KR20200101546A - MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법. - Google Patents

MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법. Download PDF

Info

Publication number
KR20200101546A
KR20200101546A KR1020190018970A KR20190018970A KR20200101546A KR 20200101546 A KR20200101546 A KR 20200101546A KR 1020190018970 A KR1020190018970 A KR 1020190018970A KR 20190018970 A KR20190018970 A KR 20190018970A KR 20200101546 A KR20200101546 A KR 20200101546A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mqtt
low
ems
suit
protocol
Prior art date
Application number
KR1020190018970A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102280476B1 (ko
Inventor
최승철
Original Assignee
주식회사 더핏
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 더핏 filed Critical 주식회사 더핏
Priority to KR1020190018970A priority Critical patent/KR102280476B1/ko
Publication of KR20200101546A publication Critical patent/KR20200101546A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102280476B1 publication Critical patent/KR102280476B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/30ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to physical therapies or activities, e.g. physiotherapy, acupressure or exercising
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D1/00Garments
    • A41D1/002Garments adapted to accommodate electronic equipment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/0404Electrodes for external use
    • A61N1/0408Use-related aspects
    • A61N1/0452Specially adapted for transcutaneous muscle stimulation [TMS]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/0404Electrodes for external use
    • A61N1/0472Structure-related aspects
    • A61N1/0484Garment electrodes worn by the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/3603Control systems
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/67ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for remote operation
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16YINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y10/00Economic sectors
    • G16Y10/45Commerce
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/12Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H04L67/125Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network
    • H04L67/2809
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50Network services
    • H04L67/56Provisioning of proxy services
    • H04L67/562Brokering proxy services

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법에 관한 것으로, 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제1단계, 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 publish를 수행하는 제2단계 및 MQTT 브로커가 단말기로 상기 Publish 된 자극 세기를 전송하는 제 3 단계를 포함하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법에 관한 것이다.

Description

MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.{IOT type multi-type wearable EMS suit control method using MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol}
본 발명은 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법에 관한 것으로, 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트 개별적으로 제어가능한 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법에 관한 것이다.
사람이 근육을 움직일 때와 운동할 때는 뇌에서 운동신경이라는 곳으로 전류가 흐르고 운동신경에서 근육으로 전류가 흘러 근육이 움직인다. 근육의 전기자극은 뇌나 운동신경 대신에 외부에서 피부 표면으로 전류를 흘려 보내 단련하고자 하는 근육을 직접 자극하게 되는데, 이 방법이 골격근 전기자극이라고 명명하며, 영어로는 `Electrical Muscle Stimulation` 즉 `EMS` 라고 한다.
근육이 줄어드는 근육감소증을 겪고 있는 고령자 혹은 근육손실환자들에 골격근 전기 자극(EMS)을 이용하면 독립적인 건강 수명을 늘릴 수도 있으며, 근육열화를 예방하거나 살이 찌는 것을 막을 수도 있다. 또한 Metabolic syndrom은 고도비만, 초고도비만 환자의 배출을 유도하고, 20대들의 식사량을 축소키는 주요인이다. 근육이 대량으로 지방과 탄수화물을 소모시키는 장기라는 점과 허약근육은 지방 세포의 비대화를 유도하여 각종 성인병 및 대사장애를 일으키는 원인이 된다는 점에서 골격근전기자극(EMS)가 필요하다. 국내에 형성된 고도, 초고도 비만환자는 20%에 유박하고, 일반 비만환자를 포함한다면 60%이상이다.
현재 EMS 슈트에 관한 기술로 한국공개특허 제10-2017-0075044호는 적어도 하나의 섬유레이어로 이루어지고 바디부와 저주파자극부를 포함하는 수트부, 상기 저주파자극부의 내부에 부착되는 전극패드부, 상기 전극패드부에 전원을 공급하는 전원부, 및 저주파 자극의 세기를 조절하는 콘트롤부,를 포함하고, 상기 바디부와 상기 저주파자극부는 섬유레이어가 서로 다르게 형성된 사물인터넷 EMS 수트를 개시하고 있으나, 하나의 단말기가 EMS 슈트 5개까지 제어할 수 있어 추가의 슈트를 제어하기 위해서는 제어 시스템을 추가로 설치해야 하므로 비용이 많이 들고 있으며, EMS 슈트의 자극부 각각을 개별적으로 제어하는 기술은 전무한 실정이다.
한편, 푸쉬 기술(push technology) 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜인 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)는 publish/subscribe 방식의 메시지 교환 프로토콜로 IBM사가 개발하였다.
MQTT는 저전력, 신뢰할 수 없는 네트워크, non TCP/IP 기반에서 운영할 수 있는 장점이 있기 때문에 소형기기의 제어와 센서정보 수집에 유리하여 최근에는 oneM2M IoT 국제표준에서 메시지 전송 바인딩 프로토콜로 채택되었다.
MQTT 시스템은 서버인 MQTT 브로커와 클라이언트(Client)로 구성될 수 있다. MQTT 브로커는 메시지 교환 플랫폼에 해당한다. 이에 따라, 메시지 생산자 클라이언트(Client)가 메시지 식별자인 Topic으로 메시지를 publish한 뒤, 메시지 소비자 클라이언트(Client)가 Topic에 Subscribe하면 MQTT 브로커는 메시지를 전달해 준다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트 개별적으로 제어가능한 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제1단계, 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 publish를 수행하는 제2단계 및 MQTT 브로커가 단말기로 상기 Publish 된 자극 세기를 전송하는 제 3 단계를 포함하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 제3단계 이후, 상기 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제4단계, 상기 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 publish를 수행하는 제5단계, 상기 MQTT 브로커가 리시버를 통해 콘트롤부로 저주파자극부의 희망 자극 세기를 전송하는 제6단계, 상기 콘트롤부는 저주파자극부로 희망 자극 세기를 전송하는 제7단계 및 상기 저주파자극부가 희망 자극 세기로 근육에 자극을 가하는 제8단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 슈트의 원단은 네오프렌인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 저주파 자극부는 슈트 원단 내부에 배치되며, 슈트에서 각각 이격된 15~36개의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 리시버의 개수는 1~350개인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 저주파 자극부의 설정값 주파수는 18~22 Hz인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
본 발명은 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트 개별적으로 제어가능한 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트의 제어 방법을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의 개략적 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의 리시버, 콘트롤부를 통해 20개 근육 대분할로 연결되는 모식도을 도시한 도면이다
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의에 접촉되는 근육의 기본적 20개의 대분할 부위도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의 전면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상의 전,후면과 20개 대분할 근육부 위에 저주파자극부(H110)를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 하의 전,후면과 20개 대분할 근육부 위에 저주파자극부(H110)를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의의 저주파 자극 시험성적 결과이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 20Hz가 다른 주파수와 비교시의 트레이닝효과를 보여주는 시험성적 결과이다.
도 10은 본 발명의 슈트의 착용시 및 미착용시에 같은 동작(무릎 관절을 180도에서 90도로 구부리는 과제)을 수행하여 햄스트링의 활동 전위를 비교한 시험성적 결과이다.
본 발명에 사용되고 있는 기술적, 과학적, 사회학, 생리의학적인 용어들은 전문적 용어라기보다는 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미라는 뜻의 범위는 통상적으로 사전적 의미에서 정의를 내릴 수 있으며, 관련 기술의 문맥상 특별히 주석을 달아 정의하지 않는 한 일반적 의미로 해석해야 한다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제1단계, 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 publish를 수행하는 제2단계 및 MQTT 브로커가 단말기로 상기 Publish 된 자극 세기를 전송하는 제 3 단계를 포함하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
상기 방법은 슈트의 콘트롤부에서 단말기로 저주바자극부의 자극 세기를 송신하는 방법으로 MQTT 브로커가 단말기와 슈트의 콘트롤부를 중개하는 역할을 한다. 상기와 같은 방법으로 EMS 슈트를 제어함으로써 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, 단말기 1대로 많게는 100~350개의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 각각의 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트를 개별적으로 제어가능하다.
또한 MQTT 브로커는 클라우드 서버에 구축될 수 있으며 클라우드 서버 이용시 공인 IP 주소가 할당된다. 설치할 수 있는 브로커에는 여러 종류의 브로커가 있는데 본 발명에서 사용한 브로커는 Mosquitto라는 브로커일 수 있다. Mosquitto를 사용한 이유는 아두이노와의 연동을 고려하여 오픈 소스(Open Source) 기반이며 설치가 쉬우며 근거리 무선통신이 필요한 IoT에 적합하기 때문이다.
또한, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제3단계 이후, 상기 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제4단계, 상기 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 publish를 수행하는 제5단계, 상기 MQTT 브로커가 리시버를 통해 콘트롤부로 저주파자극부의 희망 자극 세기를 전송하는 제6단계, 상기 콘트롤부는 저주파자극부로 희망 자극 세기를 전송하는 제7단계 및 상기 저주파자극부가 희망 자극 세기로 근육에 자극을 가하는 제8단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
상기 방법은 단말기에서 슈트로 저주파자극부의 희망 자극 세기를 전송하는 방법 및 근육에 희망 자극을 가하는 방법이다. 상기와 같은 방법으로 EMS 슈트를 제어함으로써 단말기 1대로 6대 이상의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, 단말기 1대로 많게는 100~350개의 EMS 슈트를 제어할 수 있으며, EMS 슈트로의 데이터 송신뿐만 아니라 각각의 EMS 슈트의 자극 세기의 수신도 가능한 쌍방향 통신이 가능하도록 하여 EMS 슈트를 개별적으로 제어가능하다.
또한 MQTT 브로커는 클라우드 서버에 구축될 수 있으며 클라우드 서버 이용시 공인 IP 주소가 할당된다. 설치할 수 있는 브로커에는 여러 종류의 브로커가 있는데 본 발명에서 사용한 브로커는 Mosquitto라는 브로커일 수 있다. Mosquitto를 사용한 이유는 아두이노와의 연동을 고려하여 오픈 소스(Open Source) 기반이며 설치가 쉬우며 IoT에 적합하기 때문이다. 한편, MQTT 브로커는 단말기 및 콘트롤부와 TCP/IP 채널로 연결된다.
또한, 상기 슈트의 원단은 네오프렌인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
상기 슈트의 원단은 네오프렌으로 이루어질 수 있으며, 나아가 네오프렌 2중 레이어로 이루어질 수 있다. 상기 네오프렌 원단의 2중 섬유레이어를 사용함으로써 안감은 투습성, 신축성 및 통전성이 증가하고, 겉감은 통기성 및 타이트함이 좋아진다. 구체적으로 네오프렌 원단의 2중 섬유레이어을 통해 첫째, 공기층의 존재에 따라 노폐물의 잔존을 차단시킴과 각종 유기물에 대한 진균 등 세균오염 방지를 통해 이후의 발진 등 피부손괴를 차단하는 위생적 기능과 둘째, 탄력과 접촉력을 강화시켜 운동의 강도와 반복력을 배가시키는 기능을 통해 운동효과 극대화 하였다.
또한, 상기 저주파 자극부는 슈트 원단 내부에 배치되며, 슈트에서 각각 이격된 15~36개의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 저주파자극부는 신축성이 작은 섬유층에 전극을 부착하여 안감과 피부가 접촉하는 부분에 배치될 수 있다.
또한, 상기 저주파자극 통전부위가 될 저주파자극부는 1인 인체의 경우 총20부위로 나누어 배치된 것을 특징으로 하는 웨어러블 EMS 슈트이다. 배전될 20분할 근육은 좌우를 대칭으로 대분할과 소분할로 나눌 수 있는데, 대분할의 경우 복근, 가슴근, 이두근, 대퇴전근, 승모근, 광배근, 삼두근 기립근, 둔근, 대퇴후근 총20개부위와 소분할로는 전거근, 외복사근, 복직근, 대흉근, 소흉근, 상완근, 장두근, 단두근, 봉공근, 치골근, 장내전근, 박근, 대능형근, 광배근, 외측두근, 둔근, 대퇴이두근, 견하근 등 총36부위를 포함한다.
또한, 상기 리시버의 개수는 1~350개인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 저주파 자극부의 설정값 주파수는 18~22 Hz인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트를 설명한다. 도 2과 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트(H100)의 구성도이다.
도면을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트는 슈트부 상의(H100), 슈트부 하의(H101), 전원부(미도시), 리시버 및 콘트롤부(S600, S700)를 포함하여 이루어진다. 또한, 웨어러블 EMS 슈트는 와이어(H120), 지퍼(H130), 단말기, MQTT 브로커를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
EMS 슈트는 20개로 분할된 근육표피에 고른 배치를 원칙으로 하며, 웨어러블 슈트 상,하의에 저주파자극부(H110, H200~H290), 전극패드(H140)로 이루어진다. 본 발명의 실시예에 따른 EMS 슈트의 섬유소재인 네오프렌의 2중 섬유층은 공기층을 형성하여 내측에서 케어중에 발생되는 노폐물 및 혐기성 유해물질 생성을 억제시켜 케어 이후 2차 피부질환 유발을 사전에 차단할 수 있는 장치를 마련하였다. 저주파자극부(H200~H290)는 좌우동일한 부위로써 가슴근(H200), 복부근(H210), 이두근(H220), 승모근(H230), 광배근(H240), 기립근(H250), 삼두근(H260), 둔근(H270), 대퇴전근(H280), 대퇴이두근(H290)의 총 20부위의 근육에 적용된다.
또한 전원부(미도시)는 단말기, MQTT 브로커, 리시버&콘트롤부(S330,S700)에 개별적으로 충전상태에서 전원을 공급하고, 콘트롤부(S700)는 FPCB로 이루어지는데, 상기 저주파 자극의 세기를 조절한다. 단말기는 인터넷을 통하여 MQTT 브로커에 데이터 송신을 하게 되면 MQTT 브로커는 개별 리시버(S600)로 데이터를 전송하는데, 전송에 사용되는 통신체계는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport)라는 네트워크 표준시스템으로써 MQTT는 쌍방향이고 통신 프로토콜 이므로, 단순 모니터링만 하는 것이 아니라 원격 제어도 가능하다. 또한 1:1의 통신이 아니라 1:다수의 형태가 되며, Client (즉, ESP8266과 같은 디바이스)에서 Subscribe(메시지를 수신)만 가능한 것이 아니라, Publish (메시지 생성 및 발송)도 할 수 있다. 리시버(S600)에서 수신된 신호는 콘트롤부(S700)에서 각각의 저주파자극부(H140)로 최종 전송을 하게 되며, 단말기는 저주파자극부로 보내는 주파수를 통제하도록 콘트롤부를 제어하고 연산작업을 수행하도록 할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트를 더욱 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근육의 기본적 20개의 대분할 부위도이고, 대분할 근육부위에는 36개의 소분할 근육도 포함되어 있으며 이것에 대한 별도 표식은 하지 않았다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상,하의 전면을 도시한 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 EMS 슈트 상하의 전,후면과 20개 대분할 근육부위에 저주파자극부(H110)를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파 자극 시험성적 결과로써, 전극패드(H140)의 저주파 자극 설정값은 20Hz±2의 범위로 설정된다. 자극의 설정값 20Hz(±2Hz)보다 높은 주파수를 이용하면 약 60초 만에 근육의 장력이 저하하게 되며, 이런 현상에 대한 진단은 근육이 신경생리학적인 조건을 충족시키지 못해 트레이닝 효과를 그다지 바랄 수 없는 상태에 빠진다는 것이며, 20Hz는 시간이 지나도 장력을 유지하므로 계속해서 효율적인 트레이닝을 할 수 있음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시험성적 결과로써, 운동을 할 때 근육은 에너지를 사용하여 산소를 소비하며, 20Hz는 다른 주파수와 비교할 때 더욱 많은 산소를 소비한 점에서 트레이닝 효과가 높다는 것을 보여준다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시험성적 결과로써, 슈트의 착용 시와 미착용 시에 같은 동작(무릎 관절을 180도에서 90도로 구부리는 과제)을 수행하여 햄스트링의 활동 전위를 비교하였고, 그 결과 착용 시에는 근전도 진폭값이 약 30%(A) 증가하여 미착용 시에 비해 더 많은 신경근 활동이 이루어진다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 같은 운동이라도 햄스트링이 더 강한 운동을 수행하려고 한다는 것을 반영한다고 해석할 수 있을 것이다.( A : 피험자 10명(31세~50세 남성)의 착용 시와 미착용 시의 근전위 진폭값의 평균값 비교(제3자 기관 조사)
H100 : 웨어러블 수트부(상의)
H101 : 웨어러블 수트부(하의)
H110 : 저주파자극부
H120 : 와이어
H130 : 지퍼
H140 : 전극패드
H200 : 저주파자극부(가슴근좌우)
H210 : 저주파자극부(복부근좌우)
H220 : 저주파자극부(이두근좌우)
H230 : 저주파자극부(승모근좌우)
H240 : 저주파자극부(광배근좌우)
H250 : 저주파자극부(기립근좌우)
H260 : 저주파자극부(삼두근좌우)
H270 : 저주파자극부(둔근좌우)
H280 : 저주파자극부(대퇴전근좌우)
H290 : 저주파자극부(대퇴이두근좌우)
S600 : 리시버
S700 : 콘트롤부

Claims (6)

  1. 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제1단계;
    콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부 자극 세기의 publish를 수행하는 제2단계; 및
    MQTT 브로커가 단말기로 상기 Publish 된 자극 세기를 전송하는 제 3 단계;
    를 포함하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계 이후,
    상기 콘트롤부가 자신과 연결된 리시버를 통해 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 subcribe를 수행하는 제4단계;
    상기 단말기에서 MQTT 브로커로 저주파자극부의 희망 자극 세기의 publish를 수행하는 제5단계;
    상기 MQTT 브로커가 리시버를 통해 콘트롤부로 저주파자극부의 희망 자극 세기를 전송하는 제6단계;
    상기 콘트롤부는 저주파자극부로 희망 자극 세기를 전송하는 제7단계; 및
    상기 저주파자극부가 희망 자극 세기로 근육에 자극을 가하는 제8단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 슈트의 원단은 네오프렌인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저주파 자극부는 슈트 원단 내부에 배치되며, 슈트에서 각각 이격된 15~36개의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 리시버의 개수는 1~350개인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저주파 자극부의 설정값 주파수는 18~22 Hz인 것을 특징으로 하는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.
KR1020190018970A 2019-02-19 2019-02-19 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법. KR102280476B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190018970A KR102280476B1 (ko) 2019-02-19 2019-02-19 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190018970A KR102280476B1 (ko) 2019-02-19 2019-02-19 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200101546A true KR20200101546A (ko) 2020-08-28
KR102280476B1 KR102280476B1 (ko) 2021-07-23

Family

ID=72265959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190018970A KR102280476B1 (ko) 2019-02-19 2019-02-19 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102280476B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160090114A (ko) * 2015-01-21 2016-07-29 김정순 운동량 극대화 의류
KR20170075044A (ko) * 2015-12-22 2017-07-03 이승찬 더블레이어를 이용한 사물인터넷 ems 수트
KR101805216B1 (ko) * 2009-12-30 2017-12-05 푼다시온 테크날리아 리서치 앤드 이노베이션 말초 신경의 자극에 의한 마비된 신체 일부의 외적 활성화를 위한 장치
KR101879931B1 (ko) * 2016-05-10 2018-07-20 한국과학기술원 IoT 서비스 관리를 위한 방법 및 장치
KR20180105917A (ko) * 2017-03-16 2018-10-01 한국전자통신연구원 Mqtt 프로토콜을 이용한 웨어러블 데이터 제공 및 지능화된 웨어러블 정보 서비스 시스템 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101805216B1 (ko) * 2009-12-30 2017-12-05 푼다시온 테크날리아 리서치 앤드 이노베이션 말초 신경의 자극에 의한 마비된 신체 일부의 외적 활성화를 위한 장치
KR20160090114A (ko) * 2015-01-21 2016-07-29 김정순 운동량 극대화 의류
KR20170075044A (ko) * 2015-12-22 2017-07-03 이승찬 더블레이어를 이용한 사물인터넷 ems 수트
KR101879931B1 (ko) * 2016-05-10 2018-07-20 한국과학기술원 IoT 서비스 관리를 위한 방법 및 장치
KR20180105917A (ko) * 2017-03-16 2018-10-01 한국전자통신연구원 Mqtt 프로토콜을 이용한 웨어러블 데이터 제공 및 지능화된 웨어러블 정보 서비스 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102280476B1 (ko) 2021-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hong et al. Effects of home-based tele-exercise on sarcopenia among community-dwelling elderly adults: Body composition and functional fitness
Girard et al. Hot conditions improve power output during repeated cycling sprints without modifying neuromuscular fatigue characteristics
US9775763B2 (en) Adaptive exoskeleton, control system and methods using the same
EP2165733A1 (en) Wear for electrically stimulating muscles
EP1501588A1 (en) A method and apparatus for enhancing neurophysiologic performance
Wattanaprakornkul et al. Direction-specific recruitment of rotator cuff muscles during bench press and row
Barton et al. Gluteal muscle activation during the isometric phase of squatting exercises with and without a Swiss ball
US20060247733A1 (en) Garment for electrical muscle stimulation of muscles in the upper body and arms and legs
JPWO2006022307A1 (ja) バーチャル映像を利用した筋肉電気刺激方法及び筋肉電気刺激システム
CN108720842A (zh) 基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统
Illyés et al. Electromyographic analysis in patients with multidirectional shoulder instability during pull, forward punch, elevation and overhead throw
Awad et al. Central drive to the paretic ankle plantarflexors affects the relationship between propulsion and walking speed after stroke
WO2021036165A1 (zh) 脊髓闭环性电刺激系统
Bersch et al. Role of functional electrical stimulation in tetraplegia hand surgery
Legg Ditterline et al. Epidural stimulation for cardiovascular function increases lower limb lean mass in individuals with chronic motor complete spinal cord injury
Coratella et al. The effects of verbal instructions on lower limb muscles’ excitation in back-squat
Calabrò et al. Toward improving functional recovery in spinal cord injury using robotics: a pilot study focusing on ankle rehabilitation
KR102280476B1 (ko) MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 프로토콜을 이용한 IOT형 멀티타입 웨어러블 EMS 슈트 제어 방법.
Ha et al. Comparison of the electromyographic recruitment of the posterior oblique sling muscles during prone hip extension among three different shoulder positions
CN106964063A (zh) 一种高龄者复健健身穿戴装置
Halliday et al. Can functional electric stimulation-assisted rowing reproduce a race-winning rowing stroke?
KR20160068154A (ko) 원격 ems 트레이닝 시스템
Minzly et al. Computer-controlled portable stimulator for paraplegic patients
CN111918693B (zh) 非侵入性神经刺激
CN207012405U (zh) 瘦脸按摩仪

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right