WO2018105855A1 - Fpcb 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 iot 시스템 - Google Patents

Fpcb 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 iot 시스템 Download PDF

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WO2018105855A1
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user
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fpcb
pressure sensor
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백웅용
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백웅용
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Definitions

  • the present invention relates to an Internet of Things (IoT) system for attitude control and correction, and more particularly, to an IoT system for attitude control and correction using a flexible printed circuit board (FPCB) based pressure sensor.
  • IoT Internet of Things
  • FPCB flexible printed circuit board
  • Representative functional shoes of the conventional posture correction products are made to the user's initial foot shape, so that the user can comfortably wear, but if the walking posture is incorrect, the reality is useless. In other words, modern people are driven by busy daily life despite poor walking posture or bad walking habits, but they can be easily corrected if they are found early. Caused by. There is an urgent need for a method of providing correct posture correction information to a user in order to prevent a disease that may occur due to a user's walking habit or a walking posture.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems of the conventionally proposed methods, and includes a user smart device equipped with a pressure sensor, a control module, a wireless communication module, a battery, and an attitude correction app in the form of an FPCB, A plurality of FPCB-type pressure sensors are distributed and placed on the insole of the shoe, and the pressure data values for posture correction are measured by using the pressure detected by the plurality of pressure sensors in the control module.
  • the device By configuring the device to provide the user with posture correction information using pressure data values, the user can maintain and manage a healthy body through posture correction by providing real-time monitoring and notification of poor pedestrian and upright posture.
  • IoT system for attitude control and calibration using FPCB-based pressure sensor Its purpose is to provide.
  • the present invention by configuring the FPCB-type pressure sensor and control module, the wireless communication module and the battery installed in the insole of the shoe, it is possible to prevent damage and compact configuration of the product during commercialization, lithium ion battery and micro Posture control and correction using FPCB-based pressure sensor that maximizes the convenience of use and improves the convenience of battery charging through the combination of USB charging terminal and rubber cap and enables waterproof function when battery is not charged.
  • Another object is to provide an IoT system.
  • the present invention by configuring a wireless communication module, but configured to enable Bluetooth communication and NFC communication, the user of a smart phone that is good at setting up Bluetooth pairing, as well as the user of a smart phone that is difficult to set up Bluetooth pairing It is another object of the present invention to provide an IoT system for posture control and correction using an FPCB-based pressure sensor that can be used by everyone.
  • a plurality of pressure sensors disposed in the insole of shoes worn by the user and detecting pressure exerted by the user's foot during walking or jogging of the user;
  • a control module for measuring a pressure data value for posture correction using the pressures detected from the plurality of pressure sensors
  • a wireless communication module for providing a pressure data value for the posture correction via a wireless local area communication method
  • Equipped with a posture correction app for real-time monitoring of the user's walking posture and upright posture comprising a user smart device that provides the user posture correction information based on the pressure data value provided through the wireless communication module Features of the jacket.
  • the plurality of pressure sensors are arranged so that the plurality of pressure sensors,
  • the pressure data value is,
  • It may include the position, order, and intensity pressed by the user's foot using the pressures detected from the plurality of pressure sensors.
  • the wireless communication module More preferably, the wireless communication module,
  • It may be configured to include a Bluetooth module for performing Bluetooth communication with the user smart device.
  • the wireless communication module is configured to:
  • the battery Even more preferably, the battery,
  • the micro USB charging terminal may be fastened with a rubber cap for waterproof.
  • the user smart device Even more preferably, the user smart device,
  • the bad pedestrian and upright posture of the user may be determined based on the position, the order, and the intensity pressed by the user's foot included in the pressure data value provided through the wireless communication module.
  • posture correction information corresponding thereto may be provided on a display screen or an alarm.
  • the user smart device Even more preferably, the user smart device,
  • the posture correction app Through the execution of the posture correction app, the user's walking speed according to the frequency of reception of the pressure data value is analyzed, and the walking posture of the user according to the position pressed by the foot included in the pressure data value, and the order and intensity. Can be analyzed.
  • a user smart device equipped with an FPCB-type pressure sensor, a control module, a wireless communication module, a battery, and a posture correction app are included.
  • the plurality of FPCB-type pressure sensors are distributed and placed on the insole of the shoe, using the pressure detected by the plurality of pressure sensors in the control module to measure the pressure data value for posture correction, the posture correction app is equipped with
  • the user's smart device to provide the user with posture correction information using pressure data values, the user maintains and manages a healthy body through posture correction by providing real-time monitoring and notification of poor pedestrian and upright posture. You can do it.
  • the FPCB-type pressure sensor and control module by configuring the FPCB-type pressure sensor and control module, the wireless communication module and the battery installed in the insole of the shoe, it is possible to prevent damage and compact configuration of the product at the time of commercialization, lithium ion battery and The micro USB charging terminal and the rubber cap can be combined to improve the convenience of battery charging and maximize the convenience of use, and to realize the waterproof function when the battery is not charged.
  • the present invention by configuring a wireless communication module, but configured to enable Bluetooth communication and NFC communication, the user of a smart phone that is good at setting up Bluetooth pairing, as well as the user of a smart phone that is difficult to set up Bluetooth pairing It can be used by everyone.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the IoT system for attitude control and correction using the FPCB-based pressure sensor in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication module applied to an IoT system for posture control and correction using an FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a battery configuration applied to the IoT system for attitude control and correction using the FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating Bluetooth communication between a shoe and a user smart device to which an IoT system for posture control and correction using an FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating NFC communication between a shoe and a user smart device to which an IoT system for posture control and correction using an FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention is applied.
  • Figure 6 is a view showing the heel portion of the shoe to which the IoT system for the posture control and correction using the FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • control module MCU
  • FIG. 1 is a view showing the overall configuration of the IoT system for the attitude control and correction using the FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention as a functional block
  • Figure 2 is an FPCB-based according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication module applied to an IoT system regarding posture control and correction using a pressure sensor of FIG. 3, and
  • FIG. 3 illustrates an IoT regarding posture control and correction using an FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • the IoT system 100 for attitude control and correction using the FPCB-based pressure sensor may be configured to include a user smart device 160.
  • the plurality of pressure sensors 110 are distributed in the insole 11 of the shoe 10 worn by the user, and are configured to detect a pressure applied by the foot of the user when the user walks or jogs.
  • Each of the plurality of pressure sensors 110 may be configured as a pressure sensor in the form of a flexible printed circuit board (FPCB).
  • the plurality of pressure sensors 110 implemented as a pressure sensor of the FPCB type is a configuration that can be installed in the insole 11 of the shoe 10, that is, the thickness of the shoe insole (10 ⁇ 20mm), the thickness It is free from constraints and can be implemented with simplification of the product.
  • the control module 120 is a configuration of a control for measuring a pressure data value for posture correction using the pressures detected from the plurality of pressure sensors 110.
  • the pressure data value processed by the control module 120 may include a position, an order, and an intensity pressed by a user's foot using pressures detected from the plurality of pressure sensors 110.
  • the control module 120 is electrically connected and connected to the plurality of pressure sensors 110, may be implemented in a separate PCB block, or may be implemented on the FPCB, such as a plurality of pressure sensors 110.
  • the wireless communication module 130 is a configuration of a module for wireless communication, which provides a pressure data value for posture correction through a wireless local area communication method under the control of the control module 120.
  • the wireless communication module 130 may include a Bluetooth module 131 which performs Bluetooth communication with the user smart device 160 which will be described later through Bluetooth pairing.
  • the wireless communication module 130 may further include an NFC module 132 that performs Near Field Communication (NFC) communication with the user smart device 160.
  • NFC Near Field Communication
  • the NFC module 132 is for the convenience of adults using a mobile phone difficult to pair Bluetooth
  • the posture correction app 150 is mounted on the user smart device 160, that is, the user carries a shoe Only the operation of approaching the cover side of 10 allows the transmission of pressure data values for posture correction.
  • the battery 140 is a configuration of a power supply for supplying power for driving the plurality of pressure sensors 110, the control module 120, and the wireless communication module 130.
  • the battery 140 includes a lithium ion battery that can be charged through the micro USB charging terminal 141 exposed to the outside through the heel portion of the shoe 10.
  • the micro USB charging terminal 141 may have a structure in which a rubber cap 142 for waterproofing is fastened.
  • the battery 140 serves to increase the use time through the lithium ion battery, to enable convenient charging through the micro USB charging terminal 141, rubber cap (opening and closing can be selectively selected by the user ( 142) ensures a confidential waterproof function when not charging.
  • the user smart device 160 includes a posture correction app 150 for real-time monitoring of a user's walking posture and upright posture, and correcting a posture of a user based on a pressure data value provided through the wireless communication module 130. It is a configuration of a smart phone carried by a user who provides information. The user smart device 160 is based on the position, order, and intensity pressed by the user's foot included in the pressure data value provided through the wireless communication module 130 through the execution of the posture correcting app 150. The bad pedestrian and upright posture of the user may be determined, and posture correction information corresponding thereto may be provided as a display screen or an alarm.
  • the user smart device 160 monitors the poor pedestrian posture and the upright posture of the user, and if the corresponding pedestrian posture or the upright posture is poor, a notification about the prompt is immediately provided as an alarm to correct the walking posture of the user. You can do that.
  • the posture correction information may be provided through the display screen so that the walking posture of the user may be corrected through the display screen.
  • the posture correction information provided through the display screen may provide a difference between pressure intensities applied to the left foot and the right foot of the user.
  • the user smart device 160 analyzes the walking speed of the user according to the frequency of receiving the pressure data value through the execution of the posture correcting app 150, and the position pressed by the foot included in the pressure data value,
  • the walking posture of the user may be analyzed and processed according to the order and intensity.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating Bluetooth communication between a shoe and a user smart device to which an IoT system for posture control and correction using an FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention is applied
  • FIG. 5 is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating NFC communication between a shoe and an user smart device to which an IoT system for posture control and correction using an FPCB-based pressure sensor is applied.
  • 4 illustrates an example of setting Bluetooth pairing, that is, a user who is familiar with using a smartphone to perform Bluetooth communication.
  • FIG. 5 shows related information, that is, pressure data values for posture correction, by simply approaching the user smart device 160 toward the cover of the shoe 10 in order to use Ntag NFC communication for those who have difficulty setting up Bluetooth pairing.
  • An example of performing NFC communication provided to the user smart device 160 is shown.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a heel portion of a shoe to which an IoT system for posture control and correction using an FPCB-based pressure sensor according to an embodiment of the present invention is applied. 6 illustrates a pressure sensor 110, a control module 120, a wireless communication module 130, and a battery 140 in the insole 11 of the shoe 10 of the IoT system 100 of the present invention.
  • the micro USB charging terminal 141 is disposed in a form in which the micro USB charging terminal 141 is exposed to the heel of the shoe 10, and the micro USB charging terminal 141 is exposed by opening and closing the rubber gap 142.
  • the micro USB charging terminal 141 provides a sealed waterproof function when sealed by the rubber gap 142, and when the rubber gap 142 is opened and closed with a lithium ion battery through the micro USB charging terminal 141. It is possible to charge the battery 140 is configured.
  • the IoT system for attitude control and correction using the FPCB-based pressure sensor the plurality of FPCB-type pressure sensors are distributed in the insole of the shoe, a plurality of control modules By measuring the pressure data value for posture correction by using the pressure detected by the pressure sensor, by configuring the user smart device equipped with the posture correction app to provide the user with posture correction information using the pressure data value, By providing real-time monitoring and notification of poor pedestrian and upright postures, the user can maintain and manage a healthy body through posture correction.
  • FPCB-type pressure sensor, control module and wireless communication module are also provided in the shoe insole.
  • the battery to be installed, thereby preventing damage to the product during the commercialization and compact configuration Performance and maximize ease of use with the improved convenience of the battery charge through the fastening structure of the lithium ion battery and a micro-USB charging terminal and the rubber cap, and the water resistance of the battery unfilled it is possible to to be implemented.
  • a wireless communication module capable of Bluetooth communication and NFC communication both users of smartphones that are good at setting up Bluetooth pairing, regardless of age and gender, as well as users of smartphones who are not good at setting up Bluetooth pairing are convenient. So that you can use it.

Abstract

본 발명에서 제안하고 있는 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템에 따르면, FPCB 형태의 압력센서, 제어 모듈, 무선통신 모듈, 배터리, 및 자세 교정 앱이 탑재된 사용자 스마트 디바이스를 포함하되, FPCB 형태의 복수의 압력센서를 신발의 깔창에 분산 배치하고, 제어 모듈에서 복수의 압력센서를 통해 검출되는 압력을 이용하여 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 측정하며, 자세 교정 앱이 탑재된 사용자 스마트 디바이스에서 압력 데이터 값을 이용한 자세 교정 정보를 사용자에게 제공할 수 있도록 구성함으로써, 사용자의 불량한 보행자세 및 직립자세의 실시간 모니터링 및 알림 제공을 통해 사용자가 자세교정을 통한 건강한 몸을 유지하고 관리할 수 있도록 할 수 있다.

Description

FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IOT 시스템
본 발명은 자세 제어 및 교정 관한 IoT(Internet of Things) 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템에 관한 것이다.
현대사회에서는 업무의 과중에 따른 일하는 자세 및 스마트폰 보급으로 인한 몸의 불균형이 생기고 있다. 즉, 불량한 자세를 유지하는 장시간의 근무나, 또는 스마트폰의 장시간의 사용은 사용자들의 자세에 많은 악영향을 미치고 있다. 단적인 예로, 자세의 불안정 및 구부정한 자세로 인해서 무릎부터 허리, 골반, 척추 등이 모두 안 좋아질 수 있게 된다. 이에 많은 사람들이 불량한 자세로 인한 허리통증, 어깨, 무릎 등의 통증을 해소하기 위해 병원에서 약을 처방받아 사용하고 있다. 이는 근본적인 해결이 되지 못하고 있으며, 의료비 부담과 함께 약물 남용을 초래하는 문제를 야기하고 있다. 이에 많은 사용자들이 운동을 통해 자세를 보정하고 있으며, 기존에 나와 있는 자세 교정을 위한 제품인 기능성 신발을 애용하고 있다.
기존에 나와 있는 자세교정 제품의 대표적인 기능성 신발은, 사용자의 초기 발 모양 그대로 만들어서 사용자가 편안하게 신을 수 있도록 하고 있으나, 보행하는 자세가 올바르지 않으면 무용지물인 것이 현실이다. 즉, 현대인들은 걷는 자세나 걷는 습관이 나쁨에도 불구하고 바쁜 일상에 쫓겨 초기에 발견하면 쉽게 고칠 수 있음에도 불구하고 지속적으로 방치함으로써, 나쁜 보행 자세가 장시간 습관으로 굳어지고, 이는 결국에 사용자의 질환 유발의 원인이 되고 있다. 사용자의 걷는 습관이나 걷는 자세로 인해 발생될 수 있는 질환을 사전에 방지하기 위해 사용자에게 올바른 자세 교정 정보를 제공하는 방안이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, FPCB 형태의 압력센서, 제어 모듈, 무선통신 모듈, 배터리, 및 자세 교정 앱이 탑재된 사용자 스마트 디바이스를 포함하되, FPCB 형태의 복수의 압력센서를 신발의 깔창에 분산 배치하고, 제어 모듈에서 복수의 압력센서를 통해 검출되는 압력을 이용하여 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 측정하며, 자세 교정 앱이 탑재된 사용자 스마트 디바이스에서 압력 데이터 값을 이용한 자세 교정 정보를 사용자에게 제공할 수 있도록 구성함으로써, 사용자의 불량한 보행자세 및 직립자세의 실시간 모니터링 및 알림 제공을 통해 사용자가 자세교정을 통한 건강한 몸을 유지하고 관리할 수 있도록 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 신발의 깔창 내에 FPCB 형태의 압력센서와 제어 모듈과 무선통신 모듈 및 배터리가 설치되도록 구성함으로써, 상용화시의 제품의 파손 방지 및 콤팩트한 구성이 가능하고, 리튬이온 배터리와 마이크로 USB 충전단자와 고무 캡의 체결 구성을 통한 배터리 충전의 편의성 향상과 함께 사용의 편의성을 극대화하고, 배터리 미 충전시의 방수 기능이 구현될 수 있도록 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 무선통신 모듈을 구성하되, 블루투스 통신 및 NFC 통신이 가능하도록 구성함으로써, 블루투스 페어링의 설정이 능숙한 스마트폰의 사용자는 물론, 블루투스 페어링 설정이 어려운 능숙하지 않은 스마트폰의 사용자 모두가 편리하게 사용할 수 있도록 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템은,
FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템으로서,
사용자가 신는 신발의 깔창 내에 분산 배치되며, 사용자의 보행 또는 조깅 시에 사용자의 발에 의해 가해지는 압력을 검출하는 복수의 압력센서;
상기 복수의 압력센서로부터 검출되는 압력들을 이용하여 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 측정하는 제어 모듈;
상기 제어 모듈의 제어 하에, 상기 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 무선 근거리 통신 방식을 통해 제공하는 무선통신 모듈;
상기 복수의 압력센서와 제어 모듈 및 무선통신 모듈의 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리; 및
사용자의 보행 자세 및 직립 자세를 실시간 모니터링 하기 위한 자세 교정 앱을 탑재하며, 상기 무선통신 모듈을 통해 제공되는 압력 데이터 값에 기초하여 사용자의 자세 교정 정보를 제공하는 사용자 스마트 디바이스를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 복수의 압력센서는,
각각이 FPCB 형태의 압력센서로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 압력 데이터 값은,
상기 복수의 압력센서로부터 검출되는 압력들을 이용한 사용자의 발에 의해 눌리는 위치와, 순서, 및 강도를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 무선통신 모듈은,
상기 사용자 스마트 디바이스와 블루투스 통신을 수행하는 블루투스 모듈을 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 무선통신 모듈은,
상기 사용자 스마트 디바이스와 NFC 통신을 수행하는 NFC 모듈을 더 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 배터리는,
신발의 뒤축 부분을 통해 외부로 노출되는 마이크로 USB 충전단자를 통해 충전이 가능한 리튬이온 배터리로 구성되고, 상기 마이크로 USB 충전단자는 방수를 위한 고무 캡이 체결될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 사용자 스마트 디바이스는,
상기 자세 교정 앱의 실행을 통해, 상기 무선통신 모듈을 통해 제공되는 압력 데이터 값에 포함된 사용자의 발에 의해 눌리는 위치와, 순서, 및 강도에 기초하여 사용자의 불량한 보행자세 및 직립자세를 판단하고, 그에 대응한 자세 교정 정보를 디스플레이 화면 또는 알람으로 제공할 수 있다.
더더욱 바람직하게는, 상기 사용자 스마트 디바이스는,
상기 자세 교정 앱의 실행을 통해, 상기 압력 데이터 값의 수신 빈도에 따른 사용자의 걷는 속도를 분석 처리하고, 상기 압력 데이터 값에 포함된 발에 의해 눌리는 위치와, 순서 및 세기에 따라 사용자의 보행 자세를 분석 처리할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템에 따르면, FPCB 형태의 압력센서, 제어 모듈, 무선통신 모듈, 배터리, 및 자세 교정 앱이 탑재된 사용자 스마트 디바이스를 포함하되, FPCB 형태의 복수의 압력센서를 신발의 깔창에 분산 배치하고, 제어 모듈에서 복수의 압력센서를 통해 검출되는 압력을 이용하여 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 측정하며, 자세 교정 앱이 탑재된 사용자 스마트 디바이스에서 압력 데이터 값을 이용한 자세 교정 정보를 사용자에게 제공할 수 있도록 구성함으로써, 사용자의 불량한 보행자세 및 직립자세의 실시간 모니터링 및 알림 제공을 통해 사용자가 자세교정을 통한 건강한 몸을 유지하고 관리할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 신발의 깔창 내에 FPCB 형태의 압력센서와 제어 모듈과 무선통신 모듈 및 배터리가 설치되도록 구성함으로써, 상용화시의 제품의 파손 방지 및 콤팩트한 구성이 가능하고, 리튬이온 배터리와 마이크로 USB 충전단자와 고무 캡의 체결 구성을 통한 배터리 충전의 편의성 향상과 함께 사용의 편의성을 극대화하고, 배터리 미 충전시의 방수 기능이 구현될 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 무선통신 모듈을 구성하되, 블루투스 통신 및 NFC 통신이 가능하도록 구성함으로써, 블루투스 페어링의 설정이 능숙한 스마트폰의 사용자는 물론, 블루투스 페어링 설정이 어려운 능숙하지 않은 스마트폰의 사용자 모두가 편리하게 사용할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템의 전체 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템에 적용되는 무선통신 모듈의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템에 적용되는 배터리 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템이 적용된 신발과 사용자 스마트 디바이스 간의 블루투스 통신을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템이 적용된 신발과 사용자 스마트 디바이스 간의 NFC 통신을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템이 적용된 신발의 뒤축 부분을 도시한 도면.
<부호의 설명>
10: 신발
11: 깔창(인솔)
100: 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 시스템
110: 압력센서
120: 제어 모듈(MCU)
130: 무선통신 모듈
131: 블루투스 모듈
132: NFC 모듈
140: 배터리
141: 마이크로 USB 충전단자
142: 고무 캡
150: 자세 교정 앱
160: 사용자 스마트 디바이스
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템의 전체 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템에 적용되는 무선통신 모듈의 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템에 적용되는 배터리 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템(100)은, 복수의 압력센서(110), 제어 모듈(120), 무선통신 모듈(130), 배터리(140), 및 자세 교정 앱(150)이 탑재된 사용자 스마트 디바이스(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
복수의 압력센서(110)는, 사용자가 신는 신발(10)의 깔창(11) 내에 분산 배치되며, 사용자의 보행 또는 조깅 시에 사용자의 발에 의해 가해지는 압력을 검출하는 센서의 구성이다. 이러한 복수의 압력센서(110)는 각각이 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 형태의 압력센서로 구성될 수 있다. 여기서, FPCB 형태의 압력센서로 구현되는 복수의 압력센서(110)는 신발(10)의 깔창(11), 즉 신발 인솔의 두께(10~20㎜) 내부에 설치될 수 있는 구성으로, 두께에 대한 제약으로부터 자유로우며, 제품의 간소화로 구현될 수 있도록 한다.
제어 모듈(120)은, 복수의 압력센서(110)로부터 검출되는 압력들을 이용하여 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 측정하는 제어의 구성이다. 이러한 제어 모듈(120)에서 처리되는 압력 데이터 값은 복수의 압력센서(110)로부터 검출되는 압력들을 이용한 사용자의 발에 의해 눌리는 위치와, 순서, 및 강도를 포함할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(120)은 복수의 압력센서(110)와 전기적으로 연결 접속되며, 별도의 PCB 블록에 구현되거나, 또는 복수의 압력센서(110)와 같이 FPCB 상에 구현될 수도 있다.
무선통신 모듈(130)은, 제어 모듈(120)의 제어 하에, 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 무선 근거리 통신 방식을 통해 제공하는 무선통신을 위한 모듈의 구성이다. 이러한 무선통신 모듈(130)은 블루투스 페어링을 통해 후술하게 될 사용자 스마트 디바이스(160)와 블루투스 통신을 수행하는 블루투스 모듈(131)을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신 모듈(130)은 사용자 스마트 디바이스(160)와 NFC(Near Field Communication) 통신을 수행하는 NFC 모듈(132)을 더 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, NFC 모듈(132)은 블루투스 페어링이 어려운 어른들의 휴대폰 사용이 편의를 제공하기 위한 것으로, 자세 교정 앱(150)이 탑재되어 실행되는 사용자 스마트 디바이스(160), 즉 사용자가 휴대하는 휴대폰을 신발(10)의 커버 쪽으로 근접시키는 동작만으로 자세 교정을 위한 압력 데이터 값의 전송이 가능하도록 한다.
배터리(140)는, 복수의 압력센서(110)와 제어 모듈(120) 및 무선통신 모듈(130)의 구동을 위한 전원을 공급하는 전원의 구성이다. 이러한 배터리(140)는 도 3 내지 도 6에 각각 도시된 바와 같이, 신발(10)의 뒤축 부분을 통해 외부로 노출되는 마이크로 USB 충전단자(141)를 통해 충전이 가능한 리튬이온 배터리로 구성되고, 마이크로 USB 충전단자(141)는 방수를 위한 고무 캡(142)이 체결되는 구조로 구성될 수 있다. 여기서, 배터리(140)는 리튬이온 배터리를 통한 사용시간을 증대시키는 역할을 하며, 마이크로 USB 충전단자(141)를 통한 편리한 충전이 가능하도록 하며, 개폐와 밀폐가 사용자에 의해 선택적으로 가능한 고무 캡(142)의 사용으로 충전의 미사용 시에는 기밀한 방수 기능을 유지할 수 있도록 한다.
사용자 스마트 디바이스(160)는, 사용자의 보행 자세 및 직립 자세를 실시간 모니터링 하기 위한 자세 교정 앱(150)을 탑재하며, 무선통신 모듈(130)을 통해 제공되는 압력 데이터 값에 기초하여 사용자의 자세 교정 정보를 제공하는 사용자가 휴대하는 스마트폰의 구성이다. 이러한 사용자 스마트 디바이스(160)는 자세 교정 앱(150)의 실행을 통해, 무선통신 모듈(130)을 통해 제공되는 압력 데이터 값에 포함된 사용자의 발에 의해 눌리는 위치와, 순서, 및 강도에 기초하여 사용자의 불량한 보행자세 및 직립자세를 판단하고, 그에 대응한 자세 교정 정보를 디스플레이 화면 또는 알람으로 제공할 수 있다. 즉, 사용자 스마트 디바이스(160)는 사용자의 불량한 보행자세 및 직립자세를 모니터링 하고, 그에 대응한 보행자세 또는 직립자세가 불량한 경우, 그에 대한 알림을 알람으로 즉시 제공하여 사용자의 보행하는 자세가 교정될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 디스플레이 화면을 통해서도 사용자의 보행 자세가 교정될 수 있도록 자세 교정 정보를 디스플레이 화면을 통해 제공할 수도 있다. 여기서, 디스플레이 화면을 통해 제공되는 자세 교정 정보는 사용자의 좌측 발과 우측 발에 가해지는 압력 세기의 차이를 제공할 수 있다.
또한, 사용자 스마트 디바이스(160)는 자세 교정 앱(150)의 실행을 통해, 압력 데이터 값의 수신 빈도에 따른 사용자의 걷는 속도를 분석 처리하고, 압력 데이터 값에 포함된 발에 의해 눌리는 위치와, 순서 및 세기에 따라 사용자의 보행 자세를 분석 처리할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템이 적용된 신발과 사용자 스마트 디바이스 간의 블루투스 통신을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템이 적용된 신발과 사용자 스마트 디바이스 간의 NFC 통신을 도시한 도면이다. 도 4는 블루투스 페어링의 설정, 즉 스마트폰의 사용이 능숙한 사용자들이 블루투스 통신을 수행할 때 사용하는 일례를 나타내고 있다. 도 5는 블루투스 페어링의 설정이 어려운 분들이 Ntag 방식의 NFC 통신을 이용하기 위해 사용자 스마트 디바이스(160)를 신발(10)의 커버 쪽으로 근접시키는 것만으로도 관련 정보, 즉 자세 교정을 위한 압력 데이터 값이 사용자 스마트 디바이스(160)로 제공되는 NFC 통신 수행의 일례를 나타내고 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템이 적용된 신발의 뒤축 부분을 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 IoT 시스템(100)의 압력센서(110)와, 제어 모듈(120)과, 무선통신 모듈(130)과, 배터리(140)가 신발(10)의 깔창(11) 내에 설치된 상태에서, 신발(10)의 뒤축으로 마이크로 USB 충전단자(141)가 노출되는 형태로 배치되고, 고무 갭(142)의 개폐에 의해 마이크로 USB 충전단자(141)가 노출된 구성을 나타내고 있다. 즉, 마이크로 USB 충전단자(141)는 고무 갭(142)에 의해 밀폐된 경우 기밀된 방수 기능을 제공하고, 고무 갭(142)의 개폐 시에는 마이크로 USB 충전단자(141)를 통한 리튬이온 배터리로 구성되는 배터리(140)의 충전이 가능하도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템은, FPCB 형태의 복수의 압력센서를 신발의 깔창에 분산 배치하고, 제어 모듈에서 복수의 압력센서를 통해 검출되는 압력을 이용하여 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 측정하며, 자세 교정 앱이 탑재된 사용자 스마트 디바이스에서 압력 데이터 값을 이용한 자세 교정 정보를 사용자에게 제공할 수 있도록 구성함으로써, 사용자의 불량한 보행자세 및 직립자세의 실시간 모니터링 및 알림 제공을 통해 사용자가 자세교정을 통한 건강한 몸을 유지하고 관리할 수 있도록 하고, 또한, 신발의 깔창 내에 FPCB 형태의 압력센서와 제어 모듈과 무선통신 모듈 및 배터리가 설치되도록 구성함으로써, 상용화시의 제품의 파손 방지 및 콤팩트한 구성이 가능하고, 리튬이온 배터리와 마이크로 USB 충전단자와 고무 캡의 체결 구성을 통한 배터리 충전의 편의성 향상과 함께 사용의 편의성을 극대화하고, 배터리 미 충전시의 방수 기능이 구현될 수 있도록 할 수 있게 된다. 특히, 블루투스 통신 및 NFC 통신이 가능한 무선통신 모듈을 구성함으로써, 남녀노소 나이에 상관없이 블루투스 페어링의 설정이 능숙한 스마트폰의 사용자는 물론, 블루투스 페어링 설정이 어려운 능숙하지 않은 스마트폰의 사용자 모두가 편리하게 사용할 수 있도록 할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템(100)으로서,
    사용자가 신는 신발(10)의 깔창(11) 내에 분산 배치되며, 사용자의 보행 또는 조깅 시에 사용자의 발에 의해 가해지는 압력을 검출하는 복수의 압력센서(110);
    상기 복수의 압력센서(110)로부터 검출되는 압력들을 이용하여 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 측정하는 제어 모듈(120);
    상기 제어 모듈(120)의 제어 하에, 상기 자세 교정을 위한 압력 데이터 값을 무선 근거리 통신 방식을 통해 제공하는 무선통신 모듈(130);
    상기 복수의 압력센서(110)와 제어 모듈(120) 및 무선통신 모듈(130)의 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리(140); 및
    사용자의 보행 자세 및 직립 자세를 실시간 모니터링 하기 위한 자세 교정 앱(150)을 탑재하며, 상기 무선통신 모듈(130)을 통해 제공되는 압력 데이터 값에 기초하여 사용자의 자세 교정 정보를 제공하는 사용자 스마트 디바이스(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 압력센서(110)는,
    각각이 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 형태의 압력센서로 구성되는 것을 특징으로 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력 데이터 값은,
    상기 복수의 압력센서(110)로부터 검출되는 압력들을 이용한 사용자의 발에 의해 눌리는 위치와, 순서, 및 강도를 포함하는 것을 특징으로 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 무선통신 모듈(130)은,
    상기 사용자 스마트 디바이스(160)와 블루투스 통신을 수행하는 블루투스 모듈(131)을 포함하는 것을 특징으로 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 무선통신 모듈(130)은,
    상기 사용자 스마트 디바이스(160)와 NFC(Near Field Communication) 통신을 수행하는 NFC 모듈(132)을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 배터리(140)는,
    신발(10)의 뒤축 부분을 통해 외부로 노출되는 마이크로 USB 충전단자(141)를 통해 충전이 가능한 리튬이온 배터리로 구성되고, 상기 마이크로 USB 충전단자(141)는 방수를 위한 고무 캡(142)이 체결되는 것을 특징으로 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템.
  7. 제4항에 있어서, 상기 사용자 스마트 디바이스(160)는,
    상기 자세 교정 앱(150)의 실행을 통해, 상기 무선통신 모듈(130)을 통해 제공되는 압력 데이터 값에 포함된 사용자의 발에 의해 눌리는 위치와, 순서, 및 강도에 기초하여 사용자의 불량한 보행자세 및 직립자세를 판단하고, 그에 대응한 자세 교정 정보를 디스플레이 화면 또는 알람으로 제공하는 것을 특징으로 하는, FPCB 기반의 압력센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 사용자 스마트 디바이스(160)는,
    상기 자세 교정 앱(150)의 실행을 통해, 상기 압력 데이터 값의 수신 빈도에 따른 사용자의 걷는 속도를 분석 처리하고, 상기 압력 데이터 값에 포함된 발에 의해 눌리는 위치와, 순서 및 세기에 따라 사용자의 보행 자세를 분석 처리하는 것을 특징으로 하는, FPCB 기반의 압력 센서를 이용한 자세 제어 및 교정 관한 IoT 시스템.
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