KR20200116005A - 실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법 - Google Patents

실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200116005A
KR20200116005A KR1020190125923A KR20190125923A KR20200116005A KR 20200116005 A KR20200116005 A KR 20200116005A KR 1020190125923 A KR1020190125923 A KR 1020190125923A KR 20190125923 A KR20190125923 A KR 20190125923A KR 20200116005 A KR20200116005 A KR 20200116005A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data
health
environment
sensor module
monitoring
Prior art date
Application number
KR1020190125923A
Other languages
English (en)
Inventor
양 뤼
즈멍 왕
시아오저우 우
Original Assignee
달리안 유니버시티 오브 테크놀러지
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 달리안 유니버시티 오브 테크놀러지 filed Critical 달리안 유니버시티 오브 테크놀러지
Publication of KR20200116005A publication Critical patent/KR20200116005A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/0022—Monitoring a patient using a global network, e.g. telephone networks, internet
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0004—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by the type of physiological signal transmitted
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/0024—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system for multiple sensor units attached to the patient, e.g. using a body or personal area network
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H10/00—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data
    • G16H10/60—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data for patient-specific data, e.g. for electronic patient records
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00—ICT 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
    • G16H40/60—ICT 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
    • G16H40/67—ICT 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
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L12/2823—Reporting information sensed by appliance or service execution status of appliance services in a home automation network
    • H04L12/2825—Reporting to a device located outside the home and the home network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L12/2823—Reporting information sensed by appliance or service execution status of appliance services in a home automation network
    • H04L12/2827—Reporting to a device within the home network; wherein the reception of the information reported automatically triggers the execution of a home appliance functionality
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02438—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)

Abstract

본 발명은 실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법에 관한 것으로, 환경 및 건강 모니터링, 정보 통신 및 데이터 알고리즘 분야에 속한다. 이와 같은 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템은 환경과 건강 파라미터의 모니터링 시스템과 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼을 포함하는 데, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 GPRS 무선 통신 모듈과 데이터 수신 API 인터페이스를 통해 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼과 데이터 전송을 실행한다. 본 발명에 따른 기술방안은 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템과 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼을 서로 결합시키므로, 물리적 체적이 비교적 작고, 웨어러블식으로 인체 외곽에 고정시킬 수 있다. 구축된 사물인터넷 환경 및 건강 관련 데이터 플랫폼은 고령자가 처한 환경의 온도와 습도 및 미립자 농도 변화, 고령자의 혈압과 심장박동수에 대한 원격지 온라인 모니터링을 구현할 수 있으며, 입력된 환경 데이터에 의해 실시간으로 건강 위험을 예측할 수 있다.

Description

실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법 {SYSTEM OF INTERNET OF THINGS AND MONITORING METHOD FOR MONITORING INDOOR ENVIRONMENT AND ELDERLY HEALTH}
본 발명은 실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법에 관한 것으로, 환경 및 건강 모니터링, 정보 통신 및 데이터 알고리즘 분야에 속한다.
현대는 사회경제가 신속히 발전함에 따라, 에어컨과 난방 등 환경 관리 설비에 의해 인체가 쾌적함을 느끼는 실내 열환경이 형성되지만, 에어컨, 난방이 설치되어 있는 방과 에어컨, 난방이 설치되어 있지 않은 방 사이에 큰 온도차가 발생함으로써, 사람들이 이러한 2개의 환경 사이에서 움직이면 큰 온도차에 의해 신체 건강에 상당히 큰 손상을 입혀 아주 쉽게 감기, 풍한 등에 걸리고, 특히, 고령자는 아주 쉽게 심뇌혈관 질환이 발생하여 뇌졸증, 심근경색 등과 같은 심각한 질환을 앓게 된다. 또한, 최근에 들어 스모그 문제가 나날이 심각해지고 있어 사람들의 활동 환경 또한 미립자 오염으로 피해를 보고 있다. 고령자에게 미립자 오염, 특히, PM2.5 오염은 아주 쉽게 고령자의 심뇌혈관 질병 발병률을 높이고 고령자의 건강을 크게 위협하고 있다.
중국은 인구 노령화 문제가 나날이 심각해 짐에 따라, 고령자의 건강한 생활환경 또한 더 많은 주목을 받고 있다. 현재 고령자 생활환경 모니터링 기술은 대부분 방 안에 설치된 고정식 모니터링으로서, 고령자가 방에서 나가면 해당 환경 모니터링 지점의 데이터는 고령자가 현재 위치한 환경 상태를 반영하지 못한다. 또한, 웨어러블식 모니터링 설비가 일부 더 사용되고 있는데, 실시간으로 인체 주변의 공기 품질을 모니터링하지만, 온도와 습도를 미립자 농도 모니터링과 서로 결합시켜 고령자의 건강한 생활환경을 위해 출시된 제품은 아주 적다. 이와 같은 설비의 통신방식은 주로 블루투스와 WiFi이며, 대부분 고령자에 있어서, 특히, 농촌의 고령자에게 있어서, 휴대폰을 블루투스로 웨어러블식 설비와 연결하는 조작은 특히 번거로워 학습이 어렵고, 자택 중에 네트워크 시설이 부족하여 해당 웨어러블식 모니터링 설비를 작용하기에 아주 어렵다.
또 다른 면에서, 고령자는 체질이 민감하므로, 주변 공기 환경이 변화되면 신체의 생리 상황도 변화가 발생하게 된다. 생리 지표 변화가 고령자의 면역 극한을 초과한 경우 여러가지 질환이 발생되며, 여기에서, 심뇌혈관 질환이 주로 발생되고 있다. 현재 시장에 출시되고 있는 설비의 제조업체는 자체 제품에 전념하고 있으며, 고령 사용자는 다른 제조업체가 생산한 설비를 사용할 때 다른 제조업체의 설비 사이의 데이터가 늘 서로 교환되지 않아 고령자 주민의 환경과 건강을 전체적으로 평가, 모니터링하는데 일정한 장애가 발생하는 동시에, 각 제조업체가 서로 다른 데이터 플랫폼을 사용하므로, 고령자 주민에 있어서, 사용 난이도가 상당히 높다.
특허번호 CN201510698675는 사물인터넷 홈을 기반으로 하는 건강관리 시스템을 공개하였는데, 관리장비는 연동 인터페이스를 통해 건강관리 정보를 제공하고, 건강관리 정보에 의해 신호를 제어하며, 제어신호에 의해 가전제품을 제어하는 기술특징을 공개하였다. 하지만, 해당 시스템은 인체가 이동할 때 주변 환경에 대한 모니터링이 부족하며, 그가 건강관리 정보에 의해 제어신호를 생성하는 방법이 사용자의 인위적 조정에 의해 조절 효과를 이루므로, 서로 다른 환경에서의 자가 적응력이 부족하다.
종래기술에 존재하는 폐단을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 환경과 건강 파라미터의 웨어러블식 모니터링 시스템과 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼을 서로 결합하고, GPRS 무선 통신 기술을 이용해 환경과 건강의 모니터링 데이터를 실시간 업로드하며, 해당 환경으로 발생한 건강 위험 상황을 실시간 출력하는 것을 특징으로 하는 실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적에 달성하기 위해, 본 발명은 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템과 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼을 포함하고, 상기 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 전력공급시스템, 공기품질 모니터링시스템, 생리 파라미터 모니터링시스템, STM32 싱글-칩 컴퓨터(single-chip computer)와 GPRS 무선 통신 모듈을 포함하며; 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼은 데이터 수신 API 인터페이스, 클라우드 서버(cloud server)와 데이터 가시화 단말을 포함하고, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 GPRS 무선 통신 모듈과 데이터 수신 API 인터페이스를 통해 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼과 데이터 전송을 실행하는 것을 특징으로 하는 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템을 제공한다.
상기 전력공급시스템은 전원 모듈, USB 충전 포트와 회로스위치를 포함하고, 공기품질 모니터링시스템은 온도-습도 센서모듈과 미립자센서모듈로 구성되며, 생리 파라미터 모니터링시스템은 심장박동수 센서모듈과 혈압센서모듈로 구성되고, 온도-습도 센서모듈은 IO 포트를 통해 STM32 싱글-칩 컴퓨터와 단선 양방향 데이터 통신을 구현하며, 미립자센서모듈, 심장박동수 센서모듈과 혈압센서모듈은 각각 STM32 싱글-칩 컴퓨터와 UART 통신을 통해 데이터 통신을 실행하고, 클라우드 서버는 관계형 데이터베이스와 환경 및 건강 관련 알고리즘 모듈로 구성된다.
상기 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템의 모니터링 방법은 아래의 단계를 포함한다.
1) 회로 스위치를 닫고, 회로를 연결하며, STM32 싱글-칩 컴퓨터가 신호를 발송해 각각 온도-습도 센서모듈, 미립자센서모듈, 혈압센서모듈과 심장박동수 센서모듈을 호출하고, 모니터링한 온도 및 습도 데이터, PM10와 PM2.5의 데이터, 혈압 데이터와 심장박동수의 데이터가 데이터 전송에 의해 STM32 싱글-칩 컴퓨터로 전송되는 단계;
2) STM32 싱글-칩 컴퓨터가 수신된 온도, 습도, PM10와 PM2.5, 혈압과 심장박동수 데이터를 처리한 후, GPRS 무선 통신 모듈에 전송하는 단계;
3) GPRS 무선 통신 모듈이 데이터를 수신한 후, 안테나를 통해 데이터를 데이터 수신 API인터페이스에 발송하고, 이와 동시에 데이터 수신 API 인터페이스가 기타 사물인터넷 플랫폼의 다른 환경 및 건강 모니터링 설비로부터 발송된 데이터를 수신하는 단계;
4) 데이터 수신 API 인터페이스가 수신된 모든 데이터를 관계형 데이터베이스까지 전송하고, 관계형 데이터베이스가 각 주택의 모든 데이터를 하나의 데이터 집합으로 저장하는 단계;
5) 관계형 데이터베이스 중에 저장된 모든 데이터를 환경 및 건강 관련 알고리즘으로 연산해 각 고령 사용자에 적용하는 환경 및 건강 관련 모델을 얻고, 해당 모델에 대해 실시간 환경 파라미터를 입력하며, 환경 및 건강 관련 모델은 해당 환경으로 발생한 건강 위험 상황을 실시간 출력하고, 고령 사용자는 데이터 가시화 단말을 통해 본인과 관련된 모든 데이터와 처한 환경이 본인에게 미치게 되는 건강 위험 상황을 열람하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템은, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템과 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼을 포함하고, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 전력공급 서브시스템, 공기품질 모니터링 서브시스템, 생리 파라미터 모니터링 서브시스템, STM32 싱글-칩 컴퓨터(single-chip computer)와 GPRS 무선 통신 모듈을 포함하며; 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼은 데이터 수신 API 인터페이스, 클라우드 서버(cloud server)와 데이터 가시화 단말을 포함하고, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 GPRS 무선 통신 모듈과 데이터 수신 API 인터페이스를 통해 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼과 데이터 전송한다. 본 발명에 따른 기술방안은 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템과 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼을 서로 결합해 서로 다른 장소의 환경 요소가 고령자 건강에 미치는 영향의 상황을 실시간 모니터링하고, 이와 동시에, 해당 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼은 또한 기타 사물인터넷 환경 및 건겅 모니터링 설비에 하나의 통신 인터페이스를 제공하며, 사용자 주택 주소, 고령자 관련 정보 등 데이터의 바인딩을 통해 다른 제조업체와 다른 설비가 모니터링한 환경 및 건강 데이터를 통합하고, 고령 사용자는 본인의 상황과 취미에 근거해 온도, 상대적 습도, 이산화탄소 농도, 포름알데히드 농도, PM2.5 농도, 혈압, 심장박동수, 수면 등 데이터 파라미터와 같은 모니터링의 데이터 유형을 자주적으로 선택할 수 있다. 모든 데이터는 클라우드 서버의 관계형 데이터베이스에 업로드되고, 고령 사용자별로 그의 본인 신체 건강 상황에 부합되는 환경 및 건강 관련 모델을 제공한다. 물리적 체적이 비교적 작아 웨어러블식으로 인체 외곽에 고정할 수 있다. 구축된 사물인터넷 환경 및 건강 관련 데이터 플랫폼은 고령자가 처한 환경의 온도와 습도 및 미립자 농도 변화, 고령자의 혈압과 심장박동수에 대한 원격지 온라인 모니터링을 구현할 수 있으며, 입력된 환경 데이터를 통해 건강 위험을 실시간 예측할 수 있으므로, 고령 사용자가 번거롭게 조작할 필요가 없이 데이터 가시화 클라이언트를 통해 조작할 필요가 없이 본인과 관련된 모든 데이터와 처한 환경이 본인에게 미치는 건강 위험의 상황을 열람할 수 있다.
도 1은 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템의 구조도이고;
도 2는 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템의 회로도이고;
도 3은 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼의 구조도이고;
도 4는 환경 및 건강 관련 알고리즘의 흐름도이다.
이하, 도면 및 구체적 실시방식과 결합해 본 발명의 기술방안을 명확히 전면적으로 설명한다.
도 1은 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템의 구조도를 도시하였다. 상기 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템은, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템과 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼을 포함하고, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 전력공급시스템, 공기품질 모니터링시스템, 생리 파라미터 모니터링시스템, STM32 싱글-칩 컴퓨터(single-chip computer)와 GPRS 무선 통신 모듈을 포함하며; 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼은 데이터 수신 API 인터페이스, 클라우드 서버(cloud server)와 데이터 가시화 단말을 포함하고, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 GPRS 무선 통신 모듈과 데이터 수신 API 인터페이스를 통해 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼과 데이터 전송을 실행한다.
전력공급시스템은 전원 모듈, USB 충전 포트와 회로스위치를 포함하고, 공기품질 모니터링시스템은 온도-습도 센서모듈과 미립자센서모듈로 구성되며, 생리 파라미터 모니터링시스템은 심장박동수 센서모듈과 혈압센서모듈로 구성되고, 온도-습도 센서모듈은 IO 포트를 통해 STM32 싱글-칩 컴퓨터와 단선 양방향 데이터 통신을 구현하며, 미립자센서모듈, 심장박동수 센서모듈과 혈압센서모듈은 각각 STM32 싱글-칩 컴퓨터와 UART 통신을 통해 데이터 통신을 실행하고, 클라우드 서버는 관계형 데이터베이스와 환경 및 건강 관련 알고리즘 모듈로 구성된다.
상기 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템의 모니터링 방법은,
1) 회로 스위치를 닫고, 회로를 연결하며, STM32 싱글-칩 컴퓨터가 신호를 발송해 각각 온도-습도 센서모듈, 미립자센서모듈, 혈압센서모듈과 심장박동수 센서모듈을 호출하고, 모니터링한 온도 및 습도 데이터, PM10와 PM2.5의 데이터, 혈압 데이터와 심장박동수의 데이터가 데이터 전송에 의해 STM32 싱글-칩 컴퓨터로 전송되는 단계;
2) STM32 싱글-칩 컴퓨터가 수신된 온도, 습도, PM10와 PM2.5, 혈압과 심장박동수 데이터를 처리한 후, GPRS 무선 통신 모듈에 전송하는 단계;
3) GPRS 무선 통신 모듈이 데이터를 수신한 후, 안테나를 통해 데이터를 데이터 수신 API인터페이스에 발송하고, 이와 동시에 데이터 수신 API 인터페이스가 기타 사물인터넷 플랫폼의 다른 환경 및 건강 모니터링 설비로부터 발송된 데이터를 수신하는 단계;
4) 데이터 수신 API 인터페이스가 수신된 모든 데이터를 관계형 데이터베이스까지 전송하고, 관계형 데이터베이스가 각 주택의 모든 데이터를 하나의 데이터 집합으로 저장하는 단계;
5) 관계형 데이터베이스 중에 저장된 모든 데이터를 환경 및 건강 관련 알고리즘으로 연산해 각 고령 사용자에 적용하는 환경 및 건강 관련 모델을 얻고, 해당 모델에 대해 실시간 환경 파라미터를 입력하며, 환경 및 건강 관련 모델은 해당 환경으로 발생한 건강 위험 상황을 실시간 출력하고, 고령 사용자는 데이터 가시화 단말을 통해 본인과 관련된 모든 데이터와 처한 환경이 본인에게 미치게 되는 건강 위험 상황을 열람하는 단계를 포함한다.
상기 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템의 구체 작업 과정은, 회로 스위치를 닫고 회로를 연결한다. 일 측면에서, STM32 싱글-칩 컴퓨터는 B3 데이터 포트(IO 데이터 전송 포트)를 통해 신호를 발송함으로써, 온도 및 습도 센서가 작업을 시작하도록 온도-습도 센서모듈을 호출하고, 모니터링한 온도와 상대적 데이터를 DATA 데이터 포트에 의해 STM32 싱글-칩 컴퓨터의 B3 데이터 포트까지 발송하며, 매번 온도, 상대적 습도와 교정값을 포함한 40 bit 크기의 데이터를 전송한다. 이와 동시에, STM32 싱글-칩 컴퓨터는 미립자센서가 작업을 시작하도록 UART 통신을 통해 미립자센서모듈을 호출하고, 모니터링한 PM10과 PM2.5의 데이터를 UART 통신에 의해 STM32 싱글-칩 컴퓨터로 전송하는데, 즉, STM32 싱글-칩 컴퓨터의 A9 데이터 포트와 A10 데이터베이스를 통해 각각 미립자센서의 TXD 데이터포트 및 RXD 데이터 포트와 데이터 통신을 실행하고, 십육진제의 디지털 신호에 의해 PM10와 PM2.5의 농도 수치를 전송하며, 매번 80 bit크기의 데이터를 전송한다. 또 다른 측면에서, STM32 싱글-칩 컴퓨터는 혈압센서모듈과 심장박동수 센서모듈이 작업을 시작하도록 UART 통신을 통해 혈압센서모듈과 심장박동수 센서모듈을 호출하고, 모니터링한 혈압과 심장박동수 데이터를 UART 통신에 의해 STM32 싱글-칩 컴퓨터로 전송하는 데, 즉, STM32 싱글-칩 컴퓨터의 B4 데이터 포트와 B5 데이터 포트를 통해 각각 혈압센서의 TXD 데이터 포트 및 RXD 데이터 포트와 데이터 통신을 실행하고, STM32 싱글-칩 컴퓨터의 B6 데이터 포트 및 B7 데이터 포트는 각각 심장박동수센서의 TXD 데이터 포트 및 RXD 데이터 포트와 데이터 통신을 실행하며, 혈압(확장기 혈압과 수축기 혈압 포함)과 심장박동수의 데이터는 모두 십육진제의 디지털 신호에 의해 전송하되, 혈압은 매번 전송되는 데이터의 크기가 80 bit이고, 심장박동수는 매번 전송되는 데이터의 크기가 40 bit이다(도 2에서 도시하는 바와 같음).
STM32 싱글-칩 컴퓨터는 온도 및 습도, 미립자, 혈압과 심장박동수의 데이터를 수신한 후, 처리해 십육진제의 디지털 신호를 십진제의 문자열 형식으로 전환시키고, UART 통신에 의해 GPRS 무선 통신 모듈에 전송하는 데, 즉, A2 데이터 포트와 A3 데이터 포트는 각각 G510 GPRS 무선 통신 모듈의 TX 데이터 포트 및 RX 데이터 포트와 통신을 실행한다. GPRS 무선 통신 모듈은 데이터를 수신한 후, 안테나를 통해 데이터 수신 API 인터페이스까지 발송하고, 데이터 수신 API 인터페이스는 데이터를 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼까지 업로드한다. 또한, 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼은 데이터 수신 API 인터페이스를 통해 기타 제3자 사물인터넷 플랫폼을 연결하며, 이와 동시에, 데이터 수신 API 인터페이스는 기타 사물인터넷 플랫폼의 여러 환경 및 건강 모니터링 설비가 발송한 데이터를 수신한다. 데이터 수신 API인터페이스는 수신된 모든 데이터를 관계형 데이터베이스로 전송하고, 관계형 데이터베이스는 각 주택의 데이터를 하나의 데이터 집합으로 저장한다. 환경 및 건강 관련 알고리즘 모듈은 관계형 데이터베이스 중의 데이터 집합을 심도화 학습 네트워크를 통해 트레이닝해 주민별로 적용하는 환경 및 건강 관련 모델을 확보하며, 해당 모델에 대해 실시간 환경 파라미터를 입력할 때 해당 환경으로 발생한 건강 위험 상황을 실시간 출력할 수 있다. 고령 사용자는 모두 PC단과 모바일 클라이언트와 같은 데이터 가시화 단말을 통해 본인과 관련된 모든 데이터와 처한 환경이 본인에게 미치는 건강 위험 상황을 열람할 수 있다(도 3에서 도시하는 바와 같음).
환경 및 건강 관련 알고리즘 모듈은 주로 심도화 학습 네트워크 구축함으로써, 고령 사용자가 생활과정에서 제공한 일상 환경과 건강 데이터에 의해 해당 고령 사용자가 거주하는 주택 및 그 건강 파라미터 예측에만 적용하는 특화된 심도화 학습 네트워크 모델을 트레이닝한다. 일정한 시간척도 내에서 환경 파라미터를 선정해 입력 파라미터x로 삼고 건강 데이터를 출력 파라미터y로 삼아, 심도화 학습 네트워크 모델에 의해 추정값 y' = wx + b를 얻으며, y'와 y에 의해 손실함수와 비용함수를 구성하고, 경사하강법을 통해 가중치 파라미터 w와 b를 업그레이드하며, 종국적으로 특화된 환경 및 건강 관련 모델을 트레이닝하는 동시에, 매일 데이터를 다시 트레이닝 데이터로 삼아 지속적으로 특화된 심도화 학습 네트워크 모델을 완벽화한다. 해당 모델은 고령자와 관련된 환경 데이터에 근거해 입력하고, 출력된 건강 데이터 위험을 해당 환경의 건강 예측 결과로 삼으며, 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼의 디지털 가시화 단말을 통해 실시간으로 해당 환경으로 발생한 건강 위험 상황을 표시한다(도 4에서 도시하는 바와 같음).
종합하면, 상기 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템은 물리적 체적이 비교적 작고, 앞가슴에 달거나 또는 팔에 묶는 것과 같이 완전히 웨어러블식으로 인체 외곽에 고정할 수 있다. 구축된 사물인터넷 환경 및 건강 관련 데이터 플랫폼은 고령자가 처한 환경의 온도와 습도 및 미립자 농도 변화, 고령자의 혈압과 심장박동수 및 환경과 건강의 관련 모델에 대한 원격지 온라인 모니터링을 구현할 수 있으며, 환경 데이터에 의해 실시간으로 건강 위험을 예측할 수 있다. 의료진, 가족 구성원과 고령자 본인 등에 적용해 고령자의 웰빙 수요를 만족시킨다. 모 지역의 사용자 수량이 일정한 정도로 증가하면 이 지역의 기초 과학연구와 정부 관련 부서에게 데이터면에서 의사결정 근거를 제공할 수도 있다.

Claims (3)

  1. 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템과 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼을 포함하고, 상기 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 전력공급시스템, 공기품질 모니터링시스템, 생리 파라미터 모니터링시스템, STM32 싱글-칩 컴퓨터(single-chip computer)와 GPRS 무선 통신 모듈을 포함하며; 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼은 데이터 수신 API 인터페이스, 클라우드 서버(cloud server)와 데이터 가시화 단말을 포함하고, 환경 및 건강 파라미터 모니터링 시스템은 GPRS 무선 통신 모듈과 데이터 수신 API 인터페이스를 통해 사물인터넷 데이터 관련 플랫폼과 데이터 전송을 실행하는 것을 특징으로 하는 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력공급시스템은 전원 모듈, USB 충전 포트와 회로스위치를 포함하고, 공기품질 모니터링시스템은 온도-습도 센서모듈과 미립자센서모듈로 구성되며, 생리 파라미터 모니터링시스템은 심장박동수 센서모듈과 혈압센서모듈로 구성되고, 온도-습도 센서모듈은 IO 포트를 통해 STM32 싱글-칩 컴퓨터와 단선 양방향 데이터 통신을 구현하며, 미립자센서모듈, 심장박동수 센서모듈과 혈압센서모듈은 각각 STM32 싱글-칩 컴퓨터와 UART 통신을 통해 데이터 통신을 실행하고, 클라우드 서버는 관계형 데이터베이스와 환경 및 건강 관련 알고리즘 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템.
  3. 1) 회로 스위치를 닫고, 회로를 연결하며, STM32 싱글-칩 컴퓨터가 신호를 발송해 각각 온도-습도 센서모듈, 미립자센서모듈, 혈압센서모듈과 심장박동수 센서모듈을 호출하고, 모니터링한 온도 및 습도 데이터, PM10와 PM2.5의 데이터, 혈압 데이터와 심장박동수의 데이터가 데이터 전송에 의해 STM32 싱글-칩 컴퓨터로 전송되는 단계;
    2) STM32 싱글-칩 컴퓨터가 수신된 온도, 습도, PM10와 PM2.5, 혈압과 심장박동수 데이터를 처리한 후, GPRS 무선 통신 모듈에 전송하는 단계;
    3) GPRS 무선 통신 모듈이 데이터를 수신한 후, 안테나를 통해 데이터를 데이터 수신 API 인터페이스에 발송하고, 이와 동시에 데이터 수신 API 인터페이스가 기타 사물인터넷 플랫폼의 다른 환경 및 건강 모니터링 설비로부터 발송된 데이터를 수신하는 단계;
    4) 데이터 수신 API 인터페이스가 수신된 모든 데이터를 관계형 데이터베이스까지 전송하고, 관계형 데이터베이스가 각 주택의 모든 데이터를 하나의 데이터 집합으로 저장하는 단계;
    5) 관계형 데이터베이스 중에 저장된 모든 데이터를 환경 및 건강 관련 알고리즘으로 연산해 각 고령 사용자에 적용하는 환경 및 건강 관련 모델을 얻고, 해당 모델에 대해 실시간 환경 파라미터를 입력하며, 환경 및 건강 관련 모델은 해당 환경으로 발생한 건강 위험 상황을 실시간 출력하고, 고령 사용자는 데이터 가시화 단말을 통해 본인과 관련된 모든 데이터와 처한 환경이 본인에게 미치게 되는 건강 위험 상황을 열람하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 따른 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템의 모니터링 방법.
KR1020190125923A 2019-03-29 2019-10-11 실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법 KR20200116005A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910253201.5 2019-03-29
CN201910253201.5A CN109857043A (zh) 2019-03-29 2019-03-29 一种监测室内环境与高龄者健康关联的物联网系统及监测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200116005A true KR20200116005A (ko) 2020-10-08

Family

ID=66902642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190125923A KR20200116005A (ko) 2019-03-29 2019-10-11 실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200305714A1 (ko)
JP (1) JP2020166801A (ko)
KR (1) KR20200116005A (ko)
CN (1) CN109857043A (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111637610B (zh) * 2020-06-24 2022-04-01 山东建筑大学 基于机器视觉的室内环境健康度调节方法与系统
CN112370016A (zh) * 2020-11-04 2021-02-19 安晓玲 生活环境信息与身体生理参数信息融合预测健康的方法
CN112353372A (zh) * 2020-11-10 2021-02-12 西安工程大学 一种基于可穿戴的智能服装健康监护系统
CN112562853A (zh) * 2020-12-07 2021-03-26 张舒羽 一种用于核从业人员的辐射检测和健康管理系统
CN114343957A (zh) * 2022-02-13 2022-04-15 郑州大学 一种基于脑卒中复发风险感知的沟通干预系统
CN114562799A (zh) * 2022-02-28 2022-05-31 欣系你(北京)科贸有限公司 一种健康管理平台系统
CN114334158B (zh) * 2022-03-07 2022-06-21 广州帝隆科技股份有限公司 一种基于物联网的监护管理方法及系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002063278A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Shotaro Katsuki 健康度評価システム及びその記録媒体並びに健康度評価方法
CN102697484A (zh) * 2012-05-28 2012-10-03 南京邮电大学 远程健康监测系统
US20140114677A1 (en) * 2012-10-23 2014-04-24 Theranos, Inc. Assisted Medical and Associated Lifestyle Decision Making
CN105847351A (zh) * 2016-03-22 2016-08-10 南京邮电大学 一种物联网环境下居家养老健康信息感知分析和预警系统
CN207410367U (zh) * 2017-10-31 2018-05-25 华北电力大学 一种基于物联网的家庭保健云服务系统
CN108230207A (zh) * 2018-01-04 2018-06-29 银力体育发展（苏州）有限责任公司 一种基于物联网的健康管理服务系统
CN108418861A (zh) * 2018-01-29 2018-08-17 周口师范学院 自适应物联网智能环境控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020166801A (ja) 2020-10-08
CN109857043A (zh) 2019-06-07
US20200305714A1 (en) 2020-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200116005A (ko) 실내 환경과 고령자 건강 관련에 대한 모니터링하는 사물인터넷 시스템 및 모니터링 방법
CN105725992B (zh) 一种居家养老监护系统及方法
CN202619851U (zh) 养老院电子护理智能管理系统
CN1849994B (zh) 一种家庭睡眠健康监控系统
CN206748435U (zh) 一种智能陪护机器人
CN205432239U (zh) 设呼吸传感器的口罩及呼吸频率监控系统
CN106126895A (zh) 基于移动终端的健康生活行为管理系统及方法
CN109903523A (zh) 一种面向养老社区的紧急健康状况人工智能识别与救助系统
CN105046622A (zh) 一种基于智能手机的家庭健康监护系统
CN104545816A (zh) 一种基于ZigBee自组网络的智能家庭健康检测系统
CN107528921A (zh) 一种基于物联网的养老院管理系统
CN104462786A (zh) 一种网络化智能化多参数生命体征监护装置及云平台系统
CN102018502A (zh) 患者体征数据的自动化测量系统及其自动测量方法
CN108460957A (zh) 一种老年健康群体监控告警系统及方法
CN106228015A (zh) 一种基于物联网技术的智能医疗健康安全监护系统
CN205541392U (zh) 一种物联网智能信息采集器
CN111755137A (zh) 一种基于社区的医疗监护方法及系统
CN111768876A (zh) 一种智慧家庭健康数据采集系统、方法、设备及存储介质
CN101394320B (zh) 家庭网络信息系统
CN206950157U (zh) 一种基于bim的医院监控系统
CN102512737A (zh) 遥测呼吸机
CN207206433U (zh) 一种商场迎宾装置
CN206649515U (zh) 一种家庭养老健康预警系统
CN207020513U (zh) 基于Zigbee技术的智能医疗系统
CN207099064U (zh) 一种基于大数据与微信平台的多功能智能手环

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application