KR20230097737A - 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템 - Google Patents

스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템 Download PDF

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KR20230097737A
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Abstract

스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템은 강사와 학습자들 간의 실시간 화상 피트니스 강습을 구현하여 온라인 강의실 1 대 1 또는 1 대 다 수업이 가능하고, 사용자의 스마트 운동기기를 통해 화상 기반 온라인 피트니스 수업에서 강사 및 학생들의 실제 활동에 대한 실시간 물리적 데이터를 수집하고, 녹화된 온라인 동영상 콘텐츠를 시청하고, 해당 동작을 따라하는 일방적인 피트니스가 아닌 피트니스 강사와 학습자 간 실시간 양방향 코칭으로 인한 운동의 효과를 발휘한다.

Description

스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템 {System of Fitness Service Real Time Realistic Linked Smart Exercise Device}
본 발명은 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강사와 학습자들 간의 실시간 화상 피트니스 강습을 구현하여 온라인 강의실 1 대 1 또는 1 대 다 수업이 가능하고, 사용자의 스마트 운동기기를 통해 화상 기반 온라인 피트니스 수업에서 강사 및 학생들의 실제 활동에 대한 실시간 물리적 데이터를 수집하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템에 관한 것이다.
COVID-19 코로나 바이러스 발병은 치명적인 확산과 함께 전 세계적인 재앙을 일으켰다. COVID-19는 현재까지도 바이러스가 확산되고 근절되지 않고 있으며, 사회적 거리 두기로 사람들 사이의 물리적 접촉을 피하는 것만이 바이러스 확산 위험을 최소화할 수 있다.
그러나 많은 사람들은 오랜 기간동안 바이러스의 공포로 인해 경제적, 정신적 고통을 받고 있으며, 특히 코로나 바이러스의 확산 문제로 인하여 사람들이 모이는 목욕탕, 피트니스, 유흥주점 등이 영업 정지나 제약을 받는 등 사회 전반에 걸쳐 심각한 문제를 야기하고 있다.
이 중 피트니스 센터는 사람들이 스트레스 해소와 건강 증진을 목적으로 하는 곳으로 많은 사람들이 이용하는 장소 중 하나이다.
사람들은 코로나 바이러스로 인하여 피트니스 센터를 이용하지 못하는 시간이 증가함에 따라 집에서 할 수 있는 홈트레이닝이 유행하고 있다.
홈트레이닝은 휴대폰이나 TV에서 운동 강사의 시범을 사용자가 따라 하면서 운동을 수행한다.
최근의 온라인 피트니스는 시간과 공간에 자유롭기 때문에 주요 미디어 서비스에서 운동 관련 콘텐츠의 업로드 및 시청이 폭발적으로 증가하고 있다.
그러나 온라인 피트니스는 사용자가 미리 녹화된 온라인 영상을 시청하고, 일방적으로 동작을 따라하는 수준이므로 운동을 지속적으로 따라하기 어려우며, 이에 따라 운동에 흥미를 잃게 된다.
한국 공개특허번호 제10-2012-0090660호
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 강사와 학습자들 간의 실시간 화상 피트니스 강습을 구현하여 온라인 강의실 1 대 1 또는 1 대 다 수업이 가능하고, 사용자의 스마트 운동기기를 통해 화상 기반 온라인 피트니스 수업에서 강사 및 학생들의 실제 활동에 대한 실시간 물리적 데이터를 수집하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템은,
사용자의 운동 자세를 센싱하여 운동 데이터를 측정하여 무선 통신으로 외부로 전송하는 각각의 스마트 운동기기;
웹이나 앱을 각각의 사용자 단말로 제공하는 웹서버 또는 앱서버와, 강사 및 학생들과 공유하는 각각의 온라인 화상 강의실에 실시간 비디오 정보를 제공하는 미디어 서버로 이루어진 온라인 강의 화상 서버; 및
상기 각각의 온라인 화상 강의실에 접속한 사용자 단말과, 상기 사용자 단말과 연관된 스마트 운동기기와 그룹으로 바인딩(Binding)하고, 상기 스마트 운동기기의 운동 데이터의 변경에 따라 상기 변경된 운동 데이터를 상기 바인딩된 그룹에 속하는 하나 이상의 사용자 단말로 브로드캐스팅하는 IoT(Internet of Things) 서버를 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 녹화된 온라인 동영상 콘텐츠를 시청하고, 해당 동작을 따라하는 일방적인 피트니스가 아닌 피트니스 강사와 학습자 간 실시간 양방향 코칭으로 인한 운동의 효과를 발휘한다.
본 발명은 IoT 프로토콜이 아닌 웹소켓 기반의 보다 확장성 높은 강의실을 구성하고, 웹 기반의 온라인 강의실 구축을 통한 다양한 기기에서의 자유로운 접속 환경을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은 스마트 운동기기를 통해 화상 기반 온라인 피트니스 수업에서 강사 및 학생들의 실제 활동에 대한 실시간 물리적 데이터를 수집하는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 유형의 수업(1 대 1 수업 또는 1 대 다) 지원을 통한 온라인 강의의 효율성 및 다양성 증대를 가지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 운동기기를 IoT 서버로 연결하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말이 웹이나 앱을 이용하여 가상 강의실로 입장하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 운동기기와 사용자 단말을 가상 강의실로 바인딩하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 캐쉬의 테이블의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 서버에서 각각의 가상 강의실과 가상 강의실 내부에 바인딩된 pub_peer N과 sub_peer N을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 각각의 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)과 일대일로 매칭된 모습을 나타낸 도면이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템(100)은 피트니스 서버(110), 하나 이상의 스마트 운동기기(120) 및 하나 이상의 사용자 단말(130)을 포함한다.
피트니스 서버(110)는 웹서버 또는 앱서버(111), 미디어 서버(112), IoT(Internet of Things) 서버(113), 데이터 캐쉬(114), API 서버(115) 및 데이터베이스(116)를 포함한다.
스마트 운동기기(120)는 사용자의 운동 자세를 센싱하여 운동 데이터를 측정하여 무선 통신으로 외부로 전송한다.
스마트 운동기기(120)는 다양한 센서를 이용하여 사용자의 운동을 센싱할 수 있고, 블루투스 또는 WiFi를 이용하여 사용자의 사용자 단말(130) 또는 인터넷으로 연결 가능하다.
스마트 운동기기(120)는 무선 통신 방식으로 IoT 서버(113)에 직접 연결하거나, 사용자 단말(130)을 통해 IoT 서버(113)에 연결할 수 있다.
스마트 운동기기(120)는 운동하는 사용자에 착용하는 밴드부재와, 밴드부재에 내장되어 사용자의 움직임을 감지한 후, 감지 신호를 생성하는 감지센서와, 감지센서로부터 감지 신호를 전달하는 기기 제어부와, 기기 제어부에서 감지 신호를 IoT 서버(113) 또는 사용자 단말(130)로 송신하는 통신부를 포함한다.
스마트 운동기기(120)는 사용자의 신체에 부착되어 실시간으로 사용자의 생체 신호를 수집한다.
스마트 운동기기(120)는 기울기 센서, 모션 검출 센서, 자이로 센서, 무게 감지 센서, 심박동 측정센서, GSR 센서, 온도 센서, 진동센서 등 다양한 감지 센서로 구성할 수 있고, 스마트 덤벨, 스마트 줄넘기, 스마트 자전거 등 사용자의 움직임이나 자세 정보를 측정할 수 있는 장치를 모두 포함할 수 있다. 다시 말해, 스마트 운동기기(120)는 사용자의 신체 일부에 장착하거나 해당 장치를 소지하거나, 해당 장치에 탑승할 수 있다.
스마트 운동기기(120)는 자세/운동 애플리케이션이 내장되어 있고, 수강생들의 운동 자세를 센싱하여 운동 데이터를 측정하여 무선 통신으로 외부로 전송한다.
스마트 운동기기(120)는 운동소모칼로리, 운동량, 운동시간 등의 정보가 디스플레이부(미도시)를 통해 표시되고, 저장부(미도시)에 운동 데이터를 저장한다.
IoT 서버(113) 또는 사용자 단말(130)은 스마트 운동기기(120)로부터 감지 신호를 수신하여 사용자의 운동 정보를 모니터링할 수 있다.
사용자 단말(130)은 강사와 학습자들이 소지하는 단말장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistant), 노트북, 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC), GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, CDMA-2000폰 등이 가능하다.
사용자 단말(130)은 스마트 운동기기(120)와 블루투스로 연결하고, 웹브라우저 또는 전용 앱을 통해 웹서버 또는 앱서버(111)와, IoT 서버(113)에 접속한다.
웹서버는 웹 사이트 또는 웹 서비스를 통해 웹 콘텐츠를 제공하는 네트워크 서버이다.
웹서버는 HTTP 프로토콜을 이용하여 사용자 단말(130)과 서버의 통신 인터페이스를 제공하고, HTTP Request를 수신하고, HTML, CSS, 자바스크립트, 이미지 등의 정적인 정보를 받환하는 기능을 수행한다.
앱서버(111)는 웹서버와 앱 사이의 동적인 정보를 생성하는 역할을 담당하는 미들웨어이다. 앱서버(111)는 클라이언트인 사용자 단말(130)에서 서버에 HTTP 요청 신호를 전송하면, 웹서버가 해당 내용이 정적 파일에 대한 요청인지 확인한 후, 맞으면 그대로 응답하고, 아니라면 앱서버(111)에 요청을 넘긴다.
앱서버(111)는 해당 요청을 앱(App)이 알 수 있는 형태로 넘기고, 앱(App)에서 실질적인 데이터를 처리하여 응답한다.
웹서버 또는 앱서버(111)는 화상 강의실, 웹 강의실을 마이크와 카메라부를 구비한 사용자 단말(130)로 제공한다.
온라인 강의 화상 서버는 웹서버 또는 앱서버(111)와 미디어 서버(112)를 포함한다.
미디어 서버(112)는 사운드와 영상 중 적어도 하나를 포함하는 멀티미디어 정보를 제공하는 서버이다.
미디어 서버(112)가 제공하는 멀티미디어는 VOD(Video On Demand) 미디어와 방송미디어 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 미디어 서버(112)는 VOD 미디어를 스트리밍 방식에 따라 제공하는 VOD 제공서버와, 방송미디어를 스트리밍 방식에 따라 제공하는 방송 제공서버를 포함할 수 있다.
미디어 서버(112)는 API 서버(115), 웹서버 또는 앱서버(111), IoT 서버(113)에 전기적으로 연결되고, 웹서버 또는 앱서버(111)를 통해 강사와 학생들과 공유하는 온라인 화상 강의실에 각 사용자들의 실시간 비디오 정보를 전송한다.
API(Application Program Interface) 서버는 일측에 데이터베이스(116)와 전기적으로 연결되고, 타측에 웹서버 또는 앱서버(111), 미디어 서버(112), IoT 서버(113)에 전기적으로 연결된다.
API 서버(115)는 웹서버 또는 앱서버(111), 미디어 서버(112), IoT 서버(113)에서 데이터베이스(116)의 액세스를 가능하게 하는 Back-End 서버이다.
IoT 서버(113)는 웹소켓을 이용하여 사용자의 스마트 운동기기(120)와 웹 또는 앱을 가상 강의실에 그룹 바인딩 작업을 수행한다.
IoT 서버(113), API 서버(115), 미디어 서버(112)는 논리적 가상 강의실을 통해 데이터를 공유한다. 이러한 논리적 가상 강의실은 어딘가에 저장되는 강의실이 아니라 동일한 강의를 수강하는 사용자들에 의해 논리적인 연결에 의해 구성이 되는 것이다. 다시 말해, 논리적 가상 강의실은 강의실 구성원들 간에 논리적인 연결을 만들어 놓은 것이다.
따라서, 가상 강의실은 구성원들이 강의가 종료되어 퇴장하면, 연결이 하나씩 끊기면서 결국 모든 연결이 해제되고, 자동으로 사라지게 된다.
IoT 서버(113)는 API 서버(115), 미디어 서버(112), 데이터 캐쉬(114)와 전기적으로 연결되고, 사용자 단말(130), 스마트 운동기기(120)와 무선 통신으로 연결된다.
IoT 서버(113)는 개별 사용자의 실시간 운동 정보를 화상 강의실의 전체 사용자에게 브로드캐스팅 또는 개별 전송이 가능하다.
데이터 캐쉬(Data Chche)(114)는 IoT 서버(113)에 연결되어 실시간으로 스마트 운동기기(120)로 들어오는 운동 정보를 저장하는 테이블을 저장하고, 기존 데이터베이스 구조와 달리 정해진 시간이 지나면, 해당 데이터를 만료되어 삭제된다.
IoT 서버(113)는 데이터 캐쉬(114)에서 데이터를 삭제하기 전에 각 데이터들을 API 서버(115)를 통해 데이터베이스(116)로 전송하여 저장한다. 이하에서 본 발명은 설명의 편의를 위해 웹서버를 일례로 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 운동기기를 IoT 서버로 연결하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말이 웹이나 앱을 이용하여 가상 강의실로 입장하는 모습을 나타낸 도면이다.
스마트 운동기기(120)는 무선 통신 방식으로 IoT 서버(113)에 직접 연결하거나, 사용자 단말(130)을 통해 IoT 서버(113)에 연결할 수 있다.
사용자 단말(130)은 웹서버 또는 앱서버(111)의 웹이나 앱을 이용하여 미디어 서버(112)에서 제공하는 온라인 화상 강의실로 입장한다.
IoT 서버(113)는 각각의 온라인 화상 강의실에 접속한 사용자 단말(130)과, 사용자 단말(130)과 연관된 스마트 운동기기(120)와 그룹으로 바인딩(Binding)한다.
IoT 서버(113)는 스마트 운동기기(120)의 실시간 운동 데이터가 온라인 화상 강의실에 보여지도록 제어한다.
온라인 화상 강의실에서 강사가 세트별 운동을 시작하거나 정지시킨다.
IoT 서버(113)는 사용자인 스마트 운동기기(120)의 회차 별 운동 데이터를 데이터 캐쉬(114)에 누적하고, 누적한 운동 데이터를 데이터베이스(116)에 저장한다.
운동 수업을 종료하면, IoT 서버(113)는 가상 강의실에 대한 리소스를 해제한다.
스마트 운동기기(120)는 웹소켓을 이용하여 IoT 서버(113)로 연결된다. 이때, 스마트 운동기기(120)는 사용자 ID만을 이용하여 접속 연결한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 스마트 운동기기(120)는 웹소켓을 이용하여 사용자 ID를 포함한 접속 요청 신호를 생성하여 IoT 서버(113)로 접속 요청한다.
IoT 서버(113)는 스마트 운동기기(120)로부터 웹소켓을 이용하여 접속 요청 신호를 수신하는 경우, 연결된 스마트 운동기기(120)의 사용자 ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하는지 검색한다.
IoT 서버(113)는 사용자 ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하지 않는 경우, 가상 강의실에 신규 입장으로 판단하고, 해당 사용자 ID의 필드로 이루어진 엔트리를 생성하여 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 저장한다(신규 사용자 생성).
IoT 서버(113)는 스마트 운동기기(120)가 신규 사용자인 경우, 사용자 ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하는지 검색하며, 존재하지 않는 경우, 각각의 스마트 운동기기(120)와의 연결 응답으로 사용자 ID를 갖는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)을 생성하고, 가상 강의실에 표시한다. 이하에서의 pub_peer는 스마트 운동기기(120)에서 접속하는 피어(peer)이고, sub_peer는 웹에서 접속하는 피어(peer)이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(130)은 웹서버 또는 앱서버(111)의 웹이나 앱을 이용하여 온라인 화상 강의실로 입장하고, 동시에 사용자 ID와 Room ID를 포함한 접속 요청 신호를 생성하여 IoT 서버(113)로 접속 요청한다.
IoT 서버(113)는 사용자 ID와 Room ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하는지 검색하고, 존재하지 않을 경우, 온라인 화상 강의실에 신규 입장으로 판단하여 사용자 ID와 Room ID로 이루어진 엔트리를 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 신규 사용자 데이터로 등록한다.
데이터 캐쉬(114)에 저장되는 데이터는 가상 강의실이 운영되는 동안 각 pub_peer에서 보내온 운동 데이터를 저장하고 있다.
물론, 이러한 운동 데이터는 온라인 화상 강의실로 전송되어 현재 얼마나 운동이 되고 있는지 확인할 수 있고, 금일 운동 데이터는 수업 종료 시 데이터베이스(116)에 보존시키기 위해 데이터 캐쉬(114)에 저장하는 것이다.
IoT 서버(113)는 사용자 단말(130)의 신규 사용자인 경우, 사용자 ID와 Room ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하는지 검색하며, 존재하지 않는 경우, 사용자 단말(130)과의 연결 응답으로 사용자 ID와 Room ID를 갖는 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 생성하고, 가상 강의실에 표시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 운동기기와 사용자 단말을 가상 강의실로 바인딩하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 캐쉬의 테이블의 일례를 나타낸 도면이다.
IoT 서버(113)는 온라인 화상 강의실의 스마트 운동기기(120)를 가상 강의실로 바인딩하는 방법이 2가지가 있다.
(1) 먼저, 스마트 운동기기(120)를 접속하고, 추후, 사용자 단말(130)이 웹으로 접속하는 경우이다.
스마트 운동기기(120)는 무선 통신 방식으로 IoT 서버(113)에 직접 연결하거나, 사용자 단말(130)을 통해 IoT 서버(113)에 연결할 수 있다.
스마트 운동기기(120)는 사용자 ID를 포함한 접속 요청 신호를 생성하여 IoT 서버(113)로 전송한다.
IoT 서버(113)는 스마트 운동기기(120)로부터 사용자 ID를 포함한 접속 요청 신호를 수신하고, 데이터 캐쉬(114)의 테이블에서 사용자 ID가 존재하는지 검색한다.
IoT 서버(113)는 사용자 ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하는지 검색하고, 데이터 캐쉬(114)에 존재하지 않을 경우, 온라인 화상 강의실에 신규 입장으로 판단하여 사용자 ID를 엔트리로 하여 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 신규 사용자 데이터를 등록한다. 이어서, IoT 서버(113)는 스마트 운동기기(120)와의 연결 응답으로 사용자 ID를 갖는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)를 생성한다.
IoT 서버(113)는 사용자 ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하는지 검색하고, 데이터 캐쉬(114)에 존재하는 경우, 스마트 운동기기(120)와의 연결 응답으로 사용자 ID를 갖는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)를 생성한다.
이후에, 사용자 단말(130)은 웹서버 또는 앱서버(111)의 웹이나 앱을 이용하여 사용자 ID와 Room ID를 포함한 접속 요청 신호를 생성하여 IoT 서버(113)로 접속 요청한다.
IoT 서버(113)는 사용자 단말(130)로부터 사용자 ID와 Room ID를 포함한 접속 요청 신호를 수신하는 경우, 사용자 단말(130)과의 연결 응답으로 사용자 ID와 Room ID를 갖는 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 생성한다.
IoT 서버(113)는 sub_peer 1(웹 접속 피어)의 사용자 ID를 기초로 아직 Room에 할당되지 않고, 동일한 사용자 ID를 갖는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)를 검색한다.
IoT 서버(113)는 sub_peer 1(웹 접속 피어)의 Room ID를 기초로 동일한 Room ID가 존재하는지 검색하여 존재하는 경우, 해당 Room ID에 동일한 사용자 ID를 가지는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)과 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 함께 조인(join)하여 바인딩한다.
IoT 서버(113)는 sub_peer 1(웹 접속 피어)의 Room ID를 기초로 동일한 Room ID가 존재하는지 검색하여 존재하지 않는 경우, Room ID를 새롭게 생성하고, 새로운 Room ID에 동일한 사용자 ID를 가지는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)과 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 함께 조인(join)하여 바인딩한다.
IoT 서버(113)는 데이터 캐쉬(114)의 테이블에서 사용자 ID + Room ID와 동일한 피어 ID를 검색하고, 해당 피어 ID에 해당하는 엔트리의 TTL(Time to Limit) 정보에 타임아웃 시간을 설정한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 캐쉬(114)의 테이블은 사용자 ID 필드, Room ID 필드, 사용자 ID + Room ID로 이루어진 피어 ID 필드, 운동 데이터 필드, 카운트 값 필드 및 타임아웃 시간을 나타내는 TTL(Time to Limit) 필드로 이루어진 엔트리를 복수개로 형성한다. 테이블은 사용자 ID 필드, Room ID 필드, 피어 ID 필드, 운동 데이터 필드, 카운트 값 필드 및 TTL 필드를 하나의 엔트리로 나타낸다.
IoT 서버(113)는 바인딩된 pub_peer N와 sub_peer N(웹 접속 피어)을 사용자 ID와 Room ID를 이용하여 테이블에 실시간으로 저장한다.
(2) 먼저, 사용자 단말(130)이 웹으로 접속하고, 추후, 스마트 운동기기(120)를 접속하는 경우이다.
사용자 단말(130)은 웹서버 또는 앱서버(111)의 웹이나 앱을 이용하여 사용자 ID와 Room ID를 포함한 접속 요청 신호를 생성하여 IoT 서버(113)로 접속 요청한다.
IoT 서버(113)는 사용자 단말(130)로부터 사용자 ID와 Room ID를 포함한 접속 요청 신호를 수신하는 경우, 데이터 캐쉬(114)의 테이블에서 사용자 ID와 Room ID가 존재하는지 검색한다.
IoT 서버(113)는 사용자 ID와 Room ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하는지 검색하고, 데이터 캐쉬(114)에 존재하지 않을 경우, 온라인 화상 강의실에 신규 입장으로 판단하여 사용자 ID와 Room ID를 엔트리로 하여 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 신규 사용자 데이터를 등록하며, 사용자 단말(130)과의 연결 응답으로 사용자 ID와 Room ID를 갖는 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 생성한다.
IoT 서버(113)는 사용자 ID와 Room ID에 대한 필드가 데이터 캐쉬(114)의 테이블에 존재하는지 검색하고, 데이터 캐쉬(114)에 존재하는 경우, 사용자 단말(130)과의 연결 응답으로 사용자 ID와 Room ID를 갖는 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 생성한다.
이후에, 스마트 운동기기(120)는 무선 통신 방식으로 IoT 서버(113)에 직접 연결하거나, 사용자 단말(130)을 통해 IoT 서버(113)에 연결할 수 있다.
스마트 운동기기(120)는 사용자 ID를 포함한 접속 요청 신호를 생성하여 IoT 서버(113)로 접속 요청한다.
IoT 서버(113)는 스마트 운동기기(120)로부터 사용자 ID를 포함한 접속 요청 신호를 수신하는 경우, 스마트 운동기기(120)와의 연결 응답으로 사용자 ID를 갖는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)를 생성한다.
IoT 서버(113)는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)의 사용자 ID를 기초로 아직 Room에 할당되지 않고, 동일한 사용자 ID를 갖는 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 검색한다.
IoT 서버(113)는 sub_peer 1(웹 접속 피어)의 Room ID를 기초로 동일한 Room ID가 존재하는지 검색하여 존재하는 경우, 해당 Room ID에 동일한 사용자 ID를 가지는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)과 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 함께 조인(join)하여 바인딩한다.
IoT 서버(113)는 sub_peer 1(웹 접속 피어)의 Room ID를 기초로 동일한 Room ID가 존재하는지 검색하여 존재하지 않는 경우, Room ID를 새롭게 생성하고, 새로운 Room ID에 동일한 사용자 ID를 가지는 pub_peer 1(운동기구 접속 피어)과 sub_peer 1(웹 접속 피어)를 함께 조인(join)하여 바인딩한다.
IoT 서버(113)는 데이터 캐쉬(114)에서 사용자 ID + Room ID와 동일한 피어 ID를 검색하고, 해당 피어 ID에 해당하는 엔트리의 TTL(Time to Limit) 정보에 타임아웃 시간을 설정한다.
본 발명은 강사와 학습자들 간의 실시간 화상 피트니스 강습을 구현하여 온라인 강의실 1 대 1 또는 1 대 다 수업이 가능한 효과가 있고, 사용자의 스마트 운동기기를 통해 화상 기반 온라인 피트니스 수업에서 강사 및 학생들의 실제 활동에 대한 실시간 물리적 데이터를 수집한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 서버에서 각각의 가상 강의실과 가상 강의실 내부에 바인딩된 pub_peer N과 sub_peer N을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 각각의 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)과 일대일로 매칭된 모습을 나타낸 도면이다.
IoT 서버(113)는 각각의 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)과 일대일로 매칭된 Room ID인 가상 강의실이 독립적으로 각각 생성된다.
각각의 가상 강의실은 스마트 운동기기(120)가 접속하여 생성된 사용자 ID를 포함한 pub_peer N(운동기구 접속 피어)과 사용자 단말(130)이 접속하여 생성된 사용자 ID와 Room ID를 포함한 sub_peer N(웹 접속 피어)을 함께 조인(join)하여 바인딩되어 있다.
각각의 온라인 화상 강의실은 Room ID와 일대일로 매칭되어 있다.
IoT 서버(113)는 가상 강의실에 Room ID로 구분된 가상의 Room을 독립적으로 생성한다.
IoT 서버(113)는 각각의 Room ID별로 수강생들의 pub_peer N(운동기구 접속 피어)와 sub_peer N(웹 접속 피어)를 바인딩하고 있다. 여기서, 피어는 독립적으로 연결되는 접속 포인트로서 고유한 URL(Uniform Resource Locator)이다.
Room 1, Room 2, Room n은 강사나 수강생들이 접속한 각각의 가상 강의실이며, Room ID가 다른 강의실 간의 데이터 전송은 불가능하다.
IoT 서버(113)는 동일한 Room ID의 내부에 바인딩된 모든 피어(Peer)가 브로드캐스트를 통해 강의실 내의 모든 피어로 데이터 전송이 가능하다.
각의 가상 강의실의 내부에는 바인딩된 각 피어에서 데이터가 발생하면, 발생한 데이터를 브로드캐스팅을 통해 가상 강의실 내부의 나머지 피어로 데이터 전송한다.
예를 들어, Room 1의 내부에 특정한 피어(pub_peer 1, sub_peer 1)가 발생하는 운동 데이터의 변경이 발생하면, 변경된 운동 데이터를 Room 1 내부에 다른 피어로 브로드캐스팅한다.
사용자 단말(130)은 브로드캐스팅한 데이터에 대해 웹 또는 앱에서 각 사용자 별 운동 데이터를 수신하여 확인할 수 있다.
사용자 ID별로 일대일로 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)이 매칭되어 있다. 다시 말해, 특정한 피어(pub_peer 1, sub_peer 1)는 하나의 사용자 단말(130)의 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)에 일대일로 매칭되어 있다.
IoT 서버(113)는 웹이나 앱을 통해 강사와 공유하는 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)에 Start 버튼과 Stop 버튼을 제공하고, Start 버튼의 이벤트 신호를 수신하는 경우, 각각의 스마트 운동기기(120)로부터 운동 횟수를 수신하고, 수신한 운동 횟수를 상기 카운트 값 필드에 누적하여 저장된다.
IoT 서버(113)는 카운트 값이 누적되면, 누적된 카운트 값을 브로드캐스팅을 통해 가상 강의실 내부에 나머지 피어들로 전송하여 사용자 ID별로 일대일로 매칭된 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)에 누적된 카운트 값에 해당하는 운동 데이터를 업데이트하여 각각 표시한다.
IoT 서버(113)는 상기 Stop 버튼의 이벤트 신호를 수신하는 경우, 사용자별 운동 횟수를 기초로 칼로리 소모량을 계산하고, 계산한 칼로리 소모량을 사용자 ID별로 일대일로 매칭된 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)에 각각 표시한다.
IoT 서버(113)는 강의일자별 각 수강생들의 전체 운동 횟수를 확인하고, 수강생 별 운동 능력 및 참여도를 분석할 수 있다.
IoT 서버(113)는 각각의 가상 강의실의 내부에 모든 피어의 연결이 해제되면, 각각의 가상 강의실에 해당 Room ID를 제거한다.
IoT 서버(113)는 사용자 단말(130)의 온라인 화상 강의실에서 퇴장 시 해당 강의실의 연결이 자동 제거된다. 하지만, 스마트 운동기기(120)의 경우, 피어 연결이 해당 강의실에 존재한다.
IoT 서버(113)는 온라인 화상 강의실에 수업 종료시 IoT 서버(113)의 가상 강의실의 경우 별도의 종료가 필요없고, 데이터 캐쉬(114)의 테이블에서 이미 설정된 타임아웃 시간에 도달하면, 자동으로 피어 연결을 해제한다.
IoT 서버(113)는 하나의 가상 강의실의 모든 피어의 연결이 해제되면, 해당 강의실에 대한 Room을 제거한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 피트니스 서비스 시스템
110: 피트니스 서버
111: 웹서버, 앱서버
112: 미디어 서버
113: IoT 서버
114: 데이터 캐쉬
115: API 서버
116: 데이터베이스
120: 스마트 운동기기
130: 사용자 단말

Claims (15)

  1. 사용자의 운동 자세를 센싱하여 운동 데이터를 측정하여 무선 통신으로 외부로 전송하는 각각의 스마트 운동기기;
    웹이나 앱을 각각의 사용자 단말로 제공하는 웹서버 또는 앱서버와, 강사 및 학생들과 공유하는 각각의 온라인 화상 강의실에 실시간 비디오 정보를 제공하는 미디어 서버로 이루어진 온라인 강의 화상 서버; 및
    상기 각각의 온라인 화상 강의실에 접속한 사용자 단말과, 상기 사용자 단말과 연관된 스마트 운동기기와 그룹으로 바인딩(Binding)하고, 상기 스마트 운동기기의 운동 데이터의 변경에 따라 상기 변경된 운동 데이터를 상기 바인딩된 그룹에 속하는 하나 이상의 사용자 단말로 브로드캐스팅하는 IoT(Internet of Things) 서버를 포함하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 IoT 서버에 연결되어 상기 각각의 스마트 운동기기로부터 전송되는 운동 정보를 저장하는 테이블로 구성되는 데이터 캐쉬를 더 포함하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 각각의 스마트 운동기기는 웹소켓을 이용하여 사용자 ID를 포함한 접속 요청 신호를 생성하여 상기 IoT 서버로 접속 요청하고,
    상기 IoT 서버는 상기 사용자 ID에 대한 필드가 상기 데이터 캐쉬의 테이블에 존재하는지 검색하며, 존재하지 않는 경우, 상기 각각의 스마트 운동기기와의 연결 응답으로 상기 사용자 ID를 갖는 pub_peer N(운동기구 접속 피어)을 생성하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 사용자 단말은 상기 웹서버 또는 앱서버의 웹이나 앱을 이용하여 상기 온라인 화상 강의실로 입장하고, 사용자 ID와 Room ID를 포함한 접속 요청 신호를 생성하여 상기 IoT 서버로 접속 요청하고,
    상기 IoT 서버는 상기 사용자 ID와 상기 Room ID에 대한 필드가 상기 데이터 캐쉬의 테이블에 존재하는지 검색하며, 존재하지 않는 경우, 상기 사용자 단말과의 연결 응답으로 상기 사용자 ID와 상기 Room ID를 갖는 sub_peer N(웹 접속 피어)을 생성하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 IoT 서버는 상기 각각의 스마트 운동기기로부터 사용자 ID를 포함한 제1 접속 요청 신호를 수신하고, 상기 각각의 스마트 운동기기와의 연결 응답으로 상기 사용자 ID를 갖는 pub_peer N(운동기구 접속 피어)을 먼저 생성하고, 이후에, 상기 사용자 단말로부터 사용자 ID와 Room ID를 포함한 제2 접속 요청 신호를 수신하고, 상기 사용자 단말과의 연결 응답으로 상기 사용자 ID와 상기 Room ID를 갖는 sub_peer N(웹 접속 피어)을 생성하고, 상기 sub_peer N(웹 접속 피어)의 Room ID를 기초로 동일한 Room ID가 존재하는지 검색하고, 해당 Room ID에 동일한 사용자 ID를 가지는 pub_peer N(운동기구 접속 피어)과 sub_peer N(웹 접속 피어)을 함께 조인(join)하여 바인딩하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 IoT 서버는 상기 sub_peer N(웹 접속 피어)의 Room ID를 기초로 동일한 Room ID가 존재하는지 검색하여 존재하지 않는 경우, Room ID를 새롭게 생성하고, 상기 새로운 Room ID에 동일한 사용자 ID를 가지는 pub_peer N(운동기구 접속 피어)과 sub_peer N(웹 접속 피어)을 함께 조인(join)하여 바인딩하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 IoT 서버는 상기 사용자 단말로부터 사용자 ID와 Room ID를 포함한 제1 접속 요청 신호를 수신하고, 상기 사용자 단말과의 연결 응답으로 상기 사용자 ID와 상기 Room ID를 갖는 sub_peer N(웹 접속 피어)을 먼저 생성하고, 이후에, 상기 각각의 스마트 운동기기로부터 사용자 ID를 포함한 제2 접속 요청 신호를 수신하고, 상기 각각의 스마트 운동기기와의 연결 응답으로 상기 사용자 ID를 갖는 pub_peer N(운동기구 접속 피어)을 생성하고, 상기 pub_peer N(운동기구 접속 피어)의 사용자 ID를 기초로 아직 Room에 할당되지 않고, 동일한 사용자 ID를 갖는 sub_peer N(웹 접속 피어)을 검색하고, 해당 Room ID에 동일한 사용자 ID를 가지는 pub_peer N(운동기구 접속 피어)과 sub_peer N(웹 접속 피어)을 함께 조인(join)하여 바인딩하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 IoT 서버는 상기 sub_peer N(웹 접속 피어)의 Room ID를 기초로 동일한 Room ID가 존재하는지 검색하여 존재하지 않는 경우, Room ID를 새롭게 생성하고, 상기 새로운 Room ID에 동일한 사용자 ID를 가지는 pub_peer N(운동기구 접속 피어)과 sub_peer N(웹 접속 피어)을 함께 조인(join)하여 바인딩하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 IoT 서버는 상기 각각의 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)과 일대일로 매칭된 Room ID인 가상 강의실을 독립적으로 각각 생성하고, 상기 각각의 가상 강의실은 상기 스마트 운동기기가 접속하여 생성된 사용자 ID를 포함한 pub_peer N(운동기구 접속 피어)과 상기 사용자 단말이 접속하여 생성된 사용자 ID와 Room ID를 포함한 sub_peer N(웹 접속 피어)을 함께 조인(join)하여 바인딩되어 있는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 가상 강의실 간의 데이터 전송이 불가능하고, 상기 각각의 가상 강의실의 내부에는 상기 바인딩된 각 피어에서 데이터가 발생하면, 상기 발생한 데이터를 브로드캐스팅을 통해 가상 강의실 내부의 나머지 피어로 데이터 전송이 가능한 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 데이터 캐쉬의 테이블은 사용자 ID 필드, Room ID 필드, 사용자 ID + Room ID로 이루어진 피어 ID 필드, 운동 데이터 필드, 카운트 값 필드 및 타임아웃 시간을 나타내는 TTL(Time to Limit) 필드로 이루어진 엔트리를 복수개로 형성하고, 상기 IoT 서버는 상기 바인딩된 pub_peer N와 sub_peer N(웹 접속 피어)을 상기 사용자 ID와 상기 Room ID를 이용하여 상기 테이블에 저장하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 IoT 서버는 웹이나 앱을 통해 상기 강사와 공유하는 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)에 Start 버튼과 Stop 버튼을 제공하고, 상기 Start 버튼의 이벤트 신호를 수신하는 경우, 상기 각각의 스마트 운동기기로부터 운동 횟수를 수신하고, 상기 수신한 운동 횟수를 상기 카운트 값 필드에 누적하여 저장되는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 각각의 피어들은 하나의 사용자 단말의 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)에 일대일로 매칭되어 있고,
    상기 IoT 서버는 상기 카운트 값이 누적되면, 상기 누적된 카운트 값을 브로드캐스팅을 통해 가상 강의실 내부에 나머지 피어들로 전송하여 사용자 ID별로 일대일로 매칭된 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)에 상기 누적된 카운트 값에 해당하는 운동 데이터를 업데이트하여 각각 표시하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 IoT 서버는 상기 Stop 버튼의 이벤트 신호를 수신하는 경우, 사용자별 운동 횟수를 기초로 칼로리 소모량을 계산하고, 상기 계산한 칼로리 소모량을 사용자 ID별로 일대일로 매칭된 온라인 화상 강의실(웹/앱 UI)에 각각 표시하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 IoT 서버는 상기 각각의 가상 강의실의 내부에 모든 피어의 연결이 해제되면, 상기 각각의 가상 강의실에 해당 Room ID를 제거하고, 상기 데이터 캐쉬의 테이블에서 상기 타임아웃 시간에 도달한 피어의 연결을 해제하는 스마트 운동기기와 연동되는 실시간 실감형 피트니스 서비스 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120090660A (ko) 2011-02-08 2012-08-17 한국전자통신연구원 실시간 가상 현실 사이버 피트니스 서비스의 운영 시스템 및 방법

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