WO2014035223A1 - 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기 및 방법 - Google Patents

스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기 및 방법 Download PDF

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WO2014035223A1
WO2014035223A1 PCT/KR2013/007950 KR2013007950W WO2014035223A1 WO 2014035223 A1 WO2014035223 A1 WO 2014035223A1 KR 2013007950 W KR2013007950 W KR 2013007950W WO 2014035223 A1 WO2014035223 A1 WO 2014035223A1
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WO
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body composition
smart device
signal
earphone
data signal
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Application number
PCT/KR2013/007950
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Inventor
강호준
Original Assignee
(주)도넛시스템엘에스아이
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7405—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using sound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
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    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0537—Measuring body composition by impedance, e.g. tissue hydration or fat content

Definitions

  • the present invention relates to a body composition measuring device and a method for interworking with a smart device such as a mobile.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2003-0042254 relates to a body fat measuring device that enables the measurement of the body fat of the subject while carrying it, and the human body component through the bioelectrical impedance analysis (BIA)
  • the present invention discloses a portable body fat analyzer which enables measurement of body fat of a person by the thumb contact of both hands.
  • the present invention in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, a body composition measuring device that works with a smart device that can easily provide a variety of body composition analysis information, while anyone can easily measure the body composition of their body with a simple device operation And to provide a method.
  • the body composition measuring device for data communication with a smart device using an earphone for achieving the above technical problem, and an output terminal for outputting a data signal to the smart device and input the data signal from the smart device
  • An earphone plug including a receiving input terminal and connected to an earphone port of the smart device; Two or more electrodes in direct contact with the body of the subject to apply a current to the body; A body component signal measuring unit configured to generate a measurement signal by measuring an electrical resistance value of the body of the subject by the current through the electrode; And a data signal output unit converting the measurement signal into a digital data signal and outputting the digital data signal through an output terminal of the earphone plug, when the earphone plug is connected to the earphone port of the smart device.
  • the terminal and the input terminal are respectively connected to the microphone terminal and the speaker terminal of the earphone port, and the electrical resistance value corresponds to the body water amount of the subject.
  • the method for measuring the body composition through the data communication with the smart device using the earphone using a body composition measuring device (a) confirming the connection of the earphone plug of the body composition measuring instrument and the earphone port of the smart device Doing; (b) outputting a current through an electrode in direct contact with the body of the subject; (c) generating a measurement signal by measuring an electrical resistance value of the body of the subject by the current through the electrode; (d) converting the measurement signal into a digital data signal; And (e) outputting the digital data signal through an output terminal of the earphone plug.
  • the output terminal is connected to the microphone terminal of the earphone port.
  • the electrical resistance value corresponds to the body water content of the subject, and the measurement signal is used for body composition analysis through a body composition measurement application based on the smart device.
  • the portable body composition measuring device measures the body component signal of the subject to be transmitted to the smart device, the body composition analysis and body composition analysis information is provided by the smart device, There is no need to be provided with a display configuration and data input configuration can be miniaturized and the user's operation is easy.
  • any one of the problem solving means of the present invention it is possible to provide various types of body composition analysis information through the body composition measurement application mounted on the smart device, the user can conveniently and efficiently There is an effect that can be confirmed.
  • the body composition using the earphone port that is used universally without using a special data communication protocol It is efficient because it can perform data communication for measurement.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a body composition measuring device to work with a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of a body composition analyzer and a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an earphone plug of a body composition analyzer and an earphone port of a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an example of an execution screen of a body composition measurement application that receives condition data of body composition analysis through a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an example of an execution screen of a body composition measurement application for guiding body composition measurement according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an example of an execution screen of a body composition measurement application that provides body component analysis result information according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of measuring a body composition in a body composition analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of analyzing a body composition by a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a body composition measuring device to work with a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • the body composition measuring device 10 may include a smart device 100 having an earphone port, an earphone plug 210, and a body composition having a plurality of electrodes 220. It is configured to include a meter (200).
  • the smart device 100 may output or receive an audio signal through an earphone port, and may be, for example, a smart phone as a device in which various applications are installed and executed.
  • Smart device 100 according to an embodiment of the present invention is equipped with a body composition measurement application that analyzes the body composition based on the body composition signal received from the body composition analyzer 200 and provides the result information.
  • the body composition measuring apparatus 200 is a device that is miniaturized and simplified to be portable, and includes a body of a subject (for example, through two or more electrodes 220 provided to be exposed to the outside). It is a device that measures the body composition signal of the subject by applying a current in direct contact with two-handed thumb and forefinger).
  • the body composition analyzer 200 may measure the body composition by a bioelectrical impedance analysis (BIA) method.
  • BIA Bioelectrical impedance analysis
  • BIA Bioelectrical impedance analysis
  • it is the body water that passes the current among the components of the human body. That is, since the human body is composed of more than 70% moisture is easy to flow electricity, by measuring the resistance value by passing a current to the human body can obtain the volume of the body water.
  • the volume of the cylinder can be obtained by multiplying the height and the cross-sectional area of the cylinder.
  • the body water may be obtained using the height (key) information of the subject and the measured impedance. Body moisture correlates with the square of height divided by resistance, which is called the impedance index.
  • the body composition measuring apparatus 200 may apply a multi-point contact / multi-electrode method in contact with a human body through two or more electrodes 220.
  • the two-electrode method is a method of contacting the human body through two electrodes and using the same electrode without separating a current electrode for applying current to the human body and a voltage electrode for measuring human impedance.
  • the body composition signal can be measured by bringing two electrodes, that is, the + electrode and the-electrode into contact with the contact points.
  • the four-electrode method separates a current electrode for applying current to a human body and a voltage electrode for measuring human impedance, and uses respective voltage electrodes and current electrodes, and the contact resistance can be significantly reduced compared to the two-electrode method.
  • the body composition analyzer 200 using the four-electrode method is provided with a + electrode and a-electrode as a current electrode, and a + electrode and a-electrode as a voltage electrode.
  • the current may flow from the right first contact point of the current electrode to the left second contact point, for example, by differentially amplifying the applied current.
  • the sinusoidal signal across the body can be measured as a body component signal.
  • the body composition measuring apparatus 200 may apply various body composition measuring methods in addition to the body component measuring method described above.
  • the body composition analyzer 200 and the smart device 100 perform data communication using earphones, and the body composition signal measured from the body composition analyzer 200 is transmitted to the smart device 100.
  • the body composition analysis and the resultant are processed through the mark apparatus 100.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of a body composition analyzer and a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a block diagram for explaining the configuration of the earphone plug of the body composition measuring instrument and the earphone port of the smart device according to an embodiment of the present invention.
  • the earphone port 110 and the body composition of the smart device 100 before describing the data processing method between the smart device 100 and the body composition analyzer 200 according to an embodiment of the present invention with reference to FIG.
  • the state of the earphone plug 210 of the measuring device 200 will be described first.
  • the earphone port 110 of the smart device 100 includes a speaker terminal 111, a microphone terminal 112, and a ground terminal 114 as shown in FIG. 3.
  • the earphone plug 210 of the body composition analyzer 200 may include a data input terminal 211, a data output terminal 212, and a ground terminal 213.
  • the speaker terminal 111 of the earphone port 110 inputs data of the earphone plug 210. It is connected to the terminal 211.
  • the microphone terminal 112 of the earphone port 110 is connected to the data signal output terminal 212 of the earphone plug 210, and each ground terminal 113. 213 of the earphone port 110 and the earphone plug 210 is connected. Are connected to each other.
  • the speaker terminal 111 of the earphone port 110 may be configured with two or more terminals so that the smart device 100 outputs audio signals at both sides (ie, left / right sides) when the smart device 100 outputs the audio signal.
  • the microphone terminal 112 is a terminal through which the smart device 100 receives an audio signal.
  • a data signal from the body composition analyzer 200 is input through the microphone terminal 112 to each part. Is passed on.
  • the ground terminal 113 outputs a ground voltage to the ground terminal 213 of the body composition analyzer 200.
  • the earphone plug 210 of the body composition analyzer 200 according to the exemplary embodiment of the present invention is generally used when input / output an audio signal (eg, a video sound source and an MP3) with the smart device 100.
  • the earphone plug has the same or similar structure.
  • the body composition analyzer 200 includes an earphone plug 210, an electrode 220, a connection checker 230, a body component signal measurer 240, and a data signal. And an output unit 250 and an operation control unit 260.
  • the earphone plug 210 includes an output terminal for outputting a data signal to the smart device 100 and an input terminal for receiving a data signal from the smart device 220, and is connected to the earphone port 110 of the smart device 100. To receive and output data signals. In this case, the earphone plug 210 may be connected to be inserted into the earphone port 110.
  • connection checker 230 checks the connection with the smart device 100 through the earphone plug 210. Specifically, when the connection confirmation unit 230 receives a connection confirmation signal from the speaker terminal 111 of the smart device 100 through the data input terminal 211, the connection confirmation signal to the connection confirmation signal through the data output terminal 212. Outputs a response signal.
  • the electrode 220 is provided to be exposed to the outside from the main body (not shown) of the body composition analyzer 200 so as to be in direct contact with the body of the subject, and is generated from a current source (not shown) provided by the body composition analyzer 200 itself. A preset current is output and applied to the body of the subject.
  • the electrode 220 may be provided with two or more electrodes as described above with reference to FIG. 1.
  • the body composition analyzer 200 may further include a power supply unit (not shown), the power supply unit (not shown) in each part of the body composition measuring unit 200 Can supply power.
  • the power supply unit (not shown) outputs a predetermined current to the electrode 220 under the control of the operation control unit 260 of the body composition analyzer 200.
  • the power supply unit (not shown) may generate a sine wave current of a predetermined frequency (for example, 50 KHz) using a voltage-to-current converter, which converts a voltage generated by RC oscillation into a current.
  • the power supply unit (not shown) may include a floating current source circuit so that the body of the subject can be used without being connected to the ground.
  • the body composition signal measuring unit 240 generates a measurement signal by measuring an electrical resistance value of the body of the subject due to the current applied through the electrode 220.
  • the electrical resistance value of the subject's body may mean an impedance value corresponding to the body water content of the subject.
  • the body composition signal measuring unit 240 converts the electrical resistance value measured by the AC voltage to DC voltage DC, and the voltage signal so that the voltage signal converted into DC voltage can be converted into a digital data signal form. Is determined as a root mean square (RMS) value and transmitted to the data signal output unit 250.
  • RMS root mean square
  • the circuit for measuring the RMS value may be configured to be completed through a low pass filter (LPF) after full-wave rectification.
  • LPF low pass filter
  • the data signal output unit 250 converts the measurement signal into a digital data signal through A / D (analog-to-digital) conversion, and converts the digital data signal into a smart data through the data output terminal 212 of the earphone plug 210. Output to the device 100 side.
  • the data signal output unit 250 may modulate and output the digital data signal by using a frequency shift keying (FSK) method.
  • FSK frequency shift keying
  • the data signal output unit 250 uses the FSK method, which is a method of varying the frequency of the carrier wave according to the values of 0 and 1 of the digital signal.
  • the low frequency of the predetermined frequency is allocated to, and when the measured signal value is 1, the high frequency of the predetermined frequency may be allocated to transmit data.
  • the data signal output unit 250 may transmit a digital data signal (measurement signal) to the smart device 100 through a Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (UART) communication scheme.
  • UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
  • the auit communication method is a method in which one byte is divided into eight bits and transmitted one bit at a time on the communication line, and the receiving side (that is, the smart device) receives the data through the communication line. Assemble the bits to make one byte.
  • a start bit and a stop bit may be used to distinguish the one byte range, and the transmitting side (ie, the body composition analyzer) transmits the start bit and then transmits eight data bits, which are actual data. Finally, the end bit is transmitted so that the receiving side can distinguish the data.
  • the operation controller 260 performs an operation of outputting current through the electrode 220 based on an operation signal generated by an operation of an operation control button (not shown) exposed to the outside of the main body (not shown) of the body composition analyzer 200.
  • the control signal or the data signal output unit 250 is controlled to perform a reset operation on the measurement signal.
  • the body composition measuring apparatus 200 further includes a static electricity removing unit (not shown) by itself, by removing the static electricity generated from the human body of the subject to measure the body composition signal It is also possible to measure.
  • the smart device 100 includes an earphone port 110, a connection checker 120, a body composition measurement signal receiver 130, an application driver 140, and an application.
  • the management unit 150, the body composition analyzer 160, and the display unit 170 are configured to be included.
  • the earphone port 110 includes a speaker terminal 111 and a microphone terminal 112, and connects to the earphone plug 210 of the body composition analyzer 200.
  • the earphone port 110 may be a socket having a standard size and shape so that the earphone plug 210 may be inserted and connected.
  • connection confirmation unit 120 outputs a connection confirmation signal through the speaker terminal 111 when the earphone plug 210 of the body composition analyzer 200 is connected to the earphone port 110 and through the microphone terminal 112.
  • a response signal corresponding to the connection confirmation signal is received from the body composition analyzer 200 to confirm that the connection with the body composition analyzer 200 is successful.
  • connection confirmation unit 120 may transmit the connection success information with the body composition analyzer 200 to the application driver 140 to execute the body composition measurement application.
  • connection confirmation unit 120 checks a connection signal generated by itself according to a physical connection result when the connection between the earphone port 110 and the earphone plug 210, the body composition measuring device 200. It is also possible to check the connection with the.
  • the application driver 140 receives an execution command for an onboard signal processing application through an input module (not shown) of the smart device 100, or receives connection connection information from the connection checker 120 to execute an application execution command.
  • Signal processing application i.e., body composition measurement application
  • the input module (not shown) is basically included in the smart device 100, and the user of the smart device 100 uses input means (for example, a keyboard, a keypad, a mouse, a touch screen, etc.). Input data generated by physical manipulation can be received. For example, when a user selects (ie, touches) a body composition measurement application from among a plurality of applications displayed on the touch screen of the smart device 100, the application driver 140 may use an input module (not shown). The signal processing application is selected and executed according to the received application selection information (ie, execution command).
  • input means for example, a keyboard, a keypad, a mouse, a touch screen, etc.
  • Input data generated by physical manipulation can be received.
  • the application driver 140 may use an input module (not shown).
  • the signal processing application is selected and executed according to the received application selection information (ie, execution command).
  • the application driver 140 may extract and execute a signal processing application according to the body composition analyzer 200 from the application manager 150.
  • the application driver 140 identifies and executes a signal processing application corresponding to the body composition analyzer 200 among the signal processing applications stored through the application manager 150.
  • the application manager 150 stores and manages various types of signal processing applications registered or mounted in advance for each peripheral device of the smart device 100.
  • the body composition measurement signal receiver 130 receives a digital data signal (ie, a measurement signal for measuring body composition) from the body composition analyzer 200 through the microphone terminal 112, and receives the received digital data signal from the body composition analyzer 160. To pass.
  • a digital data signal ie, a measurement signal for measuring body composition
  • the body composition analyzer 160 acquires the data signal input from the body composition analyzer 200 through the microphone terminal 112 of the earphone port 110 according to the operation of the body composition measuring application, and the body composition measuring application.
  • the body composition analysis processing is performed based on the data to be output, and the result of the analysis processing is output through a predetermined output module (display unit).
  • the body composition analyzer 160 may calculate at least one of body fat mass, body fat percentage, muscle mass, basic metabolic amount, and body mass index (BMI) according to the operation of the body composition measurement application.
  • BMI body mass index
  • the body composition analyzer 160 is, for example, a central processing unit (CPU) of the smart device 100.
  • CPU central processing unit
  • the display unit 170 displays body composition analysis information based on a result value according to the body composition analysis operation of the body composition analyzer 160. At this time, the display unit 170 may be processed to output the result of the body composition analysis process on the smart device 100 may be output through an output means (not shown), such as a screen or a speaker of the smart device 100.
  • the user measures the body composition through the body composition analyzer 200 and checks the result of the body composition measurement through the screen of the smart device 100.
  • FIG. 4 is an example of an execution screen of a body composition measurement application that receives condition data of body composition analysis through a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an example of an execution screen of a body composition measurement application for guiding body composition measurement according to an embodiment of the present invention.
  • the body composition analyzer 160 performs a body composition analysis operation using the measurement signal received from the body composition analyzer 200 and the body condition information of the subject.
  • the body composition measurement application may provide a body composition measurement input interface capable of inputting predetermined condition data necessary for analyzing the body composition of the subject, and receive the condition data through an input interface.
  • FIG. 4 illustrates an input interface for inputting a gender of a subject
  • (b) illustrates an input interface for selecting a body type of a subject
  • (c) to (e). ) Shows an input interface for inputting the weight, height, and birth year (or age) of the subject, respectively.
  • the body composition measurement application may display information on the use order of the body composition analyzer 200 and measurement progress state information during the measurement operation of the body composition analyzer 200.
  • FIG. 5A illustrates a screen describing a connection operation between the smart device 100 and the body composition analyzer 200.
  • the connection between the smart device 100 and the body composition analyzer 200 is shown.
  • a screen guiding to maximize the speaker volume of the smart device 100 is shown.
  • the guide shows a screen to operate the measurement button of the body composition analyzer 200 to start the body composition measurement.
  • the measurement operation of the body composition analyzer 200 is performed. And a screen on which information for checking the current measurement progress status is output.
  • the body composition measurement application may output the result of the body composition analyzer 160 to process the body component analysis operation as shown in FIG. 6 below.
  • FIG. 6 is an example of an execution screen of a body composition measurement application that provides body component analysis result information according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (a) shows a screen outputting body composition analysis information such as body fat percentage, body fat mass, muscle mass, basic metabolism calorie, and BMI, and (b) describes and guides the results of body composition analysis and outputs information suggesting alternatives. One screen is shown, and (c) shows the screen outputted to confirm the amount of change by statistically processing the body composition analysis results for each period.
  • body composition analysis information such as body fat percentage, body fat mass, muscle mass, basic metabolism calorie, and BMI
  • the body composition measurement application may be set to perform various analysis processing and information providing operations in addition to the functions described above.
  • the body composition measurement application uploads or backs up the body composition analysis information to a predetermined web server (for example, an SNS server), or obtains the registered body composition analysis information by matching the information of the subject from the predetermined web server. Can be displayed through the display unit.
  • a predetermined web server for example, an SNS server
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of measuring a body composition in a body composition analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • the body composition analyzer 200 confirms the connection with the earphone port of the smart device through the earphone plug (S710).
  • the output terminal of the earphone plug and the microphone terminal of the earphone port of the smart device is connected.
  • the connection confirmation signal is received from the speaker terminal of the earphone port through the input terminal of the earphone plug, the connection with the smart device may be confirmed by outputting a response signal to the connection confirmation signal through the output terminal.
  • the electrical resistance value of the AC voltage may be converted into a DC voltage, and the voltage signal converted into the DC voltage may be determined and output as a root mean square (RMS) value, and the electrical resistance value is the body water content of the subject. Corresponds to.
  • RMS root mean square
  • the measurement signal is converted into a digital data signal (S740), and the digital data signal is output to the smart device through the earphone plug (S750).
  • the digital data signal may be modulated by a frequency shift modulation (FSK) and output.
  • the digital data signal may be transmitted to the smart device through a UART communication method.
  • FSK frequency shift modulation
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of analyzing a body composition by a smart device according to an embodiment of the present invention.
  • the smart device 100 confirms the connection with the body composition analyzer through the earphone port (S810), and executes the body composition measurement application according to the connection of the body composition analyzer 200 (S820).
  • a body composition measurement signal (ie, a digital data signal) transmitted by the body composition analyzer is received through the microphone terminal of the earphone port (S830), and a body composition analysis process is performed based on the received body composition measurement signal (S840).
  • the result of the body composition analysis process is output on the screen of the smart device 100 and provided for the user to check (S850).
  • the body component measurement signal received from the body composition analyzer 200 is received along with the condition data necessary for the body composition analysis, and based on the body component measurement signal and the condition data.
  • Body composition analysis is performed and body composition analysis information according to the result of the body composition analysis is displayed on the screen for the user to check.
  • the smart device can perform data signal processing for the body composition analyzer using the earphone port that is configured without a separate device configuration.
  • the smart device receives and processes the data signal transmitted by the body composition analyzer using the earphone port, and performs signal processing with the body composition analyzer quickly and conveniently by executing a predetermined body composition measurement application according to various types of body composition measuring instruments. can do.
  • the portable body composition measuring device measures the body component signal of the subject to be transmitted to the smart device, the body composition analysis and body composition analysis information is provided by the smart device, There is no need to be provided with a display configuration and data input configuration can be miniaturized and the user's operation is easy.
  • any one of the problem solving means of the present invention it is possible to provide various types of body composition analysis information through the body composition measurement application mounted on the smart device, the user can conveniently and efficiently There is an effect that can be confirmed.
  • the body composition using the earphone port that is used universally without using a special data communication protocol It is efficient because it can perform data communication for measurement.

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Abstract

체성분 측정기와 스마트 기기가 이어폰을 이용하여 데이터 통신을 통해 체성분 측정 시, 체성분 측정기의 이어폰 플러그와 스마트 기기의 이어폰 포트의 접속을 확인하고, 피측정자의 신체와 직접 접촉되는 전극을 통해 전류를 출력하고, 전극을 통해 전류에 의한 피측정자의 신체의 전기적 저항 값을 측정하여 측정 신호를 생성하고, 측정 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하고, 디지털 데이터 신호를 이어폰 플러그의 출력 단자를 통해 출력한다.

Description

스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기 및 방법
본 발명은 모바일 등의 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기 및 그 방법에 관한 것이다.
현대 사회는 식생활 문화의 향상 및 운동 부족 등의 이유로 비만이 사회적인 문제점으로 대두되고 있으며, 비만 증상은 성인은 물론 아동, 청소년, 노년에 이르기까지 광범위한 대상에서 나타나고 있다. 특히 복부 피하에 저장된 과도한 체지방은 혈액이 정맥 조직을 통해 간, 췌장 등 기관으로 이동할 때 함께 운반되어 고혈압, 콜레스테롤 및 혈당 등의 문제를 유발할 수 있으며, 복부 지방 세포는 염증, 혈액응고, 당뇨병, 심장질환 및 간, 신장 등에 관련된 합병증을 유발한다고 알려져 있다. 이에 따라, 근래에는 수시로 자신의 체지방을 손쉽게 측정하여 건강을 지키고자 하는 사용자의 욕구가 커지고 있다.
그런데, 종래에 출시된 가정용 체지방 측정기들은 크기, 장소 및 비용 면에서 사용자가 편리하게 이용하는데 부담이 있었으며, 특히 전문적인 체지방 측정 서비스를 제공받기 위해서는 의료기관 또는 비만클리닉 센터 등을 방문하여야 하는 어려움이 있었다. 또한, 종래의 휴대용 체지방 측정기의 경우 크기 및 장소 면에서의 부담은 낮추었으나, 체지방 측정기 자체에 디스플레이 화면 및 입력 수단 등이 구비되고, 이를 이용하여 사용자의 조건 정보 등의 데이터를 입력하여야 하는 번거로움이 있었다. 즉, 휴대용 체지방 측정기가 소형화됨에 따라 사용자가 데이터를 입력하기 위해 장치를 조작하거나 체지방 측정 정보를 확인하는데 불편함이 발생되었다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제 10-2003-0042254호(휴대용 체지방 측정기)는, 휴대하고 다니면서 피측정자의 체지방 측정이 가능하도록 하는 체지방 측정기에 관한 것으로, 생체 전기 임피던스 분석(BIA)를 통한 인체 성분의 체지방 측정이 양손의 엄지손가락 접촉으로 가능하도록 하는 휴대용 체지방 측정기를 개시하고 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 누구나 간단한 장치 조작만으로도 자기 몸의 체성분을 간편하게 측정할 수 있으면서도, 다양한 종류의 체성분 분석 정보를 편리하게 제공할 수 있는 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기 및 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이어폰을 이용하여 스마트 기기와 데이터 통신하는 체성분 측정기는, 상기 스마트 기기로 데이터 신호를 출력하는 출력 단자 및 상기 스마트 기기로부터 데이터 신호를 입력 받는 입력 단자를 포함하고, 상기 스마트 기기의 이어폰 포트와 접속되는 이어폰 플러그; 피측정자의 신체와 직접 접촉되어 전류를 상기 신체에 가하는 둘 이상의 전극; 상기 전극을 통해 상기 전류에 의한 상기 피측정자의 신체의 전기적 저항 값을 측정하여 측정 신호를 생성하는 체성분 신호 측정부; 및 상기 측정 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하고, 상기 디지털 데이터 신호를 상기 이어폰 플러그의 출력 단자를 통해 출력하는 데이터 신호 출력부를 포함하되, 상기 이어폰 플러그와 상기 스마트 기기의 이어폰 포트의 접속 시, 상기 출력 단자 및 입력 단자는 각각 상기 이어폰 포트의 마이크 단자 및 스피커 단자와 접속되고, 상기 전기적 저항 값은 상기 피측정자의 체수분량에 대응된다.
그리고 본 발명의 다른 측면에 따른 체성분 측정기가 이어폰을 이용하여 스마트 기기와의 데이터 통신을 통해 체성분을 측정하는 방법은, (a) 상기 체성분 측정기의 이어폰 플러그와 상기 스마트 기기의 이어폰 포트의 접속을 확인하는 단계; (b) 피측정자의 신체와 직접 접촉되는 전극을 통해 전류를 출력하는 단계; (c) 상기 전극을 통해 상기 전류에 의한 상기 피측정자의 신체의 전기적 저항 값을 측정하여 측정 신호를 생성하는 단계; (d) 상기 측정 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 단계; 및 (e) 상기 디지털 데이터 신호를 상기 이어폰 플러그의 출력 단자를 통해 출력하는 단계를 포함하되, 상기 이어폰 플러그와 상기 스마트 기기의 이어폰 포트의 접속 시, 상기 출력 단자는 상기 이어폰 포트의 마이크 단자와 접속되고, 상기 전기적 저항 값은 상기 피측정자의 체수분량에 대응되는 것이고, 상기 측정 신호는 상기 스마트 기기에 기탑재된 체성분 측정 애플리케이션을 통한 체성분 분석 연산에 사용되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 휴대가 가능한 체성분 측정기가 피측정자의 체성분 신호를 측정하여 스마트 기기로 전송하고, 스마트 기기에서 체성분 분석 및 체성분 분석 정보가 제공됨으로써, 체성분 측정기 자체에 디스플레이 구성 및 데이터 입력 구성이 구비될 필요가 없어 소형화가 가능하고 사용자의 조작이 간편해지는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 스마트 기기에 탑재된 체성분 측정 애플리케이션을 통해 다양한 종류의 체성분 분석 정보를 제공할 수 있으며, 사용자가 스마트 기기를 통해 편리하고 효율적으로 체성분 분석 정보를 확인할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 체성분 측정기와 스마트 기기 간에 이어폰 포트를 이용하여 데이터 통신을 처리함으로써, 특별한 데이터 통신 프로토콜을 사용하지 않고도 범용적으로 사용하는 이어폰 포트를 이용하여 체성분 측정을 위한 데이터 통신을 수행할 수 있어 효율적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기 및 스마트 기기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기의 이어폰 플러그 및 스마트 기기의 이어폰 포트의 구성을 설명하기 위한 블록도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 통해 체성분 분석의 조건 데이터를 입력 받는 체성분 측정 애플리케이션의 실행 화면의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정을 안내하는 체성분 측정 애플리케이션의 실행 화면의 일례이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 체성분 분석 결과 정보를 제공하는 체성분 측정 애플리케이션의 실행 화면의 일례이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 체성분 측정기에서 체성분을 측정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기가 체성분을 분석하는 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 스마트 기기
110: 이어폰 포트
200: 체성분 측정기
210: 이어폰 플러그
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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 일 실시예에 따른 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(10)는 이어폰 포트를 구비한 스마트 기기(100)와, 이어폰 플러그(210) 및 복수의 전극(220)을 구비한 체성분 측정기(200)를 포함하여 구성된다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기(100)는 이어폰 포트를 통해 오디오 신호를 출력 하거나 입력 받을 수 있으며, 다양한 애플리케이션이 설치되고 실행될 수 있는 장치로서, 예를 들어 스마트 폰일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기(100)는 체성분 측정기(200)로부터 수신된 체성분 신호에 기초하여 체성분을 분석하고 그 결과 정보를 제공하는 체성분 측정 애플리케이션을 탑재하고 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)는 휴대가 가능하도록 소형화 및 간편화된 장치로서, 외부로 노출되도록 구비된 둘 이상의 전극(220)을 통해 피측정자의 신체(예를 들어, 양손 엄지/검지 등)와 직접 접촉하여 전류를 가함으로써 피측정자의 체성분 신호를 측정하는 장치이다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)는 BIA(Bioelectrical impedance analysis) 방식으로 체성분을 측정할 수 있다. 참고로, BIA(Bioelectrical impedance analysis) 방식은 전도체(즉, 인체)의 길이(즉, 신장)와 임피던스를 이용하여 전도체의 부피를 구하는 기술을 인체에 적용한 기술이다. 구체적으로, 인체의 구성 성분 중 전류를 통과 시키는 것은 체수분이다. 즉, 인체는 70%이상 수분으로 구성되어 있어 전기가 흐르기 쉬우므로, 인체에 전류를 흘려주어 저항 값을 측정하면 체수분의 부피를 구할 수 있다. 이때, 인체를 원통으로 간략화 한다면 원통의 단면적과 높이를 곱해 원통의 부피를 구할 수 있다. 그리고, 수분량에 따라 전기 저항이 달라지므로 피측정자의 신장(키) 정보와 측정된 임피던스를 이용하여 체수분을 구할 수 있다. 체수분은 신장의 제곱을 저항으로 나눈 값과 상관 관계가 있으며, 이를 임피던스 지수라고 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)는 둘 이상의 전극(220)을 통해 인체와 접촉함에 있어서 다점 접촉식/다전극법을 적용할 수 있다.
예를 들어, 2 전극법은 인체와 2개의 전극을 통해 접촉하되, 인체에 전류를 인가시키는 전류전극과 인체 임피던스를 측정하는 전압전극을 분리하지 않고 동일한 전극으로 사용하는 방식이다. 이때, 2 전극 법에서는 2개의 전극, 즉, + 전극 및 - 전극을 다 접촉점에 접촉시켜 체성분 신호를 측정할 수 있다.
또한, 다른 예로서, 4 전극법은 인체에 전류를 인가시키는 전류 전극과 인체 임피던스를 측정하는 전압 전극을 분리하여 각각의 전압 전극 및 전류 전극을 사용하는 방법으로서 2 전극법에 비해 접촉 저항이 현저히 줄어들 수 있다. 구체적으로, 4 전극법을 사용하는 체성분 측정기(200)는 전류 전극으로서 + 전극 및 - 전극이 구비되고, 전압 전극으로서 + 전극 및 - 전극이 구비된다. 이때, 피측정자의 양손과 전극(220)의 4점 접촉될 경우, 전류는 예를 들어 전류 전극의 오른쪽 제 1 접촉 점에서 왼쪽 제 2 접촉점으로 흐를 수 있으며, 이 가해진 전류를 차동 증폭하여 피측정자의 몸에 걸리는 정현파 신호를 체성분 신호로서 측정할 수 있다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)는 이상에서 설명한 체성분 측정 방식 이외에도 다양한 체성분 측정 방식을 적용할 수 있다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 체성분 측정기(200)와 스마트 기기(100)는 이어폰을 이용하여 데이터 통신을 수행하며, 체성분 측정기(200)로부터 측정된 체성분 신호가 스마트 기기(100)로 전송되어 스마크 기기(100)를 통해 체성분 분석 및 결과 제공이 처리된다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기의 자세한 구성 및 동작을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기 및 스마트 기기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
그리고 , 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기의 이어폰 플러그 및 스마트 기기의 이어폰 포트의 구성을 설명하기 위한 블록도 이다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기(100) 및 체성분 측정기(200) 간의 데이터 처리 방식에 대해서 설명하기에 앞서, 스마트 기기(100)의 이어폰 포트(110)와 체성분 측정기(200)의 이어폰 플러그(210)의 접속 시 상태에 대해서 먼저 설명하도록 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 스마트 기기(100)의 이어폰 포트(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 스피커 단자(111), 마이크 단자(112), 및 그라운드 단자(114)를 포함하여 구성될 수 있으며, 체성분 측정기(200)의 이어폰 플러그(210)는 데이터 입력 단자(211), 데이터 출력 단자(212) 및 그라운드 단자(213)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 스마트 기기(100)의 이어폰 포트(110)와 체성분 측정기(200)의 이어폰 플러그(210)의 접속 연결 시, 이어폰 포트(110)의 스피커 단자(111)는 이어폰 플러그(210)의 데이터 입력 단자(211)에 접속된다. 그리고, 이어폰 포트(110)의 마이크 단자(112)는 이어폰 플러그(210)의 데이터 신호 출력 단자(212)와 접속되고, 이어폰 포트(110) 및 이어폰 플러그(210)의 각 그라운드 단자(113. 213)는 서로 접속된다.
이처럼, 이어폰 포트(110) 및 이어폰 플러그(210)가 접속되면 하기와 같이 스마트 기기(100)와 체성분 측정기(200) 간에 이어폰 포트를 이용한 신호 송/수신 및 데이터 신호 처리를 수행할 수 있다. 참고로, 이어폰 포트(110)의 스피커 단자(111)는 스마트 기기(100)가 오디오 신호를 출력할 시에 양측(즉, 좌/우측)에 각각 오디오 신호를 출력하도록 둘 이상의 단자로 구성될 수 있다. 그리고, 마이크 단자(112)는 스마트 기기(100)가 오디오 신호를 입력 받는 단자로서, 본 발명의 일 실시예에서는 마이크 단자(112)를 통해 체성분 측정기(200)로부터의 데이터 신호가 입력되어 각 부에 전달된다. 그리고, 그라운드 단자(113)는 체성분 측정기(200)의 그라운드 단자(213)로 그라운드 전압을 출력한다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)의 이어폰 플러그(210)는 스마트 기기(100)와의 오디오 신호(예를 들어, 동영상 음원 및 MP3 등) 입/출력 시에 일반적으로 사용되는 이어폰 플러그와 동일 또는 유사한 구조를 갖는다.
다시 도 2로 돌아가서, 먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)의 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)는 이어폰 플러그(210), 전극(220), 접속 확인부(230), 체성분 신호 측정부(240), 데이터 신호 출력부(250), 및 동작 제어부(260)를 포함하여 구성된다.
이어폰 플러그(210)는 스마트 기기(100)로 데이터 신호를 출력하는 출력 단자 및 스마트 기기(220)로부터 데이터 신호를 입력 받는 입력 단자를 포함하고, 스마트 기기(100)의 이어폰 포트(110)와 접속되어 데이터 신호를 출력 및 입력 받는다. 이때, 이어폰 플러그(210)는 이어폰 포트(110)에 삽입 결합되는 형태로 접속될 수 있다.
접속 확인부(230)는 이어폰 플러그(210)를 통해 스마트 기기(100)와의 접속을 확인한다. 구체적으로, 접속 확인부(230)는 데이터 입력 단자(211)를 통해 스마트 기기(100)의 스피커 단자(111)로부터 연결 확인 신호를 입력 받으면, 데이터 출력 단자(212)를 통해 상기 연결 확인 신호에 대한 응답 신호를 출력한다.
전극(220)은 피측정자의 신체와 직접 접촉되도록 체성분 측정기(200)의 본체(미도시)로부터 외부에 노출되도록 구비되며, 체성분 측정기(200)가 자체적으로 구비한 전류원(미도시)으로부터 발생된 기설정된 전류를 출력하여 피측정자의 신체에 인가한다. 이때, 전극(220)은 상기 도 1에서 설명한 바와 같이 둘 이상의 전극으로 구비될 수 있다.
한편, 도 2에서 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)는 전원부(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 전원부(미도시)는 체성분 측정기(200)의 각 부에 전원을 공급할 수 있다. 또한 전원부(미도시)는체성분 측정기(200)의 동작 제어부(260)의 제어에 따라 전극(220)으로 기설정된 전류를 출력한다. 이때, 전원부(미도시)는 RC 발진을 사용하여 생성된 전압을 전류로 변환하는 VC(Voltage-to-Current) 변환기를 사용하여 기설정된 주파수(예를 들어, 50KHz)의 정현파 전류를 생성할 수 있다. 참고로, 전원부(미도시)는 피측정자의 신체가 접지에 연결되지 않고도 사용할 수 있도록 플로팅(floating) 형의 전류원 회로를 포함할 수 있다.
체성분 신호 측정부(240)는 전극(220)을 통해 인가된 전류에 의한 피측정자의 신체의 전기적 저항 값을 측정하여 측정 신호를 생성한다. 참고로, 피측정자 신체의 전기적 저항 값은 피측정자의 체수분량에 대응되는 임피던스 값을 의미할 수 있다.
그리고, 체성분 신호 측정부(240)는 교류 전압(AC)으로 측정된 전기적 저항 값을 직류 전압(DC)으로 변환하고, 직류 전압으로 변환된 전압 신호가 디지털 데이터 신호 형태로 변환될 수 있도록 전압 신호를 평균 평방근(RMS, Root Mean Square) 값으로 결정하여 데이터 신호 출력부(250)로 전달한다. 참고로, RMS 값을 측정하기 위한 회로는 전파 정류 후 저역통과필터(LPF, Low Pass Filter)를 거쳐 완성되도록 구성될 수 있다.
데이터 신호 출력부(250)는 측정 신호를 A/D(analog-to-digital) 변환을 통해 디지털 데이터 신호로 변환하고, 디지털 데이터 신호를 이어폰 플러그(210)의 데이터 출력 단자(212)를 통해 스마트 기기(100) 측으로 출력한다.
이때, 데이터 신호 출력부(250)는 디지털 데이터 신호를 주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying) 방식으로 변조하여 출력할 수 있다.
구체적으로, 데이터 신호 출력부(250)는 디지털 신호의 0과 1의 값에 따라 반송파의 주파수를 달리하는 방식인 FSK 방식을 이용하여, 측정 신호 (즉, 디지털 데이터 신호)의 값이 0일 경우에는 기설정된 주파수 중 낮은 주파수를 할당하고, 측정 신호 값이 1일 경우 기설정된 주파수 중 높은 주파수를 할당하여 데이터를 전송할 수 있다.
또한, 데이터 신호 출력부(250)는 유아트(UART, Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 통신 방식을 통해 디지털 데이터 신호를(측정 신호)를 스마트 기기(100)로 전송할 수 있다.
참고로, 유아트 통신 방식은 1 바이트(byte)를 8개의 비트(bit)로 분리해서 한번에 1 비트씩 통신 선로로 전송하는 방식으로서, 수신측(즉, 스마트 기기)에서는 통신 선로를 통해 수신한 비트를 조립하여 1바이트를 복만든다. 이때 1 바이트 범위를 구분하기 위해 시작 비트(start bit)와 종료 비트(stop bit)를 사용할 수 있으며, 송신측(즉, 체성분 측정기)은 시작 비트를 송신한 후 실제 데이터인 8개의 데이터 비트를 송신하고 마지막으로 종료 비트를 송신하여 수신측이 데이터를 구분할 수 있도록 한다.
동작 제어부(260)는 체성분 측정기(200)의 본체(미도시) 외부로 노출된 동작 제어 버튼(미도시)의 조작에 따라 발생된 동작 신호에 기초하여 전극(220)을 통한 전류의 출력 동작을 제어하거나, 데이터 신호 출력부(250)를 제어하여 측정 신호에 대한 리셋(reset) 동작을 수행한다.
또한, 도 2에 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기(200)는 자체적으로 정전기 제거부(미도시)를 더 포함하여, 피측정자의 인체로부터 발생되는 정전기를 제거하여 체성분 신호를 측정하는 것도 가능하다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기(100)의 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기(100)는 이어폰 포트(110), 연결 확인부(120), 체성분 측정 신호 수신부(130), 애플리케이션 구동부(140), 애플리케이션 관리부(150), 체성분 분석부(160), 및 디스플레이부(170)를 포함하여 구성된다.
이어폰 포트(110)는 스피커 단자(111) 및 마이크 단자(112)를 포함하고, 체성분 측정기(200)의 이어폰 플러그(210)와 접속한다. 참고로, 이어폰 포트(110)는 이어폰 플러그(210)가 삽입 접속될 수 있도록 표준화된 크기와 형태를 가지는 소켓(socket)일 수 있다.
연결 확인부(120)는 체성분 측정기(200)의 이어폰 플러그(210)가 이어폰 포트(110)와 접속 결합할 시에 스피커 단자(111)를 통해 연결 확인 신호를 출력하고 마이크 단자(112)를 통해 체성분 측정기(200)로부터 상기 연결 확인 신호에 대응되는 응답 신호를 수신하여 체성분 측정기(200)와의 연결이 성공하였음을 확인한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 확인부(120)는 체성분 측정기(200)와의 연결 성공 정보를 애플리케이션 구동부(140)로 전달하여 체성분 측정 애플리케이션을 실행시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연결 확인부(120)는 이어폰 포트(110)와 이어폰 플러그(210)의 접속 결합 시에 물리적 접속 결과에 따라 자체적으로 발생되는 접속 신호를 확인하여 체성분 측정기(200)와의 접속 연결을 확인하는 것도 가능하다.
애플리케이션 구동부(140)는 기탑재된 신호 처리 애플리케이션에 대한 실행 명령을 스마트 기기(100)의 입력 모듈(미도시)을 통해 입력 받거나, 연결 확인부(120)부터 연결 성공 정보를 수신하여 애플리케이션 실행 명령에 따른 신호 처리 애플리케이션(즉, 체성분 측정 애플리케이션)을 실행시킨다.
참고로, 입력 모듈(미도시)은 스마트 기기(100)에 기본적으로 포함되는 구성으로서, 스마트 기기(100)의 사용자가 입력 수단(예를 들어, 키보드, 키 패드, 마우스, 터치 스크린 등)을 물리적으로 조작하여 발생되는 입력 데이터를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 스마트 기기(100)의 터치 스크린 상에 디스플레이 되어 있는 다수의 애플리케이션 중 체성분 측정 애플리케이션을 사용자가 선택(즉, 터치)할 경우, 애플리케이션 구동부(140)는 입력 모듈(미도시)을 통해 수신되는 애플리케이션 선택 정보(즉, 실행 명령)에 따른 신호 처리 애플리케이션을 선택하여 실행시킨다.
애플리케이션 구동부(140)는 체성분 측정기(200)에 따른 신호 처리 애플리케이션을 애플리케이션 관리부(150)로부터 추출하여 실행시킬 수 있다.
이때, 애플리케이션 구동부(140)는 애플리케이션 관리부(150)를 통해 저장되어 있던 신호 처리 애플리케이션 중 체성분 측정기(200)에 대응하는 신호 처리 애플리케이션을 확인하여 실행시킨다.
애플리케이션 관리부(150)는 사전에 등록된 내지는 탑재된 다양한 종류의 신호 처리 애플리케이션을 스마트 기기(100)의 주변 기기 별로 매칭하여 저장 관리한다.
체성분 측정 신호 수신부(130)는 마이크 단자(112)를 통해 체성분 측정기(200)로부터 디지털 데이터 신호(즉, 체성분을 측정한 측정 신호)를 수신하고, 수신된 디지털 데이터 신호를 체성분 분석부(160)로 전달한다.
체성분 분석부(160)는 실행된 체성분 측정 애플리케이션의 동작에 따라 이어폰 포트(110)의 마이크 단자(112)를 통해 체성분 측정기(200)로부터 입력된 데이터 신호, 및 상기 실행된 체성분 측정 애플리케이션에 의해 획득되는 데이터에 기초하여 체성분 분석 연산 처리를 수행하고, 분석 처리의 결과를 기설정된 출력 모듈(디스플레이부)을 통해 출력시킨다.
이때, 체성분 분석부(160)는 체성분 측정 애플리케이션의 동작에 따라 체지방량, 체지방률, 근육량, 기초대사량, 및 체질량지수(BMI, Body Mass Index) 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.
체성분 분석부(160)는 예컨대, 스마트 기기(100)의 CPU(Central Processing Unit)이다.
디스플레이부(170)는 체성분 분석부(160)의 체성분 분석 연산에 따른 결과 값에 기초한 체성분 분석 정보를 표시한다. 이때, 디스플레이부(170)는 체성분 분석 처리의 결과를 스마트 기기(100) 상에서 출력할 수 있도록 가공하여 스마트 기기(100)의 화면 또는 스피커 등의 출력 수단(미도시)을 통해 출력할 수 있다.
따라서 사용자는 체성분 분석기(200)를 통해 체성분을 측정을 수행하고,스마트기기(100)의 화면을 통해 체성분 측정 결과를 확인하게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정 애플리케이션의 실행 동작들의 일례에 대해서 도 4 내지 6을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 통해 체성분 분석의 조건 데이터를 입력 받는 체성분 측정 애플리케이션의 실행 화면의 일례이다.
그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정을 안내하는 체성분 측정 애플리케이션의 실행 화면의 일례이다.
체성분 분석부(160)는 체성분 측정기(200)로부터 수신된 측정 신호와 피측정자의 신체 조건 정보를 이용하여 체성분 분석 연산을 수행한다. 이를 위해, 체성분 측정 애플리케이션은 피측정자의 체성분 분석에 필요한 기설정된 조건 데이터를 입력할 수 있는 체성분 측정 입력 인터페이스를 제공하고, 입력 인터페이스를 통해 상기 조건 데이터를 입력 받을 수 있다.
예를 들어, 도 4의 (a)에서는 피측정자의 성별을 입력할 수 있는 입력 인터페이스를 나타냈으며, (b)에서는 피측정자의 체형을 선택할 수 있는 입력 인터페이스를 나타내었고, (c) 내지 (e)에서는 각각 피측정자의 몸무게, 키, 및 생년(또는 나이)을 입력할 수 있는 입력 인터페이스를 나타내었다.
한편, 체성분 측정 신호 수신 및 체성분 분석에 앞서, 체성분 측정 애플리케이션은 체성분 측정기(200)의 사용 순서 정보 및 체성분 측정기(200)의 측정 동작 수행 중 측정 진행 상태 정보를 디스플레이부를 통해 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (a)에서는 스마트 기기(100)와 체성분 측정기(200) 간의 연결 동작을 설명하는 화면을 나타내었고, (b)에서는 스마트 기기(100)와 체성분 측정기(200) 간의 연결이 성공적인지 확인하기 위하여 스마트 기기(100)의 스피커 볼륨을 최대화하도록 안내하는 화면을 나타내었다. 참고로, 스피커 단자(111)를 통해 높은 전압의 연결 확인 요청 신호가 출력되면 통신 성공 가능성이 높아진다. 그리고, 도 5의 (c)에서는 체성분 측정이 시작되도록 체성분 측정기(200)의 측정 버튼을 조작하도록 안내는 화면을 나타내었으며, (d) 및 (e)에서는 각각 체성분 측정기(200)의 측정 동작 수행 및 현재 측정 진행 상태를 확인할 수 있는 정보가 출력되는 화면을 나타내었다.
또한, 체성분 측정 애플리케이션은 체성분 분석부(160)가 체성분 분석 연산 처리한 결과를 하기 도 6과 같이 디스플레이부를 통해 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 체성분 분석 결과 정보를 제공하는 체성분 측정 애플리케이션의 실행 화면의 일례이다.
도 6의 (a)에서는 체지방률 체지방량, 근육량, 기초대사 칼로리, 및 BMI등의 체성분 분석 정보를 출력한 화면을 나타내었고, (b)에서는 체성분 분석 결과를 설명 및 안내하고 대안을 제시하는 정보를 출력한 화면을 나타내었고, (c)에서는 체성분 분석 결과를 기간 별로 통계 처리하여 변화량을 확인할 수 있도록 출력한 화면을 나타내었다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정 애플리케이션은 이상에서 설명한 기능 외에도 다양한 분석 처리 및 정보 제공 동작을 수행하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 체성분 측정 애플리케이션은 체성분 분석 정보를 기설정된 웹 서버(예를 들어, SNS 서버)로 업로드 또는 백업하거나, 기설정된 웹 서버로부터 피측정자의 정보에 매칭되어 기등록된 체성분 분석 정보를 획득하여 디스플레이부를 통해 표시할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기의 체성분 측정 및 분석 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정기에서 체성분을 측정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7에서와 같이, 체성분 측정기(200)는 이어폰 플러그를 통해 스마트 기기의 이어폰 포트와의 접속을 확인한다(S710).
이때, 이어폰 플러그의 출력 단자와 스마트 기기의 이어폰 포트의 마이크 단자가 접속된다. 그리고, 이어폰 플러그의 입력 단자를 통해 이어폰 포트의 스피커 단자로부터 연결 확인 신호를 수신하면, 출력 단자를 통해 연결 확인 신호에 대한 응답 신호를 출력함으로써 스마트 기기와의 접속을 확인할 수 있다.
그런 다음, 전극에 접촉된 피측정자의 신체로 전류를 인가하여 체성분 신호를 측정한다(S720).
그런 후, 전극을 통해 전류에 의한 피측정자의 신체의 전기적 저항 값을 측정하여, 측정 신호를 생성한다(S730).
이때, 교류 전압인 전기적 저항 값을 직류 전압으로 변환하고, 직류 전압으로 변환된 전압 신호를 평균 평방근(RMS, Root Mean Square) 값으로 결정하여 출력할 수 있으며, 전기적 저항 값은 피측정자의 체수분량에 대응된다.
그런 후, 측정 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하여(S740), 이어폰 플러그를 통해 스마트 기기 측으로 디지털 데이터 신호를 출력한다(S750).
이때, 디지털 데이터 신호를 주파수 편이 변조(FSK) 방식으로 변조하여 출력할 수 있다. 또한, 유아트(UART) 통신 방식을 통해 디지털 데이터 신호를 스마트 기기로 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기가 체성분을 분석하는 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
도 8에서와 같이, 스마트 기기(100)는 이어폰 포트를 통해 체성분 측정기와의 연결을 확인하고(S810), 체성분 측정기(200)의 접속에 따른 체성분 측정 애플리케이션을 실행한다(S820).
그런 후, 이어폰 포트의 마이크 단자를 통해 체성분 측정기가 전송하는 체성분 측정 신호(즉, 디지털 데이터 신호)를 수신하고(S830), 수신된 체성분 측정 신호에 기초하여 체성분 분석 처리를 수행한다(S840).
체성분 분석 처리의 결과를 스마트 기기(100)의 화면 상에 출력하여 사용자가 확인할 수 있도록 제공한다(S850).
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정 애플리케이션이 실행됨에 따라, 체성분 측정기(200)로부터 수신되는 체성분 측정 신호와 더불어 체성분 분석에 필요한 조건 데이터를 입력 받고, 체성분 측정 신호와 조건 데이터에 기초하여 체성분 분석 연산을 수행하며, 체성분 분석 연산의 결과 값에 따른 체성분 분석 정보들을 사용자가 확인할 수 있도록 화면에 표시한다.
이처럼, 스마트 기기와 체성분 측정기 간에 이어폰을 이용하여 데이터 신호 처리를 수행함으로써, 체성분 측정기 자체에 불필요한 구성(예를 들어, 디스플레이부 내지는 데이터 정보 입력부 등)이 필요치 않아 간편하게 체성분 측정 및 분석이 가능하다. 뿐만 아니라, 스마트 기기는 별도의 장치 구성의 변형 없이도 기존에 구성되어 있는 이어폰 포트를 이용하여 체성분 측정기에 대한 데이터 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 스마트 기기가 이어폰 포트를 이용하여 체성분 측정기가 전송하는 데이터 신호를 수신하여 처리하되, 다양한 체성분 측정기의 종류에 따른 기설정된 체성분 측정 애플리케이션을 실행함으로써 신속하고 편리하게 체성분 측정기와의 신호 처리를 수행할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 휴대가 가능한 체성분 측정기가 피측정자의 체성분 신호를 측정하여 스마트 기기로 전송하고, 스마트 기기에서 체성분 분석 및 체성분 분석 정보가 제공됨으로써, 체성분 측정기 자체에 디스플레이 구성 및 데이터 입력 구성이 구비될 필요가 없어 소형화가 가능하고 사용자의 조작이 간편해지는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 스마트 기기에 탑재된 체성분 측정 애플리케이션을 통해 다양한 종류의 체성분 분석 정보를 제공할 수 있으며, 사용자가 스마트 기기를 통해 편리하고 효율적으로 체성분 분석 정보를 확인할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 체성분 측정기와 스마트 기기 간에 이어폰 포트를 이용하여 데이터 통신을 처리함으로써, 특별한 데이터 통신 프로토콜을 사용하지 않고도 범용적으로 사용하는 이어폰 포트를 이용하여 체성분 측정을 위한 데이터 통신을 수행할 수 있어 효율적이다.

Claims (9)

  1. 이어폰을 이용하여 스마트 기기와 데이터 통신하는 체성분 측정기에 있어서,
    상기 스마트 기기로 데이터 신호를 출력하는 출력 단자 및 상기 스마트 기기로부터 데이터 신호를 입력 받는 입력 단자를 포함하고, 상기 스마트 기기의 이어폰 포트와 접속되는 이어폰 플러그;
    피측정자의 신체와 직접 접촉되어 전류를 상기 신체에 가하는 둘 이상의 전극;
    상기 전극을 통해 상기 전류에 의한 상기 피측정자의 신체의 전기적 저항 값을 측정하여 측정 신호를 생성하는 체성분 신호 측정부; 및
    상기 측정 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하고, 상기 디지털 데이터 신호를 상기 이어폰 플러그의 출력 단자를 통해 상기 스마트 기기로 출력하는 데이터 신호 출력부를 포함하되,
    상기 이어폰 플러그와 상기 스마트 기기의 이어폰 포트의 접속 시, 상기 출력 단자 및 입력 단자는 각각 상기 이어폰 포트의 마이크 단자 및 스피커 단자와 접속되고,
    상기 전기적 저항 값은 상기 피측정자의 체수분량에 대응되는 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체성분 신호 측정부는,
    교류 전압인 상기 전기적 저항 값을 직류 전압으로 변환하고, 상기 직류 전압으로 변환된 전압 신호를 평균 평방근(RMS, Root Mean Square) 값으로 결정하여 출력하는 스마트기기와 연동하는 체성분 측정기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 신호 출력부는,
    상기 디지털 데이터 신호를 주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying) 방식으로 변조하여 출력하거나, 유아트(UART, Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 통신 방식을 통해 상기 디지털 데이터 신호를 상기 스마트 기기로 전송하는 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 단자를 통해 상기 스피커 단자로부터의 연결 확인 신호가 입력되면, 상기 출력 단자를 통해 상기 연결 확인 신호에 대한 응답 신호를 출력하는 접속 확인부를 더 포함하는, 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    외부로 노출된 동작 제어 버튼의 조작에 따라 발생된 동작 신호에 기초하여 상기 전극을 통한 전류의 출력 동작 및 상기 측정 신호에 대한 리셋(reset) 동작 중 적어도 하나를 제어하는 동작 제어부를 더 포함하는 스마트 기기와 연동하는 체성분 측정기.
  6. 체성분 측정기가 이어폰을 이용하여 스마트 기기와 연동하여 체성분을 측정하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 체성분 측정기의 이어폰 플러그와 상기 스마트 기기의 이어폰 포트의 접속을 확인하는 단계;
    (b) 피측정자의 신체와 직접 접촉되는 전극을 통해 전류를 출력하는 단계;
    (c) 상기 전극을 통해 상기 전류에 의한 상기 피측정자의 신체의 전기적 저항 값을 측정하여 측정 신호를 생성하는 단계;
    (d) 상기 측정 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 단계; 및
    (e) 상기 디지털 데이터 신호를 상기 이어폰 플러그의 출력 단자를 통해 상기 스마트 기기로 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 이어폰 플러그와 상기 스마트 기기의 이어폰 포트의 접속 시, 상기 출력 단자는 상기 이어폰 포트의 마이크 단자와 접속되고,
    상기 전기적 저항 값은 상기 피측정자의 체수분량에 대응되는 것이며,
    상기 디지털 데이터 신호로 변환된 상기 측정 신호는 상기 스마트 기기에 기탑재된 체성분 측정 애플리케이션을 통한 체성분 분석 연산에 사용되는 스마트 기기와 연동한 체성분 측정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    교류 전압인 상기 전기적 저항 값을 직류 전압으로 변환하고, 상기 직류 전압으로 변환된 전압 신호를 평균 평방근(RMS, Root Mean Square) 값으로 결정하여 출력하는 스마트 기기와 연동한 체성분 측정 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    상기 디지털 데이터 신호를 주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying) 방식으로 변조하여 출력하거나, 유아트(UART, Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 통신 방식을 통해 상기 디지털 데이터 신호를 상기 스마트 기기로 전송하는 스마트 기기와 연동한 체성분 측정 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 이어폰 플러그의 입력 단자를 통해 상기 이어폰 포트의 스피커 단자로부터 연결 확인 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 출력 단자를 통해 상기 연결 확인 신호에 대한 응답 신호를 출력하는 단계를 포함하는 스마트 기기와 연동한 체성분 측정 방법.
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