KR20190119194A - 사물인터넷(ＩｏＴ)를 이용한 매트리스 및 모바일을 통한 매트리스의 리모트 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동, 체온과 체압 계측 및 이에 따른 건강한 심장박동 운동기능 향상을 위한 미세전류발생 기능을 탑재한 온열매트리스 및 시스템, 그리고 이의 리모트 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 매트리스 매트 내에 심장박동, 체온과 체압을 을 계측할 수 있는 계층과, 이와 연동되게 미세전류 발생기를 탑재하여 신체에 수면을 취하고 있는 동안 미세전류를 발생시켜 통증을 완화하고 자동 심장운동이 가능한 효과가 있고, 또한, 인체의 접촉에 대한 인식과 이를 기반으로 심장 영역 또는 신체 전체에 대한 온열 기능 및 미세전류발생 기능을 제공한다.

Description

사물인터넷(ＩｏＴ)를 이용한 매트리스 및 모바일을 통한 매트리스의 리모트 제어방법{Mattress using ＩoＴ and Remote control method of the mattress with mobile}

본 발명은 IoT(Internet of Things)의 센서를 이용한 심장박동, 신체부위별 체온. 체압을 계측하고 이에 따른 건강한 상태를 확인하면서 미세전류발생장치를 통해 통증을 완화할 수 있는 매트리스를 개발하고 이를 모바일로 리모트 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 미세전류를 통한 일반인 및 노인들의 통증을 완화하고,건강한 수면을 유도할 뿐만 아니라, 측정된 심장박동을 이용하여 심장의 이상을 분석하여 외부로 알림으로써, 급격한 심장 발작에 의한 돌연사를 방지할 수 있는 IoT를 이용한 매트리스 및 이의 리모트 제어 방법에 관한 것이다.

쿠션 매트는 가정이나 놀이방, 키즈 카페, 유치원 등의 시설에서 바닥에 깔아 아이들이 안전하게 놀거나 활동할 수 있게 하는 용도 또는 층상 소음을 저감시키는 용도로서 사용된다.

이러한 쿠션 매트는 종래, 주로 발포 폴리에틸렌 수지, 발포 폴리염화비닐수지 등이 사용되어 왔으며 최근에는 이 둘의 특징을 모두 살리기 위하여 이들을 합지 형태로 결합한 제품이 출시되고 있기도 하다.

한편, 쿠션 매트에 온열 및 냉열, 그 밖의 건강을 위한 기능을 제공하기 위해 다양한 기술들이 제시되었다. 즉, 종래의 기술 1에 해당하는 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-0663759호 "온열 및 냉열 매트(Warm and Cool mat)"열전소자를 이용한 온열 및 냉열 매트를 제공하려는 것이다.

또한, 종래의 기술 2에 해당하는 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1328316호 "온열치료기가 내장된 온열매트(Warm Mat include Thermo therapy device)"는 온열매트의 내부에 인체 척추부위의 지압을 위한 온열치료기가 내장된 온열매트를 제공하려는 것이다.

또한, 종래의 기술 3에 해당하는 대한민국 특허공개공보 공개번호 제10-2015-0072658호 "온열 매트리스(Thermotherapy mattress)"는 추운 겨울철에 온기를 제공하여 사용자가 따뜻함을 느낄 수 있음은 물론 쿠션감을 제공하여 안락함도 느낄 수 있도록 한 온열 매트리스를 제공하려는 것이다.

그러나 종래의 기술 1 내지 3은 다양한 변형된 방식의 온열 기능만을 제공하며, 온열 기능만으로는 효과적인 건강관리를 위한 한계점이 있다.

또한, 종래의 기술 4에 해당하는 대한민국 특허공개공보 공개번호 제10-2000-0066264호 "온열치료매트(Thermotherapy a mat)"는 매트형태로 이루어지고 사용자가 눕는 본체와, 상기 본체 내부 한쪽에 설치고정되는 구동모터와, 상기 구동모터가 구동되면 벨트에 의해 구동력이 전달되어 공회전하는 스크류와, 상기 스크류와 나사 결합된 상태에서 스크류가 공회전하면 전후로 왕복 이동하고 수직방향으로 승하강 공간이 형성되는 이동체와, 저면에는 상기 이동체의 승하강 공간에 삽입되는 이동봉과 이동레일이 형성되고 상면에는 온열치료기가 안착 고정되는 고정판과, 상기 고정판이 온열치료기와 같이 직선 왕복운동시 동시에 상하로 움직일 수 있도록 굴곡면을 갖는 굴곡레일을 마련한 후, 치료기 이동판에 안착 고정된 온열치료기가 직선왕복 운동시 굴곡레일을 따라 상하 움직이게 하여 더욱 효과적으로 척추마디 마디를 가압 찜질할 수 있도록 한 것이다. 이러한 종래의 기술 4는 가압 및 찜질할 수 있지만 가압시 다양한 구성요소로 제작비용이 많이 소요되며, 온열치료기의 부피가 커지는 한계가 있다.

(특허문헌 1) 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-0663759호 "온열 및 냉열 매트(Warm and cool mat)"

(특허문헌 2) 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1328316호 "온열치료기가 내장된 온열매트(Warm mat include thermo therapy device)

(특허문헌 3) 대한민국 특허공개공보 공개번호 제10-2015-0072658호 "온열매트리스(Thermotherapy mattress)"

(특허문헌 4) 대한민국 특허공개공보 공개번호 제10-2000-0066264호 "온열치료매트(Thermotherapy a mat)"

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 매트리스 매트 내에 심장박동.체압.을 계측할 수 있는 계층과, 이와 연동 되게 마사지기(Heart healthy beating massager)를 탑재(심장건강운동 기능)하여 자동 심장운동이 가능하도록 하기 위한 IoT를 이용한 심장박동 계측 및 이에 따른 건강한 심장박동 운동기능 향상을 위한 마사지 기능을 탑재한 온열매트리스 매트 및 시스템, 그리고 이의 리모트 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 인체의 접촉에 대한 인식과 이를 기반으로 심장 영역 또는신체 전체에 대한 온열 기능 및 마사지 기능을 제공함으로써, 효과적인 부분 마사지 및 부분 온열로 에너지 절감을 할 수 있으며, 지정된 부분 스팟에 대한 집중적인 치료가 가능하도록 하기 위한 IoT를 이용한 심장박동 계측 및 이에 따른 건강한 심장박동 운동기능 향상을 위한 마사지 기능을 탑재한 온열매트리스 매트 및 시스템,그리고 이의 리모트 제어 방법을 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 노약자를 위한 외부의 스마트폰 또는 리모컨 등을 이용한 제어가 가능하며, 외부로 심장박동 이상시 신속하게 알람 메시지를 제공하도록 하기 위한 IoT를 이용한 심장박동 계측 및 이에 따른 건강한 심장박동 운동기능 향상을 위한 마사지 기능을 탑재한 온열매트리스 매트 및 시스템, 그리고 이의 리모트 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 심장 박동.체압,체온을 측정하는 센서를 통해 수면을 취하고 있는 이용자의 건강의 상태를 계측하고 및 특히 통증이 많이 발생되는 고령노인을 대상으로 한 미세전류가 흐를 수 있는 매트리스를 개발하여 건강의 이상상태를 상시적으로 확인하고, 통증이 발생되는 부위에 미세전류발생기를 부착한 온열 매트리스로서, 매트 본체의 최하층에 구비되는 발포 고분자 수지 원단; 상기 매트 본체의 중층에 구비되는 발열체 원단; 및 상기 매트 본체의 상층에 구비되어 평면상 상부 내측으로, n×m(n 및 m은 1 이상으로 서로 같거나 다른 자연수)개의 심박 측정 모듈과 체압, 체온 센서가 배열된 마사지 모듈이 설치되는 매트리스 층; 을 포함할 수 있다.

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동 계측. 체압, 체온을 계측하고 통증이 주로 발생되는 허리 상부에 미세전류발생기를 부착하여 건강한 수면과 건강함을 지속될 수 있도록 하는 미세전류기가 부착된 매트리스로서, 상기 체온, 체압, 심장박동을 측정하는 원단은, 탄소 섬유를 포함하여 제직된 직물을 고분자 수지로 코팅하여 구성되며 매트 위에 미세전류 전극 130개를 사각형의 모양으로 배치하여 양 끝 모통이에 극선이 구비되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동.체온과 체압 계측 및 미세전류가 흐를 수 있는 전극을 탑재한 매트리스에 있어서, 상기 마사지 모듈은, 육면체로 외측은 다양한 소재의 합성수지(플라스틱)으로 형성되되, 격자 형상으로 배열된 접촉단에 하고는 전류가 흐르는 소재로 형성되며, 내부에는 도전 플레이트 및 접지 플레이트를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IoT를 이용한 심장박동.체온.체압 계측 및 미세전류가 발생되는 전극이 탑재된 매트리스에 있어서, 상기 미세전류 모듈의 접촉단은, 상기 심박 측정 모듈이 형성된 상부면을 제외하고 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동. 체온, 체압 계측 및 미세전류발생기를 이용한 통증완화기능을 전기적으로 수행하기 위해 이를 제어할 수 있는 제어 장치를 더 포함하되, 상기 제어장치는, 제어모듈; 상기 발열체 원단의 극선과 전선을 배선하여 연결되어, 상기 제어모듈의 제어에 따라 외부로부터 AC또는 DC 전원을 공급받아 전선으로 이루어진 제 1라인을 통해 상기 극선으로 전달하여 상기 매트 본체의 온도 조절 기능을 수행하는 제 1 전원 및 신호처리부; 및 상기 매트리스 층에 형성된 마사지 모듈의 도전 플레이트, 그리고 상기 마사지 모듈 내부의 상기 심박 측정 모듈과 연결된 '전원/데이터 선'과, 전선 및 데이터선으로 이루어진 제 2 라인을 통해 연결되어 상기 매트 본체에 대한 심박수. 체온, 체압 측정 및 미세전류 발생기능을 수행하는 제 2 전원 및 신호처리부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동, 체온, 체압 계측 및 미세전류발생의 기능을 탑재한 매트리스에 있어서, 미세전류를 발생의 효과를 높이기 위해 전기 온열기 기능을 탑재하는 것이 바람직하며 이는 상기 접촉단은, 돌출되어 형성되며, 상기 제어 모듈의 제어를 받는 상기 제 2 전원 및 신호처리부로부터 제공된 저주파 갈바닉 전류가 출력될 수 있도록 금속의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IoT를 이용한 심장박동,체온,체압 계측 및 미세전류발생에 관한 기능이 탑재된 매트리스의 기능강화를 위한 미세전류발생은 매트리스에 있어서, 상기 제어모듈은, 인체에 접촉단이 접촉된 상태에서 현재 각 접촉단으로 출력되고 있는 저주파 갈바닉 전류에 대응되는 저항값을 검출하여, 상기 마사지 모듈 중 인체와 접촉된 접촉단을 구분하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동, 체온, 체압 계측 및 미세전류를 발생할 수 있는 미세전류 발생기와 전극, 이의 효과를 향상시킬 수 있는 온열기능을 탑재한 매트리스 및 시스템, 그리고 이의 리모트 제어 방법은, 매트리스 내에 심장박동을 계측할 수 있는 계층과, 이와 연동 되게 IoT의 센서를 활용한 측정단자를 통해 심박, 체온, 체압을 모바일로 송신하게 하고 이에 대한 계측 데이터를 모바일에서 수신할 수 있도록 하여 건강상태를 주기적, 항시적으로 측정할 수 있는 매트리스와 이의 건강기능을 향상시킬 수 있는 미세전류발생기와 전극,매트리스의 온열장치 등이 탑재된 매트리스를 모바일로 조절할 수 있도록 구성한 시스템, 그리고 이의 리모트 제어 방법은, 인체의 접촉에 대한 인식과 이를 기반으로 심장 영역 또는 신체 전체에 대한 건강상태를 확인할 수 있는 데이터를 제공함으로서 고령노인의 돌연사에 대한 부분을 사전에 막을 수 있도록 하고, 고령노인의 만성질환인 통증을 완화할 수 있는 미세전류를 인체 내에 흐를 수 있도록 하여 고령노인의 통증을 완화시킬 수 있는 치료가 가능한 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IoT를 이용한 심장박동. 체온, 체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생을 통한 통증완화를 위한 기능이 탑재된 매트리스 및 시스템, 그리고 이의 리모트 제어 방법은, 노약자를 위한 외부의 스마트폰 또는 리모컨 등을 이용한 제어가 가능하며, 외부로 심장박동 이상시 신속하게 알람 메시지를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 심장박동.체온,체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생을 탑재한 전기매트리스(100)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 심장박동,체온,체압 계측 및 미세전류발생향상을 위한 온열기능을 탑재한 온열매트리스(100)의 구성 요소들을 순서대로 조합하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 심장박동.체온,체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생장치와 이의 기능향상을 위한 온열기능을 기능을 탑재한 매트리스(100)의 구성요소를 블록도로 단순화한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 심장박동,체온,체압계측 및 이에 따른 건강한 신체기능 향상을 위한 미세전류발생장치의 기능이 탑재되 매트리스(100)의 제어 장치(60)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동.체온,체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극, 이의 기능향상을 위한 전기온열기를 탑재한 매트리스 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동.체온,체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극,이의 기능향상을 위한 전기온열기를 탑재한 매트리스 기능을 탑재한 매트리스(100)의 리모트 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미 와일치하는 의미가 있는 것으로 해석 되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동. 체온, 체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극, 이의 기능향상을 위한 전기 온열기능 탑재한 온열 매트리스 및 시스템, 그리고 이의 리모트 제어 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장 되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동.체온,체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극,이의 기능향상을 위한 전기온열기능 구조를 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동. 체온, 체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극, 이의 기능향상을 위한 전기온열기능 온열매트리스(100)의 구성 요소들을 순서대로 조합하는 것을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동. 체온, 체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극, 이의 기능향상을 위한 전기온열기능 탑재한 온열매리스(100)의 구성요소를 블록도로 단순화한 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동. 체온,체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극, 이의 기능향상을 위한 전기온열기능 온열매트(100)의 제어 장치(60)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동. 체온, 체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극, 이의 기능향상을 위한 전기온열기능 온열매트리스(100)는 발포 고분자 수지 원단(10), 발열체 원단(20), 매트리스 층(30), 마사지 모듈(40),심박 측정 모듈(50) 및 제어 장치(60)를 포함할 수 있다.

발포 고분자 수지 원단(10)은 매트 본체(100a)의 최하층에 구비되어 그 상부인 중층에는 발열체 원단(20)이 구비되며, 상층에 매트리스 층(30)이 순차 적으로 적층될 수 있도록 한다.

발열체 원단(20)은 매트 본체(100a)의 중층에 구비되어 탄소 섬유를 포함하여 제직된 직물을 고분자 수지로 코팅하여 구성되며 폭 방향의 양 가장자리에 길이방향으로 극선(21)이 구비되어 있다.

또한, 본 발명에서 탄소 섬유로는 일반적으로 사용되는 "탄소 섬유"뿐만 아니라, "테프론 열선"(테프론으로 표면이 코팅된 나노카본 섬유)을 단독 또는 탄소섬유와 조합으로 사용될 수 있으며, 발열체 원단은 나일론이나 면섬유 또는 폴리에스테르 섬유로 경사 및 위사를 제직하되, 위사에는 일정 간격을 두고 탄소 섬유를 포함하고 제직하고, 경사에는 양 끝단에서 일정 거리를 두고 극선을 포함하여 제직한 후 고분자 수지로 전체 직물을 코팅하여 제조된 것을 사용할 수 있다.

이때 고분자 수지로는 PVC, PE, PET, 실리콘 또는 우레탄 수지를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 내열성 및 유연성이 있는 소재는 제한없이 사용될 수 있다.

매트리스 층(30)은 매트 본체(100a)의 상층에 구비되어 평면상 상부내측으로, n×m(n 및 m은 1 이상으로 서로 같거나 다른 자연수)개의 심박 측정 모듈(50)이 배열된 마사지 모듈(40)이 설치된다.

마사지 모듈(40)은 육면체로 외측은 다양한 소재의 합성수지(플라스틱)으로형성되되, 격자 형상으로 배열된 접촉단을 제외하고는 바람직하게는 전류가 흐를 수 있는 소재로 형성될 수 있으며, 내부에는 도전 플레이트 및 접지 플레이트를 구비할 수 있다. 한편, 센서 모듈(40)의 접촉단은 심박 측정 모듈,체압 및 체온 측정(50)이 형성된 상부면을 제외하고 형성되는 것이 바람직하다.

여기서 미세전류전극 접촉단은 돌출되어 형성될 수 있으며, 제어모듈(62)의 제어를 받는 제 2 전원 및 신호처리부(63)로부터 제공된 저주파 갈바닉 전류가 출력될 수 있도록 금속의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 저주파 갈바닉 전류란 저주파수 대역의 전류이며 전류가 흐르는방향 및 크기가 시간의 흐름에 따라 변하지 않으며, 양극 또는 음극의 극성 을 갖고, 매우 낮은 전압으로 직류 전류를 사용하는 전류이다.

미세전류 모듈(40)에 구비된 접촉단이 제어모듈(62)의 제어를 받는 제 2 전원 및 신호처리부(63)로부터 제공된 저주파 갈바닉 전류를 출력한다는 것은 접촉단을통해 양극의 이온이 출력되거나 음극의 이온이 출력되는 것으로, 사람의 피부에 접촉된 상태의 접촉단이 제어모듈(62)의 제어를 받는 제 2 전원 및 신호처리부(63)로부터 제공된 저주파 갈바닉 전류를 출력하면, 인체의 피부표면에서는 양극의 이온또는 음극의 이온을 유도할 수 있다. 또한, 인체의 피부 내부의 근육은 미세전류에 의해 수축 또는 이완 운동을 하여 뭉친 상태가 풀리는 마사지 효과를 유도할 수 있다.

이는 접촉단에서 출력되는 저주파 갈바닉 전류의 양극의 이온(hole) 또는 음극의 이온(electron)의 이동에 의해 인체의 피부표면에서는 양극의 이온 또는 음극의 이온이 유도되는 동시에 저주파에 의해 피부 내부의 근육이 수축 도는 이완되기 때문이다.

미세전류 모듈(40)의 도전 플레이트는 마사지 모듈(40) 몸체 하부면에 평판형의 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 도전 플레이트는 제어모듈(62)의 제어에 따라 접촉단과 연결되어 접촉단을 통해 미세전류가 출력될 수 있도록 구리(금속)의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

접지 플레이트는 육면체 형상의 마사지 모듈(40)의 4 측면에 각각 형성될 수 있다. 또한, 접지 플레이트는 접촉단 또는 도전 플레이트와 인체(사람의 피부)가 폐회로를 이루도록 하여 접촉단 또는 도전 플레이트에서 저주파 갈바닉 전류가 출력될 때 인체의 피부에 양극의 이온 또는 음극의 이온이 유도되도록 지원할 수 있다.

여기서 제어모듈(62)은 인체에 접촉단이 접촉된 상태의 도전 플레이트와 접지 플레이트 간에 생성된 폐회로를 통해서 현재 각 접촉단으로 출력되고 있는 저주파 갈바닉 전류에 대응되는 저항값을 검출함으로써, 마사지 모듈 (40) 중 인체와 접촉된 접촉단을 구분할 수 있다.

심박 측정 모듈(50)은 마사지 모듈(40) 상부면 중 n×m 배열로 형성된 음각에 삽입되되, 각 심박 측정 모듈(50)은 1분에 심장이 몇 번 뛰는지에 관한 수치로,심박수(Heart Rate)를 측정한다. 각 체압모듈은 현재의 체온을 상태를 심장부분에 해당되는 상부 아래에 가슴과 가까이 배치하여 체온을 측정한다. 체압은 미세전류가 발생되는 부분을 제외한 전체의 매트리스 상부에 배치하여 몸의 체압을 측정할 수 있다. 여기서 각 심박 측정 모듈 및 체온과 체압(50)은 심박 센서, 체온센서, 체압센서를 내장하거나, LED 녹색광을 이용한 광혈류측정기(PPG) 방식으로 심박수를 측정할 수 있다.

각 심박,체온,체압 측정 모듈(50)이 광혈류 측정기(PPG) 방식으로 심박수를 측정시, 혈액 속 적혈구는 녹색광을 흡수하고 적색광을 반사함으로써, 혈액이 붉은 색인 것을 활용함으로써, 상부로 초당 수백 내지 수천 번의 LED 녹색광을 비추고, 광다이오드로 녹색광의 흡수량을 측정한다. 이때, 각 심박 측정 모듈(50)이 혈류가 클수록 녹색광의 흡수량이 커지므로, 혈류량의 변화를 기반으로 심박을 측정할 수 있다.체압과 체온은 센서를 통해서 측정할 수 있다.

한편, 심박 측정,체압,체온센서 모듈(50)은 다수개로 형성됨으로써, 미세전류모듈(40) 중 제어모듈(62)에 의해 인체와 접촉된 접촉단과 인접한 적어도 하나 이상의 심박 측정,체온,체압 모듈(50)이 제어 모듈(62)에 의한 심박수,체온,체압의 측정 대상으로 선택될 수 있다.

제어 장치(60)는 제 1 전원 및 신호처리부(61), 제어모듈(62) 및 제 2 전원및 신호처리부(63)를 포함할 수 있다.

제 1 전원 및 신호처리부(61)는 발열체 원단(20)의 극선(21)과 전선(61a)을 배선하여 연결됨으로써, 제어모듈(62)의 제어에 따라 외부로부터 AC 또는 DC 전원을 공급받아 전선으로 이루어진 제 1 라인(61a)을 통해극선(21)으로 전달하여 매트 본체(100a)의 온도 조절을 수행한다.

제 2 전원 및 신호처리부(63)는 매트리스 층(30)에 형성된 미세전류 (40)의

도전 플레이트, 그리고 미세전류발생기 모듈(40) 내부의 심박 측정 모듈(50)과 연결된 전원/데이터 선(41)과, 전선 및 데이터선으로 이루어진 제 2라인 (63a)을 통해 연결됨으로써, 매트 본체(100a)에 대한 심박수,체온,체압 측정 및 미세전류 제공을 수행한다.

제어모듈(62)은 심박측정수단,체온,체압(62a), 온열제공수단(62b), 미세전류제공수단(62c), 송수신수단(62d), 그리고 알람제공수단(62e)으로 구분될 수 있다.

심박측정수단,체온,체압(62a)은 미세전류 모듈(40) 중 인체에 접촉단이 접촉된 상태의 도전 플레이트와 접지 플레이트 간에 생성된 폐회로를 통해서 현재 각 접촉단으로 출력되고 있는 저주파 미세 전류에 대응되는 저항 값을 검출함으로써, 미세전류 모듈(40) 중 인체와 접촉된 접촉단을 모두 분석한다. 이후, 심박,체온,체압측정수단(62a)은 분석된 접촉단에 해당 인체 형상으로 그래픽화 하는 형상화를 수행한 뒤, 인체의 심장 부분의 위치를 추출한다.

이에 따라, 심박,체온,체압 측정수단(62a)은 심장 부분의 위치에 해당하는 접촉단과 가장 인접한 심박,체온,체압 측정 모듈(50)을 통해 인체의 심박수, 체온, 체압을 측정할 수 있다.

온열제공수단(62b)은 미세전류 모듈(40)에 대한 요청을 통해 인체와 접촉단의 접촉을 검출한 뒤, 발열체 원단(20)에 구비된 극선(21)을 통해 온열 기능을 제공할수 있다.

미세전류제공수단(62c)은 미세전류 모듈(40)에 대한 요청을 통해 심박 ,체온,체압 측정수단(62a)에 의해 분석된 심장박동,체온,체압을 미세전류 모듈(40)에 구비된 접촉 단으로 데이터를 제공하거나, 형상화한 인체 형상의 위치에 해당하는 미세전류 모듈(40)에 구비된 접촉단으로 마사지 인체의 건강상태에 따라 강,중,약으로 미세전류를 흐르게 할 수 있는 제어장치와 이를 통한 통증완화 효과를 제공할 수 있다.

이와 같이, 온열제공수단(62b) 및 미세전류제공수단(62c)은 노인들의 건강한수면을 유도할 수 있다(sleep over 효과). 알람제공수단(62e)은 심박.체온,체압 측정수단(62a)에 의해 측정된 심박수,체온,체압 정보가 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우 급격한 심장 발작으로 분석하여 또는 체온이 급격히 높아지는 경우,체압이 급격히 떨어지는 경우 스피커를 통해 알림 신호를 출력하며, 송수신수단(62d)을 제어하여 외부의 단말로 긴급 메시지를 전송함으로써, 급격한 심장 발작에 의한 돌연사를 방지할 수 있다.도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동 ,체온,체압의 계측 및 미세전류발생기와 전극을 통해 건강한 심장박동 과 건강 기능 향상을 위한 매트리스의 시스템을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동. 체온, 체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극, 이의 기능향상을 위한 전기온열기능 시스템은 상술한 미세전류발생 기능을 탑재한 온열매트리스(100) 외에 스마트폰(200) 또는 리모컨(300)을 포함할 수 있다.

여기서 스마트폰(200)은 블루투스, 지그비, UWB, Binary CDMA 등 근거리 무선통신 기능을 통해서 마사지 기능을 탑재한 온열매트리스 매트(100)의 제어모듈(62)에 구비된 송수신수단(62d)과 상호 통신을 수행할 수 있다.

한편, 리모컨(300)은 적외선 신호 송출 방식을 통해 마사지 기능을 탑재한 온열매트리스 매트(100)의 제어모듈(62)에 구비된 송수신수단(62d)으로 단방향 제어명령을 전송할 수 있다.

도 7은 도 6의 IoT를 이용한 센서를 통해 심장박동.체온,체압 계측 및 이에 따른 미세전류발생기와 전극,이의 기능향상을 위한 온열 매트리스 시스템을 기반으로한 온열매트리스(100)의 리모트 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 스마트폰(200) 또는 리모컨(300)은 마사지 기능을 탑재한 온열매트리스 매트(100)의 제어 장치(60)로 구동(ON) 신호를 무선신호로 전송한다(S11).

단계(S11) 이후, 마사지 기능을 탑재한 온열매트리스 매트(100)의 제어 장치(60)는 미세전류모듈(40)에 대한 요청을 통해 인체와 접촉된 접촉단을 검출한다(S12).

즉, 제어모듈(62)은 마사지 모듈(40) 중 인체에 접촉단이 접촉된 상태의 도전 플레이트와 접지 플레이트 간에 생성된 폐회로를 통해서 현재 각 접촉단으로 출력되고 있는 저주파 갈바닉 전류에 대응되는 저항 값을 검출함으로써, 마사지 모듈(40) 중 인체와 접촉된 접촉단을 모두 분석할 수 있다.

단계(S12) 이후, 미세전류발생 기능을 탑재한 온열매트리스(100)의 제어 장

치(60)는 단계(S12)에서 검출된 접촉단과 인접한 심박 측정 모듈,체압측정모듈,체온측정모듈(50)로 심박수 측정,체압측정,체온측정을 통해 심박수,체압과 체온 측정을 수행한다(S13).

단계(S13) 이후, 미세전류 기능을 탑재한 온열매트리스(100)의 제어 장치(60)는 단계(S12)에서 검출된 접촉단에 해당 인체 형상으로 그래픽화 하는 형상화를 수행한 뒤, 인체의 심장 부분의 위치를 분석한다(S14).

단계(S14) 이후, 미세전류발생 기능을 탑재한 온열매트리스(100)의 제어 장

치(60)는 분석된 심장 부분의 마사지 모듈(40)에 구비된 접촉단으로 마사지 효과제공하거나, 형상화한 인체 형상의 위치에 해당하는 미세전류 모듈(40)에 구비된 접촉단으로 미세전류를 체내에 흡수할 수 있는 효과를 제공할 수 있다(S15).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프,플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어,인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100 : IoT를 이용한 심장박동 계측 및 이에 따른 건강한 심장박동 운동기능향상을 위한 마사지 기능을 탑재한 온열매트리스 매트
100a : 매트 본체
10 : 발포 고분자 수지 원단
20 : 발열체 원단
30 : 매트리스 층
40 : 미세전류 모듈
50 : 심박 측정/체압/체온측정 모듈
60 : 제어 장치
61 : 제 1 전원 및 신호처리부
62 : 제어모듈
62a : 심박측정수단,체압측정수단,체온측정수단
62b : 온열제공수단
62c : 미세전류제공수단
62d : 송수신수단
62e : 알람제공수단
63 : 제 2 전원 및 신호처리부
200 : 스마트폰
300 : 리모컨

Claims (1)

1. 매트 본체의 최하층에 구비되는 발포 고분자 수지 원단; 상기 매트 본체의 중층에 구비되는 발열체 원단; 및상기 매트 본체의 상층에 구비되어 평면상 상부 내측으로, n×m(n 및 m은 1이상으로 서로 같거나 다른 자연수)개의 심박 측정 모듈이 배열된 마사지 모듈이 설치되는 매트리스 층; 을 포함하되,
   상기 발열체 원단은, 탄소 섬유를 포함하여 제직된 직물을 고분자 수지로 코팅하여 구성되며 폭방향의 양 가장자리에 길이 방향으로 온열 기능을 제공하기 위한 극선이 구비되고,
   상기 미세전류 모듈은, 육면체로 외측은 다양한 소재의 구리(금속)과 합성수지(플라스틱)으로 형성되되, 격자 형상으로 배열된 접촉단을 제외하고는 전류가 흐르는 소재로 형성되며, 내부에는 도전 플레이트 및 접지 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 IoT를 이용한 매트리스.
   
   

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