KR20220076410A - 지능형 낙상사고 알림 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 낙상사고가 발생하였을 경우 이를 관련자들에게 조기 알림 서비스를 제공하는 IoT 기반 지능형 플랫폼에 관한 것으로, 상기 플랫폼은 사람의 출입을 추적하는 출입 적외선 센서, 사람의 공간 내 슬리퍼 착용 유무를 인지하는 스마트 슬리퍼, 변기 사용 유무를 인지하는 스마트 변기, 공간 점유를 표시하는 스마트 스위치와 이러한 센서들로부터 측정 데이터들을 수신하여 낙상사고 발생 가능성을 판단 및 분석하는 IoT 엣지 보드로 구성된 센서 패키지; 플랫폼을 전체적으로 관리 및 제어하고 특히 낙상사고 발생 시 알림을 처리하는 플랫폼 서버; 센서 패키지의 설치 장소 데이터, 상기 낙상사고 서비스 혜택 수여자의 보호자 연계 데이터, 센서들의 측정 데이터 및 낙상사고 분석 데이터를 저장하고 관리하는 데이터베이스; IoT 엣지 보드의 설치 장소 데이터를 생성하고 데이터베이스에서 저장하고 있는 다양한 데이터를 표출하는 앱 클라이언트와 웹 클라이언트로 구성되어 있다.
Description
본 발명은 낙상사고 조기 알림 장치 및 방법에 관한 것이다.
낙상이란 '사고나 실신, 경련, 마비 등의 여러 가지 원인에 의해 의도하지 않게 바닥이나 아래쪽의 표면으로 신체가 이동하는 것'을 말한다. 낙상으로 인한 상해가 증가 추세에 있으며 낙상으로 인한 상해는 일상 생활에 지장을 가져 오게 되며 이차 질병과 사망의 원인이 되기도 한다.
이와 같은 낙상은 예고되지 않은 사고로서 사전에 예방이 어려우며 낙상 후 상해에 대한 응급조치가 필수적인 경우가 많다. 이에 따라, 주변인은 낙상 환자와의 직접적인 신체 접촉을 피해 도움을 주는 것이 필요하다. 그리고, 발견 즉시 빠른 응급 조치를 취해 생명의 보호를 위해 도움을 줄 필요가 있다.
또한, 낙상은 우리가 일상생활을 하는 도중에 위치나 장소에 상관없이 언제나 발생할 수 있으며, 낙상 고위험군인 고령자들이 점점 증가함에 따라 낙상감지 기술은 유비쿼터스 헬스케어 기술에서 중요 기술로 분류되고 있다.
본 발명의 목적은 낙상사고를 조기에 알릴 수 있는 낙상사고 조기 알림 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 슬리퍼 내에 내장한 압전 센서를 이용하여 실내 공간 내 사람이 스마트 슬리퍼를 착용하였을 때 가해지는 압력 데이터를 측정하고 이를 기반으로 공간 내 낙상사고 발생 유무를 판단하는 낙상사고 발생 판단 알고리즘 및 낙상사고 발생 판단 시 알림 서비스를 조기에 제공한다.
상기 스마트 슬리퍼는, 스마트 슬리퍼에 내장하고 있는 압전 소자를 이용하여 사람이 슬리퍼를 착용하였을 경우 무게를 측정하는 압력 감지부; 그리고 스마트 슬리퍼에 내장하고 있는 배터리의 전력 소모를 낮추기 위해 스마트 슬리퍼의 전체적인 동작을 제어하는 슬립 모드 제어부; 그리고 압전 소자에서 측정한 사람의 무게 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 압력 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원할 수 있다.
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은, 사람의 실내 공간 내 슬리퍼 착용 유무를 인지하는 스마트 슬리퍼를 이용할 뿐만 아니라 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 정확성을 높이기 위해서, 실내 공간으로의 사람 출입을 추적하는 출입 감지부와 이러한 출입 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 출입 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 출입 적외선 센서; 그리고 변기에 압전 센서를 부착하여 사람이 변기를 사용하였을 때 압력 데이터를 측정하고 측정된 압력 데이터를 기반으로 사람의 변기 사용 유무를 인지하는 압력 감지부와 이러한 압력 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 압력 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 스마트 변기; 그리고 실내 공간의 욕조와 같은 특정 좁은 장소에 대하여 사람의 점유 여부를 표시하는 스마트 점멸 감지부와 이러한 점멸 데이터를 전송하는 점멸 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 스마트 스위치; 그리고 스마트 슬리퍼, 출입 적외선 센서, 스마트 변기와 스마트 스위치 등로부터 측정되는 모든 데이터들을 수신하는 측정 데이터 수신부, 수신된 측정 데이터들을 이용하여 낙상사고 발생 가능성을 분석하는 낙상사고 분석 판단부, 이러한 측정 데이터뿐만 아니라 낙상사고 분석 데이터를 플랫폼의 서버로 전송하는 측정 및 낙상 분석 데이터 송신부를 주요 기능으로 지원하는 IoT 엣지 보드; 그리고 이러한 스마트 슬리퍼, 출입 적외선 센서, 스마트 변기, 스마트 스위치와 IoT 엣지 보드 등으로 구성되어 있는 낙상사고 알림 센서 패키지를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은, 낙상사고 알림 센서 패키지에서 측정한 데이터와 낙상사고 발생 가능성을 분석한 데이터를 수신하는 측정 및 낙상사고 분석 데이터 수신부; 그리고 플랫폼에서 얻게되는 모든 데이터들을 저장하기 위한 데이터베이스 연동부; 플랫폼의 효율적인 운영을 위해서 필요한 시스템 파라미터를 갱신하기 위한 시스템 파라미터 갱신 처리부; 그리고 IoT 엣지 보드에서 분석한 결과가 낙상사고 발생이라고 판단한 경우 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터를 바탕으로 하여 낙상사고가 발생하였다고 판단되는 사람의 보호자 또는 담당자에게 알림을 제공할 수 있는 낙상사고 알림 처리부를 주요 기능으로 지원하는 낙상사고 알림 서버를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은, IoT 엣지 보드를 포함하는 낙상사고 알림 센서 패키지가 설치된 장소에 대한 정보를 가지고 있는 IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 저장부; 그리고 낙상사고 알림 센서 패키지에 설치된 실내 공간을 사용하는 사람의 보호자 또는 담당자 정보를 가지고 있는 보호자 연계 데이터 저장부; 낙상사고 알림 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터를 가지고 있는 측정 데이터 저장부; 그리고 낙상사고 발생 판단으로 분석된 경우 생성되는 데이터를 가지고 있는 낙상사고 분석 데이터 저장부를 주요 기능으로 지원하는 낙상사고 알림 데이터베이스를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은, IoT 엣지 보드를 포함하는 낙상사고 센서 패키지의 설치 장소 정보를 입력할 수 있는 IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 생성부; 낙상사고 알림 센서 패키지에 설치된 실내 공간을 사용하는 사람의 보호자 또는 담당자 정보를 입력할 수 있는 보호자 연계 데이터 생성부; 낙상사고 발생 조기 알림 서비스 제공 플랫폼의 관련 데이터들에 대하여 관제가 가능하도록 해주는 플랫폼 데이터 표출부; 낙상사고 발생이 판단된 사람에 해당하는 보호자 또는 담당자에게 낙상사고 발생 가능성에 대한 알림을 제공하는 알림 표출부; IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 생성부와 보호자 연계 데이터 생성부에서 만들어지는 데이터에 대한 플랫폼 서버로의 송신과 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터들을 수신받는 플랫폼 데이터 송수신부를 주요 기능을 지원하는 낙상사고 알림 앱 클라이언트 및 웹 클라이언트를 포함할 수 있다.
사람이 실내 공간으로 출입을 지속적으로 측정하는 출입 적외선 센서가 사람이 해당 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생 시 낙상사고 발생 가능성을 판단 과정을 시작하는 낙상사고 발생 판단 알고리즘이 제공될 수 있다.
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은, 스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등 중에서 사용 가능한 센서들로부터 측정된 데이터를 이용하여 낙상사고 발생 가능성을 판단할 수 있다.
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은, 사람이 실내 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생함으로써 낙상사고 발생 판단 알고리즘이 시작하고, 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 시작 단계; 낙상사고 판단 보류 회수값을0의 값으로 초기화하는 단계; 스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등 중에서 실내 공간에 설치된 모든 센서들로부터 측정 데이터 수신에 대한 이벤트가 발생 여부를 확인하는 단계; 낙상사고 판단 상태값이 참인지를 판단하는 단계; 그리고 낙상사고 판단 상태값이 참인 경우 낙상사고 판단 보류 회수값을 1만큼 증가시키고, 거짓인 경우 낙상사고 판단 보류 회수값을 0의 값으로 초기화하는 단계로 회귀하는 단계; 낙상사고 판단 상태값이 참이여서 낙상사고 판단 보류 회수값을 1만큼 증가시킨 후 낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값과 동일한지를 판단하는 단계; 낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값과 동일한 경우 낙상사고 발생 가능성이 높다고 판단하여 낙상사고 발생 알림 처리를 시작하면서 낙상사고 발생 판단 알고리즘 구동을 마치거나, 낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값보다 작은 경우 실내 공간에 설치된 모든 센서들로부터 측정 데이터 수신에 대한 이벤트 발생 여부를 확인하는 단계로 회귀하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은, 사람이 실내 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생함으로써 낙상사고 발생 판단 알고리즘이 시작한 후 낙상사고 발생 알림 처리 시작 단계에 도달하기 전 어떠한 단계에 있어도 출입 적외선 센서로부터 사람의 실내 공간으로부터 퇴실을 인지할 수 있고 이에 대한 이벤트가 발생하는 단계; 그리고 낙상사고가 발생하지 않고 사람이 해당 실내 공간을 빠져나왔음을 최종적으로 판단하는 낙상사고 비발생 단계를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 판단 상태값이 참인지를 판단하는 단계에서 낙상사고 판단 상태값을 구하는 방식은, 스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등에서 측정된 데이터를 이진법과 동일한 참 (True)과 거짓 (False)로 표현하는데 있어서, 스마트 슬리퍼의 내장 압력 소자에서 측정한 사람의 압력값이 기준값 이하인 경우를 거짓으로 기준값 이상인 경우를 참으로 표현하는 방식; 스마트 변기에 부착한 압력 소자에서 측정한 사람의 압력값이 기준값 이하인 경우를 거짓으로 기준값 이상인 경우를 참으로 표현하는 방식; 실내 공간에 입실한 사람이 개별 스마트 스위치에 정의된 특정 행동을 취하기 전으로 스마트 스위치가 눌러지지 않은 경우를 거짓으로 정의된 특정 행동을 취함에 따라 눌러진 경우를 참으로 표현하는 방식을 포함하고, 상기 스마트 슬리퍼 측정 변환값과 스마트 변기 측정 변환값 그리고 스마트 스위치 측정 변환값이 모두 거짓인 경우 낙상사고 발생 가능성이 존재함으로 판단하여 낙상사고 판단 상태값을 참으로 정의하며, 이 경우를 제외한 다른 모든 경우는 낙상사고 발생 가능성이 존재하지 않음으로 판단하여 낙상사고 판단 상태값을 거짓으로 정의하는 낙상사고 발생 상태 방식일 수 있다.
독거인이나 의료/요양 기관 내 발생할 수 있는 커다란 안전 사고 중의 하나는 낙상사고이다. 특히, 낙상사고가 발생하였지만 조기에 발견하지 못했을 경우 부상이 더 심각해지거나 사망에 이를 정도로 낙상사고에 대한 조기 발견은 필수적이다. 이에, 낙상사고 센서 패키지를 낙상사고가 주로 발생하는 실내 공간에 설치하여 해당 공간에 거주하는 사람의 움직임들을 실시간으로 측정하고, 센서 패키지로부터 측정 데이터를 이용하여 낙상사고 발생 판단 알고리즘을 기반으로 낙상사고 발생 가능성을 판단하는 플랫폼이다. 또한, 낙상사고 발생 가능성이 존재하면 해당 공간에 거주하는 사람의 보호자나 담당자에게 신속하게 알림 서비스를 제공하여 낙상사고에 대한 적극적인 조기 대응이 가능한 효과를 갖는 플랫폼인 것이다.
또한, 본 발명은 낙상사고에 대한 조기 발견을 유도하여 낙상사고 후유증 및 사망율을 감소시켜 개인의 의료비 증대와 사회적 비용을 낮추는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 해당 공간에 거주하는 사람의 낙상사고를 보호자나 담당자가 뒤늦게 발견하여 발생할 수 있는 의료 소송을 낮추는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 IoT 기반 지능형 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼을 구성하는 노드들과 각 노드에서 지원하는 기능들을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 낙상사고 발생 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터값 기반 지능형 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 낙상사고 발생 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터값에 따른 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 낙상사고 판단 상태값을 정의하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 압력 소자 내장형 스마트 슬리퍼가 동작함에 있어서 수면 모드와 정상 모드로 정의되는 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전력을 사용하는 정상 모드에서 사용하지 않은 수면 모드로 전환하는 알고리즘의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 낙상사고 발생 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터값 기반 지능형 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 낙상사고 발생 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터값에 따른 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 낙상사고 판단 상태값을 정의하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 압력 소자 내장형 스마트 슬리퍼가 동작함에 있어서 수면 모드와 정상 모드로 정의되는 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전력을 사용하는 정상 모드에서 사용하지 않은 수면 모드로 전환하는 알고리즘의 예를 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 IoT 기반 지능형 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼을 구성하는 노드들과 각 노드에서 지원하는 기능들을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명에 따른 낙상사고 발생 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터값 기반 지능형 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 예를 나타낸 흐름도이다. 도 3은 본 발명에 따른 낙상사고 발생 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터값에 따른 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 낙상사고 판단 상태값을 정의하는 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 슬리퍼 내에 내장한 압전 센서를 이용하여 실내 공간 내 사람이 스마트 슬리퍼를 착용하였을 때 가해지는 압력 데이터를 측정하고 이를 기준으로(예를 들어, 기설정된 범위 내인지 여부) 공간 내 낙상사고 발생 유무를 판단하는 낙상사고 발생 판단 알고리즘 및 낙상사고 발생 판단 시 알림 서비스를 조기에 제공한다.
상기 스마트 슬리퍼는, 스마트 슬리퍼에 내장하고 있는 압전 소자를 이용하여 사람이 슬리퍼를 착용하였을 경우 무게를 측정하는 압력 감지부; 그리고 스마트 슬리퍼에 내장하고 있는 배터리의 전력 소모를 낮추기 위해 스마트 슬리퍼의 전체적인 동작(예를 들어, 전원공급여부)을 제어하는 슬립 모드 제어부; 그리고 압전 소자에서 측정한 사람의 무게 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 압력 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원할 수 있다.
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은, 사람의 실내 공간 내 슬리퍼 착용 유무를 인지하는(예를 들어, 별도의 압력센서 또는 광센서가 설치된) 스마트 슬리퍼를 이용할 뿐만 아니라 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 정확성을 높이기 위해서, 실내 공간으로의 사람 출입을 추적하는 출입 감지부와 이러한 출입 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 출입 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 출입 적외선 센서; 그리고 변기에 압전 센서를 부착하여 사람이 변기를 사용하였을 때 압력 데이터를 측정하고 측정된 압력 데이터를 기반으로 사람의 변기 사용 유무를 인지하는 압력 감지부와 이러한 압력 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 압력 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 스마트 변기; 그리고 실내 공간의 욕조와 같은 특정 좁은 장소에 대하여 사람의 점유 여부를 표시하는 스마트 점멸 감지부(예를 들어, 별도의 센서가 설치됨)와 이러한 점멸 데이터를 전송하는 점멸 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 스마트 스위치; 그리고 스마트 슬리퍼, 출입 적외선 센서, 스마트 변기와 스마트 스위치 등로부터 측정되는 모든 데이터들을 수신하는 측정 데이터 수신부, 수신된 측정 데이터들을 이용하여 낙상사고 발생 가능성을 분석하는 낙상사고 분석 판단부, 이러한 측정 데이터뿐만 아니라 낙상사고 분석 데이터를 플랫폼의 서버로 전송하는 측정 및 낙상 분석 데이터 송신부를 주요 기능으로 지원하는 IoT 엣지 보드; 그리고 이러한 스마트 슬리퍼, 출입 적외선 센서, 스마트 변기, 스마트 스위치와 IoT 엣지 보드 등으로 구성되어 있는 낙상사고 알림 센서 패키지를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은, 낙상사고 알림 센서 패키지에서 측정한 데이터와 낙상사고 발생 가능성을 분석한 데이터를 수신하는 측정 및 낙상사고 분석 데이터 수신부; 그리고 플랫폼에서 얻게되는 모든 데이터들을 저장하기 위한 데이터베이스 연동부; 플랫폼의 효율적인 운영을 위해서 필요한 시스템 파라미터를 갱신하기 위한 시스템 파라미터 갱신 처리부; 그리고 IoT 엣지 보드에서 분석한 결과가 낙상사고 발생이라고 판단한 경우 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터를 바탕으로 하여 낙상사고가 발생하였다고 판단되는 사람의 보호자 또는 담당자(예를 들어, 보호자 또는 담당자가 보유하고 있는 단말기 등으로)에게 알림을 제공할 수 있는 낙상사고 알림 처리부를 주요 기능으로 지원하는 낙상사고 알림 서버를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은, IoT 엣지 보드를 포함하는 낙상사고 알림 센서 패키지가 설치된 장소에 대한 정보를 가지고 있는 IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 저장부; 그리고 낙상사고 알림 센서 패키지에 설치된 실내 공간을 사용하는 사람의 보호자 또는 담당자 정보를 가지고 있는 보호자 연계 데이터 저장부; 낙상사고 알림 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터를 가지고 있는 측정 데이터 저장부; 그리고 낙상사고 발생 판단으로 분석된 경우 생성되는 데이터를 가지고 있는 낙상사고 분석 데이터 저장부를 주요 기능으로 지원하는 낙상사고 알림 데이터베이스를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은, IoT 엣지 보드를 포함하는 낙상사고 센서 패키지의 설치 장소 정보를 입력할 수 있는 IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 생성부; 낙상사고 알림 센서 패키지에 설치된 실내 공간을 사용하는 사람의 보호자 또는 담당자 정보를 입력할 수 있는 보호자 연계 데이터 생성부; 낙상사고 발생 조기 알림 서비스 제공 플랫폼의 관련 데이터들에 대하여 관제가 가능하도록 해주는 플랫폼 데이터 표출부; 낙상사고 발생이 판단된 사람에 해당하는 보호자 또는 담당자에게 낙상사고 발생 가능성에 대한 알림을 제공하는 알림 표출부; IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 생성부와 보호자 연계 데이터 생성부에서 만들어지는 데이터에 대한 플랫폼 서버로의 송신과 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터들을 수신받는 플랫폼 데이터 송수신부를 주요 기능을 지원하는 낙상사고 알림 앱 클라이언트 및 웹 클라이언트를 포함할 수 있다.
사람이 실내 공간으로 출입을 지속적으로 측정하는 출입 적외선 센서가 사람이 해당 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생 시 낙상사고 발생 가능성을 판단 과정을 시작하는 낙상사고 발생 판단 알고리즘이 제공될 수 있다.
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은, 스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등 중에서 사용 가능한 센서들로부터 측정된 데이터를 이용하여 낙상사고 발생 가능성을 판단할 수 있다.
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은, 사람이 실내 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생함으로써 낙상사고 발생 판단 알고리즘이 시작하고, 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 시작 단계; 낙상사고 판단 보류 회수값을0의 값으로 초기화하는 단계; 스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등 중에서 실내 공간에 설치된 모든 센서들로부터 측정 데이터 수신에 대한 이벤트가 발생 여부를 확인하는 단계; 낙상사고 판단 상태값이 참인지를 판단하는 단계; 그리고 낙상사고 판단 상태값이 참인 경우 낙상사고 판단 보류 회수값을 1만큼 증가시키고, 거짓인 경우 낙상사고 판단 보류 회수값을 0의 값으로 초기화하는 단계로 회귀하는 단계; 낙상사고 판단 상태값이 참이여서 낙상사고 판단 보류 회수값을 1만큼 증가시킨 후 낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값과 동일한지를 판단하는 단계; 낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값과 동일한 경우 낙상사고 발생 가능성이 높다고 판단하여 낙상사고 발생 알림 처리를 시작하면서 낙상사고 발생 판단 알고리즘 구동을 마치거나, 낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값보다 작은 경우 실내 공간에 설치된 모든 센서들로부터 측정 데이터 수신에 대한 이벤트 발생 여부를 확인하는 단계로 회귀하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은, 사람이 실내 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생함으로써 낙상사고 발생 판단 알고리즘이 시작한 후 낙상사고 발생 알림 처리 시작 단계에 도달하기 전 어떠한 단계에 있어도 출입 적외선 센서로부터 사람의 실내 공간으로부터 퇴실을 인지할 수 있고 이에 대한 이벤트가 발생하는 단계; 그리고 낙상사고가 발생하지 않고 사람이 해당 실내 공간을 빠져나왔음을 최종적으로 판단하는 낙상사고 비발생 단계를 포함할 수 있다.
상기 낙상사고 판단 상태값이 참인지를 판단하는 단계에서 낙상사고 판단 상태값을 구하는 방식은, 스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등에서 측정된 데이터를 이진법과 동일한 참 (True)과 거짓 (False)로 표현하는데 있어서, 스마트 슬리퍼의 내장 압력 소자에서 측정한 사람의 압력값이 기준값 이하인 경우를 거짓으로 기준값 이상인 경우를 참으로 표현하는 방식; 스마트 변기에 부착한 압력 소자에서 측정한 사람의 압력값이 기준값 이하인 경우를 거짓으로 기준값 이상인 경우를 참으로 표현하는 방식; 실내 공간에 입실한 사람이 개별 스마트 스위치에 정의된 특정 행동을 취하기 전으로 스마트 스위치가 눌러지지 않은 경우를 거짓으로 정의된 특정 행동을 취함에 따라 눌러진 경우를 참으로 표현하는 방식을 포함하고, 상기 스마트 슬리퍼 측정 변환값과 스마트 변기 측정 변환값 그리고 스마트 스위치 측정 변환값이 모두 거짓인 경우 낙상사고 발생 가능성이 존재함으로 판단하여 낙상사고 판단 상태값을 참으로 정의하며, 이 경우를 제외한 다른 모든 경우는 낙상사고 발생 가능성이 존재하지 않음으로 판단하여 낙상사고 판단 상태값을 거짓으로 정의하는 낙상사고 발생 상태 방식일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 압전 소자를 내장하고 있는 스마트 슬리퍼의 동작을 수면 모드 (Sleep Mode)와 정상 모드 (Active Mode)로 나누어 슬리퍼의 또 다른 내장 배터리의 효율적인 전력 관리 방식을 제공한다.
상기 스마트 슬리퍼의 효율적인 전력 관리 방식은, 슬리퍼의 내장 전력을 최대한 사용하지 않기 위해 슬리퍼 하드웨어의 어떠한 동작도 하지 않는 수면 모드; 그리고 슬리퍼에 가중되는 사람의 압력을 주기적으로 측정하고 이러한 측정 압력 데이터 또한 주기적으로 전송하는 정상 모드의 두 가지 모드로 동작하는 방식을 제공할 수 있다.
상기 스마트 슬리퍼의 두 가지 동작 모드에 있어서, 수면 모드에 있는 슬리퍼의 압력 소자에 정해진 임의의 값 이상의 압력이 가해짐에 따라 슬리퍼 내부 회로의 저항의 변화 이벤트가 발생하고, 이에 수면 모드에서 정상 모드로 천이하는 과정을 포함하는 동작일 수 있다.
상기 스마트 슬리퍼의 두 가지 동작 모드에 있어서, 정상 모드로 천이한 스마트 슬리퍼는, 압력 부재 횟수값을 0의 값으로 초기화하는 단계; 낙상사고 판단 보류 회수값을0의 값으로 초기화하는 단계; 정규적인 타이머 (T)마다 이벤트를 발생하는 단계; 이벤트 수신 후 스마트 슬리퍼에 내장하고 있는 압력 소자에서 압력을 측정하는 단계; 측정한 압력값이 기준 압력 (P)와 비교하여 기준 압력보다 크거나 같은 경우 압력 부재 횟수값을 0의 값으로 초기화하는 단계로 회귀하거나, 작은 경우 압력 부재 횟수값을 1만큼 증가시키는 단계; 그리고 부재 횟수값이 최대 압력 부재 횟수값 (N)과 비교하여 최대 압력 부재 횟수값보다 작은 경우 정규적인 타이머마다 이벤트를 발생하는 단계로 회귀하거나, 같은 경우는 수면 모드 천이하는 단계를 포함하는 정상 모드에서 수면 모드로 천이하는 과정을 포함하는 동작일 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
Claims (11)
- 스마트 슬리퍼 내에 내장한 압전 센서를 이용하여 실내 공간 내 사람이 스마트 슬리퍼를 착용하였을 때 가해지는 압력 데이터를 측정하고 이를 기반으로 공간 내 낙상사고 발생 유무를 판단하는 낙상사고 발생 판단 알고리즘 및 낙상사고 발생 판단 시 알림 서비스를 조기에 제공하는 플랫폼.
- 제 1항에 있어서,
상기 스마트 슬리퍼는,
스마트 슬리퍼에 내장하고 있는 압전 소자를 이용하여 사람이 슬리퍼를 착용하였을 경우 무게를 측정하는 압력 감지부; 및
스마트 슬리퍼에 내장하고 있는 배터리의 전력 소모를 낮추기 위해 스마트 슬리퍼의 전체적인 동작을 제어하는 슬립 모드 제어부; 및
압전 소자에서 측정한 사람의 무게 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 압력 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은,
사람의 실내 공간 내 슬리퍼 착용 유무를 인지하는 스마트 슬리퍼를 이용할 뿐만 아니라 낙상사고 발생 판단 알고리즘의 정확성을 높이기 위해서,
실내 공간으로의 사람 출입을 추적하는 출입 감지부와 이러한 출입 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 출입 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 출입 적외선 센서; 및
변기에 압전 센서를 부착하여 사람이 변기를 사용하였을 때 압력 데이터를 측정하고 측정된 압력 데이터를 기반으로 사람의 변기 사용 유무를 인지하는 압력 감지부와 이러한 압력 데이터를 IoT 엣지 보드로 전송하는 압력 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 스마트 변기; 및
실내 공간의 욕조와 같은 특정 좁은 장소에 대하여 사람의 점유 여부를 표시하는 스마트 점멸 감지부와 이러한 점멸 데이터를 전송하는 점멸 데이터 전송부를 주요 기능으로 지원하는 스마트 스위치; 및
스마트 슬리퍼, 출입 적외선 센서, 스마트 변기와 스마트 스위치 등로부터 측정되는 모든 데이터들을 수신하는 측정 데이터 수신부, 수신된 측정 데이터들을 이용하여 낙상사고 발생 가능성을 분석하는 낙상사고 분석 판단부, 이러한 측정 데이터뿐만 아니라 낙상사고 분석 데이터를 플랫폼의 서버로 전송하는 측정 및 낙상 분석 데이터 송신부를 주요 기능으로 지원하는 IoT 엣지 보드; 및
이러한 스마트 슬리퍼, 출입 적외선 센서, 스마트 변기, 스마트 스위치와 IoT 엣지 보드 등으로 구성되어 있는 낙상사고 알림 센서 패키지를 포함하는 플랫폼. - 제 1항에 있어서,
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은,
낙상사고 알림 센서 패키지에서 측정한 데이터와 낙상사고 발생 가능성을 분석한 데이터를 수신하는 측정 및 낙상사고 분석 데이터 수신부; 및
플랫폼에서 얻게되는 모든 데이터들을 저장하기 위한 데이터베이스 연동부; 및
플랫폼의 효율적인 운영을 위해서 필요한 시스템 파라미터를 갱신하기 위한 시스템 파라미터 갱신 처리부; 및
IoT 엣지 보드에서 분석한 결과가 낙상사고 발생이라고 판단한 경우 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터를 바탕으로 하여 낙상사고가 발생하였다고 판단되는 사람의 보호자 또는 담당자에게 알림을 제공할 수 있는 낙상사고 알림 처리부를 주요 기능으로 지원하는 낙상사고 알림 서버를 포함하는 플랫폼. - 제 1항에 있어서,
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은,
IoT 엣지 보드를 포함하는 낙상사고 알림 센서 패키지가 설치된 장소에 대한 정보를 가지고 있는 IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 저장부; 및
낙상사고 알림 센서 패키지에 설치된 실내 공간을 사용하는 사람의 보호자 또는 담당자 정보를 가지고 있는 보호자 연계 데이터 저장부; 및
낙상사고 알림 센서 패키지의 다양한 센서들로부터 측정한 데이터를 가지고 있는 측정 데이터 저장부; 및
낙상사고 발생 판단으로 분석된 경우 생성되는 데이터를 가지고 있는 낙상사고 분석 데이터 저장부를 주요 기능으로 지원하는 낙상사고 알림 데이터베이스를 포함하는 플랫폼. - 제 1항에 있어서,
상기 낙상사고 조기 알림 알고리즘 및 알림 서비스 제공을 위한 플랫폼은,
IoT 엣지 보드를 포함하는 낙상사고 센서 패키지의 설치 장소 정보를 입력할 수 있는 IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 생성부; 및
낙상사고 알림 센서 패키지에 설치된 실내 공간을 사용하는 사람의 보호자 또는 담당자 정보를 입력할 수 있는 보호자 연계 데이터 생성부; 및
낙상사고 발생 조기 알림 서비스 제공 플랫폼의 관련 데이터들에 대하여 관제가 가능하도록 해주는 플랫폼 데이터 표출부; 및
낙상사고 발생이 판단된 사람에 해당하는 보호자 또는 담당자에게 낙상사고 발생 가능성에 대한 알림을 제공하는 알림 표출부; 및
IoT 엣지 보드 설치 장소 데이터 생성부와 보호자 연계 데이터 생성부에서 만들어지는 데이터에 대한 플랫폼 서버로의 송신과 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터들을 수신받는 플랫폼 데이터 송수신부를 주요 기능을 지원하는 낙상사고 알림 앱 클라이언트 및 웹 클라이언트를 포함하는 플랫폼. - 사람이 실내 공간으로 출입을 지속적으로 측정하는 출입 적외선 센서가 사람이 해당 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생 시 낙상사고 발생 가능성을 판단 과정을 시작하는 낙상사고 발생 판단 알고리즘.
- 제 7항에 있어서,
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은,
스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등 중에서 사용 가능한 센서들로부터 측정된 데이터를 이용하여 낙상사고 발생 가능성을 판단하는 알고리즘. - 제 8항에 있어서,
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은,
사람이 실내 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생함으로써 낙상사고 발생 판단 알고리즘이 시작하고,
낙상사고 발생 판단 알고리즘의 시작 단계; 및
낙상사고 판단 보류 회수값을0의 값으로 초기화하는 단계; 및
스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등 중에서 실내 공간에 설치된 모든 센서들로부터 측정 데이터 수신에 대한 이벤트가 발생 여부를 확인하는 단계; 및
낙상사고 판단 상태값이 참인지를 판단하는 단계; 및
낙상사고 판단 상태값이 참인 경우 낙상사고 판단 보류 회수값을 1만큼 증가시키고, 거짓인 경우 낙상사고 판단 보류 회수값을 0의 값으로 초기화하는 단계로 회귀하는 단계; 및
낙상사고 판단 상태값이 참이여서 낙상사고 판단 보류 회수값을 1만큼 증가시킨 후 낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값과 동일한지를 판단하는 단계; 및
낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값과 동일한 경우 낙상사고 발생 가능성이 높다고 판단하여 낙상사고 발생 알림 처리를 시작하면서 낙상사고 발생 판단 알고리즘 구동을 마치거나, 낙상사고 판단 보류 회수값이 최대 보류 회수값보다 작은 경우 실내 공간에 설치된 모든 센서들로부터 측정 데이터 수신에 대한 이벤트 발생 여부를 확인하는 단계로 회귀하는 단계를 포함하는 알고리즘. - 제 9항에 있어서,
상기 낙상사고 발생 판단 알고리즘은,
사람이 실내 공간으로 입실함을 인지하는 이벤트가 발생함으로써 낙상사고 발생 판단 알고리즘이 시작한 후 낙상사고 발생 알림 처리 시작 단계에 도달하기 전 어떠한 단계에 있어도 출입 적외선 센서로부터 사람의 실내 공간으로부터 퇴실을 인지할 수 있고 이에 대한 이벤트가 발생하는 단계; 및
낙상사고가 발생하지 않고 사람이 해당 실내 공간을 빠져나왔음을 최종적으로 판단하는 낙상사고 비발생 단계를 포함하는 알고리즘. - 제 9항에 있어서,
상기 낙상사고 판단 상태값이 참인지를 판단하는 단계에서 낙상사고 판단 상태값을 구하는 방식은,
스마트 슬리퍼, 스마트 변기 또는 스마트 스위치 등에서 측정된 데이터를 이진법과 동일한 참 (True)과 거짓 (False)로 표현하는데 있어서,
스마트 슬리퍼의 내장 압력 소자에서 측정한 사람의 압력값이 기준값 이하인 경우를 거짓으로 기준값 이상인 경우를 참으로 표현하는 방식; 및
스마트 변기에 부착한 압력 소자에서 측정한 사람의 압력값이 기준값 이하인 경우를 거짓으로 기준값 이상인 경우를 참으로 표현하는 방식; 및
실내 공간에 입실한 사람이 개별 스마트 스위치에 정의된 특정 행동을 취하기 전으로 스마트 스위치가 눌러지지 않은 경우를 거짓으로 정의된 특정 행동을 취함에 따라 눌러진 경우를 참으로 표현하는 방식을 포함하고,
상기 스마트 슬리퍼 측정 변환값과 스마트 변기 측정 변환값 그리고 스마트 스위치 측정 변환값이 모두 거짓인 경우 낙상사고 발생 가능성이 존재함으로 판단하여 낙상사고 판단 상태값을 참으로 정의하며,
이 경우를 제외한 다른 모든 경우는 낙상사고 발생 가능성이 존재하지 않음으로 판단하여 낙상사고 판단 상태값을 거짓으로 정의하는 낙상사고 발생 상태 방식.
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|---|---|---|---|
| KR1020200164442 | 2020-11-30 | ||
| KR20200164442 | 2020-11-30 |
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|---|---|---|---|
| KR1020210169306A KR20220076410A (ko) | 2020-11-30 | 2021-11-30 | 지능형 낙상사고 알림 장치 및 방법 |
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|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170095041A1 (en) | 2015-10-02 | 2017-04-06 | Under Armour, Inc. | Stop for zipper arrangement |
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2021
- 2021-11-30 KR KR1020210169306A patent/KR20220076410A/ko unknown
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US20170095041A1 (en) | 2015-10-02 | 2017-04-06 | Under Armour, Inc. | Stop for zipper arrangement |
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