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NTIS 바로가기디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.14 no.2, 2016년, pp.217 - 225
권대원 (수성대학교 보건행정과)
In this study, a dementia patient care monitoring system is suggested that uses a wearable type bluetooth beacon to prevent them from going missing. This system shows whether the patients stay within the manageable area and sends a warning message to their monitoring managers' or guardians' smart de...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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RFID 태그의 장단점은 무엇인가? | 기존의 연구동향에서 살펴본바와 같이 치매환자의 관리는 GPS, RFID, NFC를 이용한 연구가 주류를 이루고 있다. 이중 GPS는 실내환경에서 신호 송수신에 어려움이 있으며 RFID 태그는 비콘에 비해 저가인 장점을 가지고 있지만 인식거리에 따른 RFID 리더기의 가격, RFID tag의 크기와 그에 따른 인식거리문제, 개인정보의 보안에 대한 취약성 등의 문제가 있다[10,11]. 또한 NFC는 약 10cm 이하의 근거리에서 동작하는 비접촉식 통신기술로 인식거리가 짧은 문제가 상존하고 있다[12]. | |
치매환자의 배회 및 실종방지를 위한 연구들로 무엇이 있는가? | 이러한 치매환자의 배회 및 실종방지를 효과적으로 해결하기 위한 노력의 일환으로 네트워크 기술과 스마트 단말기를 활용한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 주요 선행연구의 동향을 살펴보면 RFID(Radio Frequency Identification)를 이용하여 일정영역에서 환자의 출입을 검사하여 보호자에게 통보하는 연구[5], GPS와 스마트앱을 활용하여 치매환자의 일정 및 행동상태를 파악 후 안전영역을 이탈시 보호자에게 알림정보를 제공하는 시스템[6], 블루투스 및 NFC(Near Field Communication)를 활용하여 보호자와 실종자의 간격이 일정거리 이상 떨어질 경우 경보음과 함께 주변의 발견자가 NFC태그를 인식하여 실종자의 정보를 열람 후 보호자에게 연락해 주는 방법에 대한 연구[7]가 대표적이며 또한 치매환자 배회 관리와 위치추적에 관한 다양한 특허[8,9]가 제시되고 있다. | |
치매환자에게 인지기능 장애가 발생하면 어떤 행동이 나타나는가? | 일반적으로 치매환자는 뇌의 손상으로 지능과 시간, 공간능력, 학습능력, 언어능력, 지남력 등의 인지기능과 인격장애, 판단력, 추리력 등 고도의 정신기능이 점진적 이고 비가역적으로 손상되어 각종 문제행동을 유발하게 된다[3]. 특히 치매환자가 인지기능에 장애가 발생하면 유발되는 공통적 문제행동의 하나인 배회증상은 목적없이 돌아다니는 행동 또는 목적을 달성하기 위해 납득되지 않거나 부적절한 이동행위를 한다[4]. 중앙치매센터의 보고[1]에 의하면 이러한 배회증상에 따른 치매환자의 가출 및 실종은 매년 증가하고 있으며 신고된 실종치매 노인은 8,207명으로 신고되지 않은 실종사건을 고려하면 더 많은 치매노인 실종이 발생한 것으로 예상되어 사회적 비용과 보호자 및 환자의 고통이 심각한 상황에 이르고 있다. |
Statistics Korea, "Current Status and Prospects of the World's Population and the Korea", pp. 15, 51, 2014.
2014년 우리나라의 노인인구는 13.1%로 빠르게 고령 사회로 변화하고 있으며[1], 65세 이상 노인의 치매 유병률은 약 9.6%로 치매환자의 수는 612,047명에 이르고 있어[2] 향후 치매환자는 지속적으로 증가할 것으로 예상된다.
중앙치매센터의 보고[1]에 의하면 이러한 배회증상에 따른 치매환자의 가출 및 실종은 매년 증가하고 있으며 신고된 실종치매 노인은 8,207명으로 신고되지 않은 실종사건을 고려하면 더 많은 치매노인 실종이 발생한 것으로 예상되어 사회적 비용과 보호자 및 환자의 고통이 심각한 상황에 이르고 있다.
National Institute of Dementia, "Annual Report", pp. 7-8, 2014.
2014년 우리나라의 노인인구는 13.1%로 빠르게 고령 사회로 변화하고 있으며[1], 65세 이상 노인의 치매 유병률은 약 9.6%로 치매환자의 수는 612,047명에 이르고 있어[2] 향후 치매환자는 지속적으로 증가할 것으로 예상된다.
J.H, Yoo, "A Study on the Space Plan of the Typical Seoul Daycare Center Considering the Characteristics of the Dementia Elderly", Master's Thesis, Graduate School, Hanyang University, pp. 8, 2012.
일반적으로 치매환자는 뇌의 손상으로 지능과 시간, 공간능력, 학습능력, 언어능력, 지남력 등의 인지기능과 인격장애, 판단력, 추리력 등 고도의 정신기능이 점진적 이고 비가역적으로 손상되어 각종 문제행동을 유발하게 된다[3].
J.W. Kim, M.K. Kim, "A Study on the Architectural Planning through the Analysis between the Behavior Character of Dementia Patient", Journal of The Korean Digital Architecture-Interior Association, Vol. 6, No. 2, pp. 57, 2006.
특히 치매환자가 인지기능에 장애가 발생하면 유발되는 공통적 문제행동의 하나인 배회증상은 목적없이 돌아다니는 행동 또는 목적을 달성하기 위해 납득되지 않거나 부적절한 이동행위를 한다[4].
J.W. Cho, E.J. Hwang, G.H. Park, "Design of a Dementia Patients Management System in Ubiquitous Environments", Proceed of the 33rd (KIISE) The Korean Institute of Information Scientist and Engineers Fall Conference, Vol. 33(2A), pp. 267-271, 2006.
주요 선행연구의 동향을 살펴보면 RFID(Radio Frequency Identification)를 이용하여 일정영역에서 환자의 출입을 검사하여 보호자에게 통보하는 연구[5], GPS와 스마트앱을 활용하여 치매환자의 일정 및 행동상태를 파악 후 안전영역을 이탈시 보호자에게 알림정보를 제공하는 시스템[6], 블루투스 및 NFC(Near Field Communication)를 활용하여 보호자와 실종자의 간격이 일정거리 이상 떨어질 경우 경보음과 함께 주변의 발견자가 NFC태그를 인식하여 실종자의 정보를 열람 후 보호자에게 연락해 주는 방법에 대한 연구[7]가 대표적이며 또한 치매환자 배회 관리와 위치추적에 관한 다양한 특허[8,9]가 제시되고 있다.
H.S. Hwang, W.S. Ko, G.U. Ban, C.S. Kim, "Development of a Smart Application for Protecting Dementia Patients", Journal of Korea Multimedia Society, Vol. 16, No. 9, pp. 1089-1097, 2013.
주요 선행연구의 동향을 살펴보면 RFID(Radio Frequency Identification)를 이용하여 일정영역에서 환자의 출입을 검사하여 보호자에게 통보하는 연구[5], GPS와 스마트앱을 활용하여 치매환자의 일정 및 행동상태를 파악 후 안전영역을 이탈시 보호자에게 알림정보를 제공하는 시스템[6], 블루투스 및 NFC(Near Field Communication)를 활용하여 보호자와 실종자의 간격이 일정거리 이상 떨어질 경우 경보음과 함께 주변의 발견자가 NFC태그를 인식하여 실종자의 정보를 열람 후 보호자에게 연락해 주는 방법에 대한 연구[7]가 대표적이며 또한 치매환자 배회 관리와 위치추적에 관한 다양한 특허[8,9]가 제시되고 있다.
K.Y. Lee, M.G. Lee, M.J. Lim, "Design and Implementation of Accident Prevention System for Second-Class Citizen based on Bluetooth and NFC", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol. 13, No. 6, pp. 131-136, 2013.
주요 선행연구의 동향을 살펴보면 RFID(Radio Frequency Identification)를 이용하여 일정영역에서 환자의 출입을 검사하여 보호자에게 통보하는 연구[5], GPS와 스마트앱을 활용하여 치매환자의 일정 및 행동상태를 파악 후 안전영역을 이탈시 보호자에게 알림정보를 제공하는 시스템[6], 블루투스 및 NFC(Near Field Communication)를 활용하여 보호자와 실종자의 간격이 일정거리 이상 떨어질 경우 경보음과 함께 주변의 발견자가 NFC태그를 인식하여 실종자의 정보를 열람 후 보호자에게 연락해 주는 방법에 대한 연구[7]가 대표적이며 또한 치매환자 배회 관리와 위치추적에 관한 다양한 특허[8,9]가 제시되고 있다.
G.W. Park, C.S. Kim, G.H. Park, J.W. Park, D.S. Um, "System and Method for Managing The Wandering of a Dementia Patient", Patent Publication 10-2007-0101658, 2007.
주요 선행연구의 동향을 살펴보면 RFID(Radio Frequency Identification)를 이용하여 일정영역에서 환자의 출입을 검사하여 보호자에게 통보하는 연구[5], GPS와 스마트앱을 활용하여 치매환자의 일정 및 행동상태를 파악 후 안전영역을 이탈시 보호자에게 알림정보를 제공하는 시스템[6], 블루투스 및 NFC(Near Field Communication)를 활용하여 보호자와 실종자의 간격이 일정거리 이상 떨어질 경우 경보음과 함께 주변의 발견자가 NFC태그를 인식하여 실종자의 정보를 열람 후 보호자에게 연락해 주는 방법에 대한 연구[7]가 대표적이며 또한 치매환자 배회 관리와 위치추적에 관한 다양한 특허[8,9]가 제시되고 있다.
E.J. Kim, J.M. Song, "System and Method for Preventing Missing Dotard and Child", Patent Publication 10-2013-0003885, 2013.
주요 선행연구의 동향을 살펴보면 RFID(Radio Frequency Identification)를 이용하여 일정영역에서 환자의 출입을 검사하여 보호자에게 통보하는 연구[5], GPS와 스마트앱을 활용하여 치매환자의 일정 및 행동상태를 파악 후 안전영역을 이탈시 보호자에게 알림정보를 제공하는 시스템[6], 블루투스 및 NFC(Near Field Communication)를 활용하여 보호자와 실종자의 간격이 일정거리 이상 떨어질 경우 경보음과 함께 주변의 발견자가 NFC태그를 인식하여 실종자의 정보를 열람 후 보호자에게 연락해 주는 방법에 대한 연구[7]가 대표적이며 또한 치매환자 배회 관리와 위치추적에 관한 다양한 특허[8,9]가 제시되고 있다.
S.K. Kang, Y.E. An, J.W. Seo, J.A. Park, "Web-based RFID Management System for the Medical Equipments", Journal of Korean Institute of Information Technology, Vol. 9, No. 3, pp. 77-84, 2011.
이중 GPS는 실내환경에서 신호 송수신에 어려움이 있으며 RFID 태그는 비콘에 비해 저가인 장점을 가지고 있지만 인식거리에 따른 RFID 리더기의 가격, RFID tag의 크기와 그에 따른 인식거리문제, 개인정보의 보안에 대한 취약성 등의 문제가 있다[10,11].
본 연구에서 이용한 비콘은 인간이 들을 수 없는 비가 청영역의 주파수를 활용해 단말기와 정보를 송수신하는 기기로서, 초전력 BLE 규격을 수용한 블루투스 비콘(Bluetooth Low Energy Beacon, 이하 BLE Beacon)은 NFC와 비교해 전송거리가 5cm∼50m까지 넓으며 위치를 측정하는 좌표기능을 활용할 수 있다[10,11].
Y.S. Kang, D.H. Choi, H.W. Kim, "Web-based Standardization Trend and Strategy of Mobile RFID Security Technology", Electronics and Telecommunications Trends, Vol. 23, No. 2, pp. 142-152, 2008.
이중 GPS는 실내환경에서 신호 송수신에 어려움이 있으며 RFID 태그는 비콘에 비해 저가인 장점을 가지고 있지만 인식거리에 따른 RFID 리더기의 가격, RFID tag의 크기와 그에 따른 인식거리문제, 개인정보의 보안에 대한 취약성 등의 문제가 있다[10,11].
본 연구에서 이용한 비콘은 인간이 들을 수 없는 비가 청영역의 주파수를 활용해 단말기와 정보를 송수신하는 기기로서, 초전력 BLE 규격을 수용한 블루투스 비콘(Bluetooth Low Energy Beacon, 이하 BLE Beacon)은 NFC와 비교해 전송거리가 5cm∼50m까지 넓으며 위치를 측정하는 좌표기능을 활용할 수 있다[10,11].
S.K. Lee, W.Y. Jeong, "A Study on Authentication Algorithm for NFC Security Channel", Korea ITS Journal, Vol. 7, No. 4, pp. 805-810, 2012.
또한 NFC는 약 10cm 이하의 근거리에서 동작하는 비접촉식 통신기술로 인식거리가 짧은 문제가 상존하고 있다[12].
이를 이용하면 정확한 실내위치의 확인이 가능하여 실내위치기반 서비스에 활용도가 높을 것으로 알려져 있고, 또한 10cm 미만의 거리에 적용되는 태그방식의 NFC[12]보다 가용거리가 길고 GPS 기술로 불가능했던 실내위치 정보제공도 가능한 것이 큰 장점이라고 생각된다.
Korea Communications Agency, "Beacon, Emerging as the Key Infrastructure of the Location-Based Services", KCA Trends & Perspectives, Vol. 73, pp. 31-40, 2014.
이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서 적용하는 블루투스 비콘은 저전력에너지를 소모하며, 송신거리를 조절할 수 있고, 비콘에서 송신되는 주기에 따라 위치 정보를 저장하여 치매환자의 활동패턴을 분석할 수 있는 자료를 구축할 수 있는 장점이 있다[13,14].
본 시스템의 가장 큰 특징중 하나는 일반적인 비콘을 활용한 서비스는 특정장소에 비콘을 설치하고 스마트기기를 소유한 특정인이 커버러지(Coverage)내에 진입하면 해당 비콘의 신호를 감지하여 정보를 제공하는 방식 [13]이지만, 본 연구는 웨어러블 형식의 비콘을 착용한 치매환자의 신호를 특정장소에 설치된 신호수신용 스마트기기(AP)에서 그 신호를 감지하여 환자의 위치를 파악 하는 가역적 방법을 적용한 것이다.
일반적으로 비콘을 활용한 서비스는 특정장소에 비콘을 설치하고 스마트기기를 소유한 특정인이 커버러지(Coverage)내에 진입하면 해당 비콘의 신호를 감지하여 정보를 제공하는 방식으로 되어 있다[13].
http://verticalplatform.kr/archives/2010
이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서 적용하는 블루투스 비콘은 저전력에너지를 소모하며, 송신거리를 조절할 수 있고, 비콘에서 송신되는 주기에 따라 위치 정보를 저장하여 치매환자의 활동패턴을 분석할 수 있는 자료를 구축할 수 있는 장점이 있다[13,14].
C.J. Kim, H.J. Jang, W.J. Kim, "Indoor Positioning of a Cellular Phone using iBeacons", KSCE 2015 CONVENTION 2015 CIVIL EXPO & CONFERENCE, pp. 53-54, 2015.
이러한 IoT(Internet of thing, 사물인터넷)기술을 적용한 블루투스 비콘을 활용하면 무선통신을 기반으로 실시간 치매환자의 위치정보를 파악할 수 있다[15].
S.G. Kim, T.H. Kim, S.W. Tak, "Performance Evaluation of RSSI-based Trilateration Localization Methods, Journal of Korea Institute of Information and Communication Engineering", Vol. 15 No. 11, pp. 2488-2492 2011.
최근 실내 위치 측위의 정확도를 높이기 위한 연구가 다양하게 진행되고 있으며 특히 삼변측량 개선 알고리즘과 반복 가중치 무게중심 알고리즘을 제안한 개선된 삼변측량방식 [16]과 칼만필터(Kalman Filter)를 적용하여 실내 위치 측정의 정확성을 높이는 연구를 제시하였으며 이중 칼만 필터를 적용하여 BLE 비콘을 이용한 실험을 진행한 결과 0.2648m, 0.276m의 오차를 보이는 결과를 제시하였다 [17].
I.K. Lim, "Indoor Positioning System using BLE Beacon and Extended Kalman Filter", Ph.D. Thesis, Graduate School, Hannam University, pp. 94, 2015.
최근 실내 위치 측위의 정확도를 높이기 위한 연구가 다양하게 진행되고 있으며 특히 삼변측량 개선 알고리즘과 반복 가중치 무게중심 알고리즘을 제안한 개선된 삼변측량방식 [16]과 칼만필터(Kalman Filter)를 적용하여 실내 위치 측정의 정확성을 높이는 연구를 제시하였으며 이중 칼만 필터를 적용하여 BLE 비콘을 이용한 실험을 진행한 결과 0.2648m, 0.276m의 오차를 보이는 결과를 제시하였다 [17].
Jin-Kyoung Park, "Convergence factors among their physical state, function and activities influencing on the cognition of elderly residents in a community", Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 6, No. 6, pp. 153-162, 2015.
Kwang-Jae Lee, Keun-Ho Lee, "A Study of Security Threats in Bluetooth v4.1 Beacon based Coupon Convergence Service", Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 6, No. 2, pp. 65-70, 2015.
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