[논문]u-라이프케어 모니터링 시스템 단말기 개발

최동운; 강윤정

doi:10.6109/jkiice.2012.16.7.1533

u-라이프케어 모니터링 시스템 단말기 개발
Development of u-Lifecare Monitoring System Device 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.16 no.7, 2012년, pp.1533 - 1540

최동운 (원광대학교 정보전자상거래학부) , 강윤정 (원광대학교 정보전자상거래학부)

초록
AI-Helper

u-라이프 케어 단말기는 생체 정보를 수집하고, 운동을 패턴 별로 분류, 저장하고 일정 시간마다 안드로이드 폰에 블루투스 무선통신을 통해 전송한다. 전송된 정보는 안드로이드 폰 어플리케이션을 통해 확인할 수 있다. u-라이프 케어 단말기는 3축 가속도 센서를 이용하여 활동량을 모니터링한 후 소모한 칼로리를 계산한다. 생체 데이터 마이닝을 통해 건강상태를 판단하고 적절한 맞춤형 운동치료를 컨설팅하게 된다. 생체 정보를 전송할 때 블루투스 무선통신을 통해 안드로이드 폰에 바로 전송하기 때문에 기존의 라이프케어 제품들에서 센싱된 정보를 웹서버에 전송하기 위해 사용되어지는 모바일 게이트웨이나 홈 게이트웨이가 별도로 필요치 않다는 장점을 가지고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

u-Life care device collect body bio formation, and classify and store them in exercise patterns. Afterwards, the devices send the data through bluetooth wireless communication to the smart phones which set Google Android operation system at regular intervals. The information is checked out through application. u-Life care device calculates calories spent a day after monitoring activity quantity with 3-axis acceleration sensor. The device judges the status of health through body data mining and consults tailored exercise treatment. When sending body data, the device sends them in smart phone through Blue Tooth wireless communication at once. So, as a strong point, the device doesn't need mobile gateway or home gateway used for sending to web server information sensed from exercise life care products.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

정보를 입력한 후 확인버튼을 누르면 그림7(a) 화면에 사용자가 추가된 것을 볼 수 있다. 블루투스 설정을 버튼을 누름과 동시에 주변에 활성화된 블루투스 장비를 검색하고 목록을 보여준다. 선택된 장비와 연결을 시도하고, 한번 연결되었다면 다음부터는 서로 블루투스가 활성화되어있다면 자동으로 연결한다.

제안 방법

u-라이프 케어 단말기 개발의 핵심기술로는 사용자의 팔에 부착된 u-라이프 케어 단말기에서 전송 해주는 생체 데이터와 가속도 센서에서 측정된 데이터를 운동 패턴으로 분류하여 저장하고 일정 시간마다 안드로이드 운영체제를 탑재한 스마트 폰에 블루투스 무선통신을 통해 전송하는 소프트웨어를 개발하였다. 다양하고 복잡한 생체 바이오 데이터를 운동 패턴으로 분류하고 처리할 수 있는 생체 데이터 마이닝 모듈을 개발하여 사용자 개개인에게 적합한 맞춤형 운동치료를 컨설팅 할 수 있는 프로그램을 개발하였다.
u-라이프케어 단말기를 위해서 MCU를 중심으로 한 단말기의 펌웨어 설계 및 구현, 생체신호처리 알고리즘의 구현, 근거리 무선통신 기능, 임베디드 소프트웨어로 이루어져있다. u-라이프케어 단말기는 체온과 활동량을 측정할 수 있도록 손목 부착형 센서 모듈을 개발하고, 각 생체신호를 측정하기위한 멀티채널 생체신호 측정 하드웨어를 구축하고, 측정센서로 센서로부터 입력되는 생체신호의 처리 및 상황분석을 위한 안드로이드 기반의 어플을 개발하였다. 또한 통신모듈을 내장하여 생체신호 정보를 블루투스 통신을 사용하여 스마트폰으로 보낼 수 있도록 하는 기능을 가지도록 개발하였다.
데이터 획득부는 무선 전송된 체온 신호와 가속도 신호를 스마트폰에 디스플레이하고 저장하도록 구성하고 파라미터 추출 및 분석부는 3축 가속도 신호를 이용하여 인체의 중력가속도와 인체 활동의 정도를 반영하는 신호크기 영역과 신호벡터 크기를 추출하였다. 그리고 낙상뿐만 아니라 다양한 자세 및 행동 양상을 분석할 수 있도록 체온센서를 함께 구성하였다.
u-라이프 케어 단말기 개발의 핵심기술로는 사용자의 팔에 부착된 u-라이프 케어 단말기에서 전송 해주는 생체 데이터와 가속도 센서에서 측정된 데이터를 운동 패턴으로 분류하여 저장하고 일정 시간마다 안드로이드 운영체제를 탑재한 스마트 폰에 블루투스 무선통신을 통해 전송하는 소프트웨어를 개발하였다. 다양하고 복잡한 생체 바이오 데이터를 운동 패턴으로 분류하고 처리할 수 있는 생체 데이터 마이닝 모듈을 개발하여 사용자 개개인에게 적합한 맞춤형 운동치료를 컨설팅 할 수 있는 프로그램을 개발하였다.
소프트웨어부는 데이터 획득부와 파라미터 추출 및 분석부로 구성된다. 데이터 획득부는 무선 전송된 체온 신호와 가속도 신호를 스마트폰에 디스플레이하고 저장하도록 구성하고 파라미터 추출 및 분석부는 3축 가속도 신호를 이용하여 인체의 중력가속도와 인체 활동의 정도를 반영하는 신호크기 영역과 신호벡터 크기를 추출하였다. 그리고 낙상뿐만 아니라 다양한 자세 및 행동 양상을 분석할 수 있도록 체온센서를 함께 구성하였다.
u-라이프케어 단말기는 체온과 활동량을 측정할 수 있도록 손목 부착형 센서 모듈을 개발하고, 각 생체신호를 측정하기위한 멀티채널 생체신호 측정 하드웨어를 구축하고, 측정센서로 센서로부터 입력되는 생체신호의 처리 및 상황분석을 위한 안드로이드 기반의 어플을 개발하였다. 또한 통신모듈을 내장하여 생체신호 정보를 블루투스 통신을 사용하여 스마트폰으로 보낼 수 있도록 하는 기능을 가지도록 개발하였다.
인간 삶의 전 영역에서 삶의 질을 저해하는 각종 요인들을 모니터링하여 관련 서비스를 제공하고 자동화된 예방적 관리의 실현이 u-라이프케어 이다[5,6,7]. 생활 속에서 생체 정보를 모니터링하여 활동 형태를 분석하여 사전에 질병예방과 사후 치료을 위해 u-라이프케어 단말기를 개발하였다.
다시 말해 같은 속력으로 걷기운동을 하더라도 몸의 움직임 여부에 따라서 운동의 형태가 달라진다. 제공하는 운동 형태는 서있기, 걷기, 경보, 조깅, 뛰기로 5단계이다. 같은 걷기 운동을 하더라도 몸의 움직임이 많아지면 경보로 변경되어 좀 더 많은 활동으로 인식한다.
회로 설계에서 사용한 Netlist를 추출한 뒤에 Mentor PADS를 활용하여 PCB 도면을 제작하였고 양면 1.6tFR4로 제작하였다.

후속연구

또한, 적시에 최적의 의료서비스를 제공할 수 있게 되어 의료산업과 관련되는 IT·BT 및 S/W산업의 효율화를 유도하여 경제적인 파급효과를 기대할 수 있으며 미래 성장 산업으로 발전하는데 선도적 역할을 담당할 것으로 본다. 그리고 의료서비스 제공 공간이 실생활 전영역으로 확대되어 개인의 생체 및 건강정보가 전 생애에 걸쳐 축적됨에 따라 의료서비스가 단발성 질병 치료에서 평생치료의 개념으로 확장될 수 있는 미래 사회에서 요구되어지는 수요자 중심의 의료서비스이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	u-라이프케어 단말기의 구성은?	u-라이프케어 단말기(u-Life care Device)는 체온센서, 3축 가속도 센서로 구성된다. 3축 가속도 센서를 이용하여 활동량을 분석 모니터링한 다음에 모한 칼로리를 계산하고, 생체 데이터 마이닝을 통해 건강상태가 비만, 이상 징후, 정상을 판단하고 적절한 맞춤형 운동 치료를 컨설팅 하여 비만으로 인하여 발생할 수 있는 만성질환인 당뇨나 혈압을 예방할 수 있다.
	u-라이프케어 단말기는 어떤 시스템인가?	3축 가속도 센서를 이용하여 활동량을 분석 모니터링한 다음에 모한 칼로리를 계산하고, 생체 데이터 마이닝을 통해 건강상태가 비만, 이상 징후, 정상을 판단하고 적절한 맞춤형 운동 치료를 컨설팅 하여 비만으로 인하여 발생할 수 있는 만성질환인 당뇨나 혈압을 예방할 수 있다. u-라이프케어 단말기는 모니터링 중에 낙상으로 인하여 일정시간 사용자의 움직임이 없거나 체온이 비정상 일 때는 스마트폰에서 지원해주는 GPS를 통해 현재 사용자의 위치를 파악하여 실시간으로 응급 콜링 서비스 지원이 가능한 시스템이다.
	질병의 예방과 조기진단, 그리고 건강의 유지 및 증진서을 위한 맞춤형 개인 건강관리 서비스인 헬스케어서비스에 대한 요구가 증가되고 있는 이유는?	의료비 절감과 노인들의 삶의 질을 높이기 위해서는 건강한 생활의 유지, 정신적 육체적 스트레스 및 성인병인 만성질환을 예방할 수 있는 운동치료가 매우 중요하다. 따라서 질병의 예방과 조기진단, 그리고 건강의 유지 및 증진을 위한 맞춤형 개인 건강관리 서비스인 헬스케어서비스에 대한 요구가 증가 되고 있다.

참고문헌 (12)

통계청, http://www.index.go.kr, e-나라지표, 2012.
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건강보험심사평가원,"2011년 진료비통계지표," 건강'보험심사평가원, p.15, 2012.
매일경제, WHO "2020년 만성질환 사망자 4400만명, http://news.mk.co.kr, 2011
조위덕, "u-라이프케어 분야 기술 및 특허 동향 고찰,"한국지적재산권법제연구원, pp.48-55, 2010.
Sreekanth. A, Shankar. C, Sambath. M and Roberts Masillamani.M, "Towards the u-life Care by Integrative Active Monitoring and Sharp Cloud," International Conference on Emerging Trends in Computer and Image Processing (ICETCIP'2011) Bangkok Dec. pp.10-11, 2011.
I. Fatima, M. Fahim, D. Guan, Y. K. Lee and S. Y. Lee, "Socially Interactive CDSS for u-Life Care,"The 5th ACM International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication (ACM ICUIMC 2011), Seoul, Korea, pp.21-23, 2011.
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상세보기
Essa, IA, "Ubiquitous sensing for smart and aware environments," Journal IEEE personal communications, Vol. 7, Issue. 5, pp.47-49, 2000.

상세보기
송재용, "가속도 센서의 원리와 응용,"제어계측사, 2003.
장선호, 이민경, 김재준 "유비쿼터스 센서 시장 및 기술 동향", 정보통신연구진흥원, pp.10-12, 2006.
Palowireless, http://www.palowireless.com/bluetooth/

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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