate) 또는 어떠한 다른 전기적 절연 폴리머로 만들어질 수 있다. 그것의 두께는 바람직하게는 50 내지 250㎛(예를 들어, 75㎛)이다. 그러므로, 시트-형 압력 센서(24)의 총 두께는 1mm 미만이다. 신호 전극(제1 전극(38))은 바람직하게는 직선 축을 따라 확장하는 절연 영역에 의해 패터닝 된다. 이러한 영역은 신호 전극(38)과 접지된 전극들(40, 46) 중 하나 사이에 단락을 야기하는 위험을 감소시키면서 압력 센서가 원하는 형태로 절단되도록 허용한다.

압력 센서(24)는 코어 컨덕터(52) 및 코어 컨덕터(52)를 감싸는 적어도 하나의 쉴드 컨덕터(54)를 포함하는 동축 케이블(50)에 의해 센서 제어부(34)에 연결된다. 코어 컨덕터(52)는 신호 전극(38)에 연결되고, 반면에 쉴드 컨덕터(54)는 접지된 전극들(40, 46)에 연결된다. 코어 컨덕터의 다른 단은 전하 증폭기(56)에 연결된다. 전하 증폭기(56)에 의해 출력되는 아날로그 신호는 저역 통과 필터(58)에 의해 필터링되고, 바람직하게는 100Hz 내지 200Hz의 샘플링 속도로 동작하고, 적어도 8비트의 해상도를 갖는 ADC(60)로 입력된다. ADC(60)에 의해 출력되는 디지털 로우 신호는 마이크로컨트롤러(62)에 의해 처리된다. 마이크로컨트롤러(62)는 메모리 모듈(64)를 포함하거나 또는 여기에 연결되고, 여기에 센서 제어부(34)의 펌웨어가 저장된다. 마이크로컨트롤러(62)는 도시된 실시예에서 이더넷 통신 모듈(66), Wi-Fi 통신 모듈(68) 및 DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications) 통신 모듈(70)을 포함하는 통신 모듈을 더 포함하거나 또는 여기에 연결된다. DECT 통신 모듈 대신 또는 추가적으로, 마이크로컨트롤러(62)는 예를 들어 GMS(Global System for Mobile Communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 등의 통신 모듈을 포함하거나 또는 여기에 연결될 수 있다. 마이크로컨트롤러(62)는 또한 릴레이들(72, 74)을 제어하여, 그것이 릴레이들(72, 74)에 연결된 전기 장치를 스위치 온 및 오프하도록 허용한다. 최종적으로, 센서 제어부(34)는 빌딩 자동화 시스템 액츄에이터(76)를 포함하고, 이를 통해 마이크로 컨트롤러(62)는 BAS와 인터페이스 될 수 있다.

도 1 및 도 4에 잘 보여진 바와 같이, 센서 제어부(34)(도 4에서 "전자 보드(electronic board)"로 표시됨)는 이더넷 및/또는 WiFi 링크를 통해 클라우드 서버(78)에 연결된다. 클라우드 서버(78)는 데이터베이스를 관리하는 데이터베이스 서버를 구현하고, 여기에 센서 제어부(34)로부터 수신된 데이터가 저장된다. 이해된 바와 같이, 일반적인 어플리케이션에서 클라우드 서버(78)는 몇몇 센서 제어부(34)에 연결된다(동일하거나 또는 서로 다른 시설로부터). 따라서, 데이터베이스는 서로 다른 룸으로부터의 데이터 및 서로 다른 룸 사용자에 관한 데이터를 포함할 것이다. 그럼에도 불구하고, 서로 다른 센서 제어부(34)로부터의 데이터는, 본 발명의 목적을 위해, 일반적으로 서로 독립적으로 처리되기 때문에, 그것은 싱글 센서 제어부(34)를 참조하여 수행된 분석을 설명하기에 충분할 것이다.

마이크로컨트롤러(62)는 ADC(60)으로부터 수신한 디지털 로우 신호로부터의 데이터 추출을 실행한다. 데이터 추출은 검출될 미리 정해진 이벤트에 상응하는 패턴에 대한 디지털 로우 신호를 검색하는 것을 포함한다. 검출되어야 하는 하나의 이벤트는 모니터링되는 룸(12) 안의 사람의 쓰러짐이다. 이를 위해, 마이크로컨트롤러(62)는 미리 정의된 지속 기간의 시간 윈도우 내의 신호가 펌웨어에서 미리 정의된 특정 기준을 만족시키는지 여부를 지속적으로 체크한다. 쓰러짐 검출을 위한 알고리즘의 예시는 모니터링 되는 룸에서 쓰러짐이 발생된 시간에 측정된 디지털 로우 신호의 짧은 부분을 보여주는 도 5를 참조하여 설명된다.

마이크로 컨트롤러는 주어진 기간의 시간 윈도우 내의 특정 파라미터를 지속적으로 모니터링한다. 모니터링되는 파라미터는 가장 오래된 샘플이 시간 윈도우에서 나가고 새로운 샘플이 입력되면 업데이트된다. 마이크로컨트롤러는 각각의 모니터링되는 파라미터가 미리 정의된 임계값 이상 또는 이하인지 또는 미리 정의된 범위 내인지 여부를 체크한다. 쓰러짐 검출에 대한 미리 정의된 최소 요구 사항이 충족될 경우 쓰러짐으로 판단한다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러는 모든 모니터링되는 파라미터가 각 간격 내에 있을 경우, 쓰러짐을 검출하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 마이크로 컨트롤러는 각 파라미터가 해당 기준을 어느 정도까지 만족시키는지를 나타내는 값을 계산할 수 있고, 이러한 값들의 합계를 계산하고, 이러한 합계와 임계값을 비교할 수 있다: 임계값이 초과될 경우, 쓰러짐이 검출되고; 임계값이 초과되지 않을 경우, 쓰러짐이 검출되지 않는다. 물론, 쓰러짐의 검출을 위한 다른 휴리스틱(heuristics)이 구현될 수도 있다.

마이크로 컨트롤러에 의해 검출된 다른 이벤트는 활동(걷기)의 시작 및 동일한 것의 종료일 수 있다. 걷기 활동 검출은 예를 들어 에너지 파라미터를 임계값과 비교하는 마이크로컨트롤러에 의해 영향을 받을 수 있다. 마이크로컨트롤러는 예를 들어 활동의 시작을 검출하도록 구성될 수 있다. 반대로, 마이크로컨트롤러는 동일한 기간 동안 어떠한 활동을 검출하는 것에 실패할 경우, 활동의 종료를 검출할 수 있다. 마이크로컨트롤러(62)가 하나의 이벤트를 검출할 때마다, 그것은 적어도 센터 제어부의 ID, 검출된 이벤트를 식별하는 식별자, 이벤트가 발생된 구역을 식별하는 식별자 및 이벤트가 검출된 시간을 나타내는 시간 스탬프를 포함하는 데이터그램 또는 데이터 패킷을 어셈블링할 수 있다. 선택적으로, 식별된 이벤트의 검출을 야기하는 파라미터와 같이, 추가 표시가 데이터그램 또는 데이터 패킷에 포함될 수 있다. 몇몇 이벤트가 차례로 발생할 경우, 별도의 데이터그램 또는 데이터 패킷에 포함되거나 하나의 데이터그램 또는 데이터 패킷으로 그룹화 될 수 있다.

데이터그램 또는 데이터 패킷은 이더넷 링크 및/또는 WiFi 링크를 통해 클라우드 서버(78)로 전송된다. 데이터그램 또는 데이터 패킷은 클라우드 서버(78)에 의해 수신되고, 이것은 데이터그램 또는 데이터 패킷이 발신된 센서 제어부(34)의 수신을 확인한다. 수신의 어떠한 확인도 없으면, 마이크로컨트롤러는 데이터그램 또는 데이터 패킷을 재전송한다.

이벤트를 감지할 때, 마이크로컨트롤러는 서로 다른 센서 그룹으로부터의 디지털 로우 신호를 고려할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 센서 그룹의 경계에서(예를 들어, 침실에서 화장실까지의 통로에서) 발생하는 쓰러짐은 검출되지 않을 수 있고, 이러한 센서 그룹의 신호가 개별적으로 처리되는 경우에만 검출될 수 있다. 그러므로, 마이크로컨트롤러는 인접한 센서 그룹으로부터의 디지털 로우 신호의 합계가 쓰러짐에 해당하는 패턴을 포함하는지 여부를 선택적으로 체크할 수 있다. 이러한 유형의 체크는 연속적으로 또는 때때로만, 예를 들어 하나 이상의 모니터링되는 파라미터에 대한 미리 정의된 조건이 하나 이상의 센서 그룹에 관하여 만족될 때마다 수행 될 수 있다.

마이크로컨트롤러(62)는 임의의 검출된 이벤트의 로컬 카피(local copy)를 순환 버퍼 메모리에 유지한다. 센서 제어부와 클라우드 서버 사이의 통신 링크가 중단되는 경우, 버퍼 메모리의 사이즈는 며칠의 데이터가 내부에 저장될 수 있는 것일 수 있다.

또한, 마이크로컨트롤러(62)는 특히 데이터그램 또는 데이터 패킷을 타임-스탬프(time-stamp)하기 위해 사용하는 시계를 포함한다. 도시된 실시예에서, 클라우드 서버 또는 클라우드 서버가 연결되는 클락 서버에 의해 유지되는 "시스템 시간"와 로컬 클락의 동기화는 센서 제어부와 클라우드 서버 사이에 데이터가 교환될 때마다 영향을 받는다.

센서 제어부(34)는 룸 안의 사람의 심박 속도 및/또는 호흡 속도를 더 검출하도록 구성될 수 있다. 마이크로컨트롤러(62)는 예를 들어, 몇 초의 측정(예를 들어, 적어도 20 또는 30 초)을 나타내는 디지털 로우 신호 샘플의 제곱 시퀀스에 대해 패스트 푸리에 변환을 수행하고, 스펙트럼 관심 영역 내에서 스펙트럼 피크를 검출함으로써 이것을 달성 할 수 있다. 검출 된 심박 속도 및/또는 호흡 속도는 바람직하게는 규칙적인 간격으로 클라우드 서버에 전송된다. 이것은 제2 유형의 데이터그램 또는 데이터 패킷과 함께 또는 검출된 이벤트에 대한 정보를 포함하는 동일한 데이터그램 또는 데이터 패킷 내에서 영향을 받을 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 센서 제어부는 보호 시설의 간호사 또는 보호자 호출 시스템과 연결된다. 각 룸(12)은 일반적으로 룸 사용자가 그들의 침대에서 그것에 도달할 수 있는 방식으로 배치되는 간호사 호출 버튼(86)이 갖춰진다. 기본 구성에서, 간호사 호출 버튼의 작동은 보호자의 룸(14)에서 가청 및 시각 알람 신호를 활성화하는 전자 회로를 폐쇄한다. 이러한 경우에, 센터 제어부(34)의 릴레이들(72, 74) 중 하나는 마이크로컨트롤러(62)가 알람을 주는 전자 회로를 제어할 수 있는 방식으로 간호사 호출 버튼(86)에 병렬로 연결된다. 양로원 또는 병원이 더욱 모던한 간호사 또는 보호자 호출 시스템을 포함하는 경우, 센서 제어 시스템은 BAS 액츄에이터(76), DECT 통신 모듈(70), 이더넷 통신 모듈(66) 및/또는 WiFi 통신 모듈(68)을 통해 그것들과 인터페이스될 수 있다. 마이크로컨트롤러(62)가 룸 사용자(88)의 쓰러짐을 검출할 때(도 1에 도시된 바와 같이), 그것은 보호 시설의 간호사 또는 보호자 호출 시스템을 통해 알람을 트리거할 수 있다. 간호사 또는 보호자 호출 시스템이 그것을 처리할 수 있는 경우, 도움에 대한 필요성의 긴급함을 통신하기 위해, 아마도 사용자가 쓰러졌음을 나타내는 비상 코드도 전송된다. 또한, 센서 제어부(34)는 룸(12)의 스커팅(32)에 통합된 LEDs와 인터페이스된다. 쓰러짐이 검출될 때, 마이크로컨트롤러(62)는 쓰러짐이 검출되고 알람이 주어진 룸 사용자에게 알리는 시각적 신호(예를 들어, 깜박임 또는 플래싱(flashing))를 생성하는 방식으로 LEDs를 제어한다. 양로원 또는 병원의 간호사 또는 보호자 호출 시스템이 양방향 통신 기능을 가질 경우, 마이크로컨트롤러(62)는 또한 제2 시각적 신호를 방출함으로써 보호자가 알람의 수신을 확인하였음을 룸 사용자에게 알릴 수 있다.

룸의 사용자에게 그들의 쓰러짐이 검출되었고, 도움이 진행되고 있다는 피드백을 주는 것은, 쓰러짐의 경우에 있어서의 심리적 스트레스를 크게 줄이기 위한 잠재력 가진다. 또한, 야간에 일어나는 것으로부터의 룸 사용자의 두려움을 다소 줄일 수 있다. 노킹 코드(knocking code)(미리 정의된 시퀀스의 노크 및 더 짧거나 더 긴 휴지(pauses))는 그들이 쓰러지고 쓰러짐이 모니터링 시스템에 의해 검출되지 않은 경우에 룸 사용자에게 통신될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

이러한 경우에, 마이크로컨트롤러는 아날로그 신호에서 노킹코드를 식별하고, 양성 검출의 경우에 경고를 트리거하도록 구성된다. 쓰러진 사람이 검출되는 스커팅으로부터 시각적 피드백을 수신 받지 못할 경우, 그들은 미리 정의된 노킹 코드를 바닥으로 노킹함으로써 알람을 수동으로 트리거할 수 있다.

마이크로컨트롤러는 단기간의(예를 들어, 30 초 내지 2 분의 범위) 쓰러짐이 사람이 움직일 수 있음을 나타내는 규칙적인 보행 활동이 뒤따르지 않을 경우에만 선택적으로 알람을 트리거하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 쓰러짐은 양로원 또는 병원 직원에 의한 (즉각적인) 개입 없이 등록될 수 있다.

클라우드 서버(78)는 전송된 데이터그램 또는 데이터 패킷을 수신하고, 내부에 포함된 데이터(이벤트 정보, 심박 속도, 호흡 속도)를 데이터베이스에 저장한다. 데이터는 수신되는 대로 저장된다. 또한, 클라우드 서버는 타임라인을 생성하기 위해 수신된 데이터를 이산 시간에서 모니터링되는 룸의 상태를 반영하는 이산-시간 데이터로 변환한다. 더욱 상세하게는, 클라우드 서버가 "활동 시작(침실)" 이벤트를 수신할 때, 이것이 "활동 종료(침실)" 또는 "쓰러짐 검출(침실)" 이벤트를 수신할 때까지 미리 정의된 시간 간격마다(예를 들어, 매분) "침실에서의 활동" 상태를 로그한다. 유사하게, 이것은 "활동 시작(침실)", "활동 시작(화장실)", 활동 시작(입장/퇴장)" 또는 모든 쓰러짐 검출 이벤트 중 하나를 수신 할 때까지 미리 정의 된 시간 간격 마다 "비활성" 상태를 로그한다. 각 타임라인은 임의의 과거의 각 룸의 상태를 조회하도록 허용하는 데이터베이스의 센서 제어부 ID에 연결된다. 심박 속도 및 호흡 속도가 센서 제어부에 의해 측정될 때, 클라우드 서버는 또한 이러한 데이터를 타임라인에 로그한다.

데이터를 로깅하는 것 이외에도, 클라우드 서버는 또한 클라이언트 어플리케이션(예를 들어, 대시보드 앱)이 데이터를 예를 들어 컴퓨터(80), 태블릿 컴퓨터(82), 스마트폰(84), 패블릿(도시하지 않음) 등과 같은 클라이언트 장치 상에 가시화하도록 허용한다. 클라이언트 어플리케이션에 이용 가능하도록 만들어진 데이터는 상술된 타임라인 및 클라우드 서버에 의해 계산된 통계 지표와 같은 분석 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다음의 통계 지표가 계산될 수 있다:

[a] 화장실에서의 활동 주기의 수(하루 마다, 밤 마다 등 )

[b] 긴 기간(예를 들어, 일주일, 한달 등) 동안 [a]의 평균

[c] [a] 또는 [b]의 경향(유도(derivative))

[d] 룸의 임의의 또는 특정 구역에서의 쓰러짐의 수(하루 마다, 밤 마다)

[e] 긴 기간(예를 들어, 일주일, 한달 등) 동안 [d]의 평균

[f] [d] 또는 [e]의 경향(유도)

[g] 누적된 활동 기간(하루 마다, 밤 마다)

[h] 긴 기간 동안 [g]의 평균(예를 들어, 일주일, 한달 등)

[i] [g] 또는 [h]의 경향(유도)

[j] 매일의 최대 심박 속도

[k] 긴 기간(예를 들어, 일주일, 한달 등) 동안 [j]의 평균

[l] [j] 또는 [k]의 경향(유도)

[m] 매일의 최대 심박 속도

[n] 긴 기간(예를 들어, 일주일, 한달 등) 동안 [m]의 평균

[o] [m] 또는 [n]의 경향(유도)

[p] 매일의 최대 심박 속도

[q] 긴 기간 동안 [p]의 평균(예를 들어, 일주일, 한달 등)

[r] [p] 또는 [q]의 경향(유도)

[s] 매일의 최대 심박 속도

[t] 긴 기간(예를 들어, 일주일, 한달 등) 동안 [s]의 평균

[u] [s] 또는 [t]의 경향(유도)

[v] 하루 마다 또는 밤 마다 외출의 수(예고되지 않거나 또는 승인되지 않은)

[w] 긴 기간(예를 들어, 일주일, 한달 등) 동안 [v]의 평균

[x] [v] 또는 [w]의 경향(유도) 등

클라우드 서버는 또한 시간에서 상기 지표의 분포를 분석 할 수 있고, 그에 대한 주파수 분석을 수행하고, 서로 다른 지표들 간의 상호-상관을 계산할 수 있다.

클라이언트 어플리케이션은 바람직하게는 행렬, 차트, 히스토그램 또는 임의의 다른 편리한 방식으로 분석 데이터를 가시화하도록 구성될 수 있다.

클라이언트 어플리케이션 및/또는 클라우드 서버는 이용 가능한 데이터의 장기 분석을 수행하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 그것들은 비상 사태, 비정상적인 사건, 잠재적인 건강 저하 및 사람의 개입을 받을만한 임의의 다른 상태에 대해 사용자에게 알리도록 더 구성될 수 있다. 데이터는 예를 들어, 간질 위기, 심장 마비, 당뇨병 위기 등의 징후를 검출하는데 사용되는 클라우드 서버 및/또는 클라이언트 어플리케이션에 의해 처리된다.

예를 들어, 단기간 내의 걷기 활동이 뒤 따르지 않는 쓰러짐의 검출은 클라우드 서버가 모니터링되는 룸의 사람이 긴급하게 도움을 필요로 한다는 것을 사용자에게 알리는 관련 데이터에 액세스하는 어플리케이션으로 알람 메시지를 전송하게 할 수 있다. 알람 메시지는 또한 등록된 전화 또는 호출기 번호로 자동으로 발송될 수 있다. 그러면, 병원 또는 요양원의 간호사 또는 보호자 호출 시스템을 활성화하는 센서 제어부에 중복성이 추가된다.

상술된 지표를 사용하여, 클라우드 서버 및/또는 클라이언트 어플리케이션은 이전 시점에서 발견되지 않은 상태로 남아있을 수 있는 크리핑 건강 저하를 검출할 수 있다. 예를 들어, 증가하는 (걷기) 활동은 불면증을 나타낼 수 있고; 화장실에 머무는 횟수의 증가는 예를 들어 신장 이상의 징후일 수 있다. 본 발명에 따른 모니터링 시스템은 증상의 발견에서 의료진을 도울 수 있고, 반면에 진단 작업 자체는 이러한 의료진의 책임 내에 남아 있다는 것에 주의해야 한다. 모니터링 시스템의 한 가지 특별한 이점은, 야간 활동, 주간 활동 및 화장실 사용과 같은 문제와 관련하여, 의료진이 항상 신뢰할 수 없는 심문에 의해 얻은 환자의 응답에만 의존할 필요가 없다는 것이다. 객관적 정보의 추가적인 소스로서의 시스템은 예를 들어, 치매(예를 들어, 알츠하이머 병), 파킨슨병 등을 앓고 있는 룸 사용자의 경우에 높게 평가 될 것이다. 특히 증상의 검출과 관련하여, 상기 질병의 (조기) 진단에 유용함을 입증 할 수 있다.

바람직하게는, 클라우드 서버 및/또는 클라이언트 어플리케이션은 모니터링되는 사람들의 일상 활동 패턴에서 이상을 검출하기 위한 하나 이상의 서브시스템을 포함한다. 서브시스템은 초기화 단계 동안 각 모니터링되는 사람의 정상 활동 패턴(예를 들어, 다차원 특징 공간에서의 관측 벡터로서 표현되는)을 학습하고, 이후 현재 활동 패턴이 학습된 패턴 또는 과거 관측으로부터 예측된 패턴과 얼마나 잘 일치하는지 평가하도록 구성될 수 있다. 두 패턴이 얼마나 잘 일치되는지의 지표는 특징 공간에서의 패턴들 간에 적절히 정의된 거리(미터법(metric))일 수 있다. 서브시스템은 현재 활동 패턴과 예상되거나 저장된 활동 패턴 사이의 거리가 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우, 이상을 검출하도록 구성될 수 있다. 서브시스템이 이상을 발견하는 경우, 클라우드 서버 및/또는 클라이언트 어플리케이션은 해당 경고를 보호자에게 보낸다. 이러한 경고는 단문 메시지 서비스를 사용하는 텍스트 메시지로서 및/또는 클라이언트 어플리케이션의 팝업 윈도우로서 보내질 수 있다. 클라이언트 어플리케이션은 바람직하게는 보호자에게 경보의 수신 및/또는 모니터링되는 사람의 실제 상태에 대한 피드백을 승인하는 것의 가능성을 준다. 그러면, 상기 피드백은 추가적인 모니터링을 위해 고려될 수 있다. 예를 들어, 보호자가 검출된 상태의 이상을 확인할 경우, 해당 패턴(들)은 "정상" 패턴의 계산을 고려하지 않는 것으로부터 서브시스템을 방해될 수 있다. 상기 방식에서, 이상 패턴이 점진적으로 서브시스템이 정상으로서 간주하는 것에 악영향을 주는 것을 피할 수 있다. 반면에, 보호자의 피드백이 잘못된 경고일 경우, 서브시스템은 이상값에 대하여 더 허용하가능하게 되고 및/또는 더 로버스트(robust)하게 되도록 정보를 고려할 수 있다. 서브시스템은 바람직하게는 또한 검출된 패턴이 장기간에 대한 특징 공간에서 어떻게 전개되는지 모니터링하도록 구성된다. 이것은 특히 검출된 패턴의 장기 드리프트를 검출하고, 클라이언트 어플리케이션을 통해 보호자에게 해당 경고를 주도록 구성 될 수 있다. 바람직하게는, 경고가 발행될 원인이 되는 드리프트는 그들이 경고의 원인을 더욱 쉽게 조사할 수 있도록, 보호자에게 그래픽적으로 가시화될 수 있다.

모니터링 시스템은 예를 들어, 주변 조명, 예를 들어 출구 또는 화장실까지의 웨이-파인딩(way-finding)의 제어와 같은 다른 기능을 위해 더 사용될 수 있다. 도시된 실시예에 따른 모니터링 시스템은 마이크로컨트롤러가 룸 사용자가 바닥에 발을 놓은 것을 감지 할 때. 스커팅(32)의 LED를 스위치 온하도록 구성된다. 도모틱스 동작(domotic actions)(예를 들어, 화장실 조명의 스위치 온 및 오프, 윈도우 쉐이드의 제어, 화장실 히터의 제어 등)의 제어를 위해, 센서 제어부(34)는 바람직하게는 양로원 및 병원의 BAS에 연결된다.

도 6 및 도 7은 클라우드 서버에 의해 최종 사용자에게 이용 가능하게 만들어진 데이터를 가시화하는 클라이언트 어플리케이션의 가능한 실시예로부터 획득한 스크린 샷이다. 클라이언트 어플리케이션은 인터랙티브 대시보드(interactive dashbo)(100) 또는 그래픽 사용자 인터페이스로 구성된다. 대시보드(100)는 두 개의 메인 뷰를 포함하고, 하나는 "데이터 뷰"(100a)(도 6)라고 하고, 다른 하나는 "차트 뷰"(100b)(도 7)라고 한다. 제어 버튼(102)은 사용자가 두 개의 뷰 사이에 쉽게 토글링하도록 허용한다.

대시보드는 "데이터 뷰(data view)" 및 "차트 뷰(chart view)" 모두에서 이용 가능한 안내 창(navigation pane)(104)을 포함한다. 안내 창(104)은 "쓰러짐 이벤트", "룸 간(in-between rooms)"(침입 및 퇴장), "야간 활동" 및 "주간 활동"과 같은 데이터의 서로 다른 카테고리로 바로가기를 포함한다. 사용자가 클라이언트 어플리케이션에 관한 정보를 일반적으로 디스플레이할 뿐만 아니라 데이터가 가시화될 룸 넘버(106)를 선택하도록 허용하는 "홈페이지"에 더 많은 링크가 제공된다. 안내 창(104)은 또한 미리 구성된 보고를 생성하도록 허용하는 제어(108), 설정 패널에 대한 접속을 제공하는 제어(110) 및 로그아웃 버튼(112)을 포함한다.

"데이터 뷰"(100a)에서, 대시보드는 시스템에 의해 검출된 개별 이벤트의 개요를 시간의 역순으로(가장 최근의 이벤트가 상단에 있음) 제공한다. 각 이벤트는 그것의 본질(예를 들어, "쓰러짐", "침입" 또는 "퇴장"), 그것의 타임 스탬프(116) 및 그것이 발생된 위치(118)가 특징이다. 각 이벤트는 이벤트가 사용자들 중 하나에 의해 고려되었는지 여부를 나타내는 상태(120)("승인됨" 또는 "승인되지 않음")를 더 포함한다.

각 이벤트는 드롭-다운 컨트롤(122)을 클릭함으로써 이벤트 히스토리의 컨텍스트에서 가시화될 수 있다. 드롭-다운 컨트롤을 클릭하면, 드롭-다운 세션이 열리고, 타임라인(114)은 관련 이벤트를 포함하는 시간 윈도우에 기록된 모든 이벤트를 디스플레이한다. 시간 윈도우의 기본 길이는 설정 패널에서 조정될 수 있다. 또한, 대시보드는 관심있는 시점에 커서를 올려 놓고, 마우스 휠을 돌림으로써 줌 인 및 아웃을 허용하도록 구성될 수 있다. 줌 인할 때, 타임라인(114)의 세분성은 모든 이벤트가 개별적으로 해결될 때까지 점점 더 세밀해진다. 줌 아웃할 때, 인접 시간 간격은 축소되고, 그 안에 포함된 이벤트는 단일 막대로 표시되고, 그것의 높이는 그것이 나타내는 이벤트의 수를 나타낸다.

안내 창에서 이용 가능한 카테고리뿐만 아니라 그것들의 기본 데이터 선택 기준은 시스템 관리자 및/또는 사용자에 의해 구성될 수 있다는 것에 주의해야 한다(사용자에게 해당 권한이 주어지는 경우).

"차트 뷰"(110b)에서, 대시보드는 통계 데이터의 개요를 제공한다. 차트 뷰의 기본 레이아웃은 사용자 또는 시스템 관리자 레벨에 의해 구성될 수 있어, 관련 정보는 쉽게 이용 가능해진다. 도시된 예에서, "차트 뷰"는 두 개의 서로 다른 연도에 기록된 동일한 유형의 이벤트의 빈도 간의 비교를 허용하는 그래프(124, 126, 128)를 디스플레이 한다. 또한, 파이-차트(pie-chart)(130)는 기록된 쓰러짐 이벤트가 위치에 따라 어떻게 분포되는지를 도시한다.

본 발명의 특정 실시예가 본 명세서에 상세하게 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 전체적인 사상의 관점에서 이들 세부 사항에 대한 다양한 변형 및 대안이 개발될 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 개시된 특정 구성은 단지 예시적인 것으로서, 첨부된 청구항 및 그것의 임의의 모든 균등물의 전체 범위에 제공되는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.

Claims

내부 또는 아래에 설치된 시트-형 압력 센서를 갖는 바닥재(floor covering); 및
상기 시트-형 압력 센서에 연결되는 센서 제어부를 포함하고,
상기 센서 제어부는,
상기 압력 센서에 의해 제공된 아날로그 신호들을 디지털 로우(raw) 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기,
상기 디지털 로우 신호를 수신하기 위해 상기 아날로그-디지털 변환기에 연결되는 마이크로컨트롤러 상기 마이크로컨트롤러는 상기 디지털 로우 신호의 신호 처리에 의해 데이터 추출을 수행하도록 구성되고, 상기 디지털 로우 신호보다 낮은 디지털 대역폭을 갖는 디지털 처리된 신호를 생성하고, 상기 디지털 처리된 신호는 상기 디지털 로우 신호의 처리 동안 추출된 데이터를 전달(carry) 함-, 및
상기 디지털 처리된 신호를 수신하기 위해 상기 마이크로컨트롤러에 연결되거나 마이크로컨트롤러 내에 통합된(integrated) 통신 모듈 상기 통신 모듈은 하나 이상의 데이터베이스 서버들과 데이터 통신을 설정하고(establish), 상기 추출된 데이터를 상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들로 전송하도록 구성 됨-을 포함하는
모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 시트-형 압력 센서는 압전 특성들을 나타내는 셀룰러 폴리머 필름 구조를 포함하는 페로일렉트릿 폴리머 필름(ferroelectret polymer film)을 포함하고, 상기 페로일렉트릿 폴리머 필름은 제1 전극 레이어와 제2 전극 레이어 사이에 샌드위치되는(sandwiched)
모니터링 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
빌딩 자동화 시스템의 전기 기기의 동작을 제어하기 위한 빌딩 자동화 시스템 액츄에이터를 더 포함하는
모니터링 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
전기 공급 네트워크에서 전기 부하의 동작을 제어하기 위한 릴레이를 더 포함하는
모니터링 시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서,
스커팅(skirting)을 포함하고, 상기 스커팅은 내부에 조명 장치들이 통합되고, 상기 조명 장치들은 상기 빌딩 자동화 시스템 액츄에이터 또는 상기 릴레이와 연결되고, 상기 빌딩 자동화 시스템 액츄에이터 또는 상기 릴레이에 의해 제어 가능한
모니터링 시스템.
제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥재는 내부 또는 아래에 복수의 시트-형 압력 센서들이 설치되고, 각각은 압전 특성을 나타내는 셀룰러 폴리머 필름 구조를 포함하는 페로일렉트릿 폴리머 필름을 포함하고, 상기 페로일렉트릿 폴리머 필름은 제1 전극 레이어와 제2 전극 레이어 사이에 샌드위치되고, 상기 센서 제어부에 연결되고, 상기 시트-형 압력 센서들은 적어도 침실 파티션과 화장실 파티션을 포함하는 적어도 두 개의 파티션들로 구분된 룸의 서로 다른 영역들에 실질적으로 비-중첩하는 방식으로 배치되는
모니터링 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디지털 로우 신호의 신호 처리는 검출 기준에 따른 상기 디지털 로우 신호에서 의심되는 쓰러짐(suspected falls), 활동 시작, 활동 종료, 의심되는 입장(entries) 및 의심되는 퇴장(exits) 중 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 두 개를 포함하는 활성화 이벤트의 검출을 포함하는
모니터링 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디지털 로우 신호의 신호 처리는 상기 디지털 로우 신호의 심박 신호 및/또는 호흡 신호의 검출 및 심박 속도 및/또는 호흡 속도의 결정을 포함하는
모니터링 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디지털 처리된 신호를 생성하는 것은 적어도 상기 마이크로컨트롤러를 식별하는 식별자, 타임 스탬프 및 상기 추출된 데이터 중 하나 이상을 각각 포함하는 데이터그램들 또는 데이터 패킷들을 어셈블링하는 것을 포함하는
모니터링 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 데이터베이스 서버를 포함하고, 상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 상기 추출된 데이터를 데이터베이스에 입력하고, 상기 추출된 데이터로부터 분석 데이터를 계산하고, 상기 분석 데이터를 시각화하기 위해 구성된 클라이언트 어플리케이션들과 인터페이스 하도록 구성되는
모니터링 시스템.
제10항에 있어서,
상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 상기 추출된 데이터를 하나 이상의 이산-시간 데이터로 변환하고, 상기 이산-시간 데이터를 상기 데이터베이스에 로그하고, 상기 이산-시간 데이터를 상기 분석 데이터의 일부로서 상기 클라이언트 어플리케이션들에 이용 가능하게 하도록 구성되는
모니터링 시스템.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 상기 추출된 데이터에 관한 통계 지표들을 계산하고, 상기 통계 지표들을 상기 데이터베이스에 로그하고, 상기 통계 지표를 상기 분석 데이터의 일부로서 상기 클라이언트 어플리케이션들에 이용 가능하게 하도록 구성되는
모니터링 시스템.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 상기 분석 데이터의 적어도 일부를 상기 클라이언트 어플리케이션으로 스트리밍하도록 구성되는
모니터링 시스템.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 상기 추출된 데이터의 단기 분석 또는 상기 추출된 데이터의 장기 분석에 기반한 잠재적 크리핑 건강 저하(potential creeping health degradation)에 기반하여 잠재적인 비상 상황(potential emergency situation) -예를 들어 미승인 이탈(unauthorized leave), 미승인 침입(unauthorized intrusion), 쓰러짐(fall), 갑작스러운 건강 저하(sudden health degradation) 등과 같은- 중 적어도 하나를 검출하도록 구성되는
모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
병원 또는 요양원 또는 양로원 또는 교도 시설의 룸 사용자 모니터링 시스템으로서 구현되는 상기 모니터링 시스템은 상기 하나 이상의 데이터베이스 서버를 포함하고,
상기 바닥재는 내부 또는 아래에 복수의 시트-형 압력 센서들이 설치되고, 각각은 제1 전극 레이어와 제2 전극 레이어 사이에 샌드위치되고, 상기 센서 제어부에 연결되는 페로일렉트릿 폴리머 필름을 포함하고, 상기 시트-형 압력 센서는 적어도 침실 파티션과 화장실 파티션을 포함하는 적어도 두 개의 파티션들로 구분된 룸의 서로 다른 영역들에 실질적으로 비-중첩 방식으로 배치되고;
상기 디지털 로우 신호의 신호 처리는 검출 기준에 따른 상기 디지털 로우 신호에서 의심되는 쓰러짐, 활동 시작, 활동 종료, 의심되는 입장 및 의심되는 퇴장 중 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 두 개를 포함하는 활성화 이벤트의 검출을 포함하고;
상기 디지털 처리된 신호를 생성하는 것은 적어도 상기 마이크로컨트롤러를 식별하는 식별자, 타임 스탬프 및 상기 추출된 데이터 중 하나 이상을 각각 포함하는 데이터그램들 또는 데이터 패킷들을 어셈블링하는 것을 포함하고;
상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 상기 추출된 데이터를 데이터베이스에 입력하고, 상기 추출된 데이터로부터 분석 데이터를 계산하고, 상기 분석 데이터를 시각화하기 위해 구성된 클라이언트 어플리케이션들과 인터페이스 하도록 구성되고;
상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 상기 추출된 데이터를 하나 이상의 이산-시간 데이터로 변환하고, 상기 이산-시간 데이터를 상기 데이터베이스에 로그하고, 상기 이산-시간 데이터를 상기 분석 데이터의 일부로서 상기 클라이언트 어플리케이션들에 이용 가능하게 하도록 더 구성되고;
상기 하나 이상의 데이터베이스 서버들은 상기 추출된 데이터에 관한 통계 지표들을 계산하고, 상기 통계 지표들을 상기 데이터베이스에 로그하고, 상기 통계 지표들을 상기 분석 데이터의 일부로서 상기 클라이언트 어플리케이션들에 이용 가능하게 하도록 구성되는
모니터링 시스템.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
병원 또는 요양원 또는 양로원 또는 교도 시설의 룸 사용자 모니터링 시스템으로서 구현되는 상기 모니터링 시스템에 있어서, 상기 디지털 로우 신호의 신호 처리는 검출 기준에 따른 룸 사용자의 쓰러짐의 검출을 포함하는
모니터링 시스템.