KR101578729B1 - Waking up device for finding out sleeping stage using bio-signal and method thereof - Google Patents

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Abstract

The purpose of the present invention is to wake up a sleeping user by using a biosignal while taking a sleep phase of a sleep cycle into account in order to bring an optimal sleep even when the person sleeps only for a short period. According to the present invention, a device, which wakes the user up by recognizing the sleep phase with the biosignal, includes: a setting unit which has set wake-up conditions; a biosignal reception unit which receives the biosignal from a biosignal measuring device; a biosignal analysis unit which analyzes the biosignal to recognize the sleep phase; and a control unit which generates an alarm signal according to the wake-up conditions when the biosignal analyzed by the biosignal analysis unit corresponds to a first or a second step of non-rapid eye movement (NREM) sleep.

Description

생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치 및 그 방법{Waking up device for finding out sleeping stage using bio-signal and method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sleeping device,

본 발명은 수면자의 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치 및 그 방법에 대한 것으로, 특히 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 NREM(Non-Rapid Eye Movement) 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하는 경우만 수면자의 잠을 깨우는 장치 및 그 방법에 대한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for awakening a sleeping person by grasping a sleeping phase of a sleeping person. More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for awakening a sleeping person by detecting a sleeping phase with a living body signal and corresponding to one or two stages of NREM (Non-Rapid Eye Movement) The present invention relates to a device for waking a sleeping person and a method thereof.

방전된 밧데리가 콘센트와 연결된 동안 충전되듯이 우리 인체도 낮 동안의 소모된 에너지가 밤에 잠자는 동안 충전된다. 이 밖에 손상된 중추신경계의 회복을 돕고 인체 면역력을 강화시킨다. 예를 들어 감기나 염증 등 면역력의 저하로 인해서 생기는 질병의 경우, 충분한 수면을 취하고 나면 증세가 많이 호전된다. 무엇보다도 공부하는데 있어 수면이 중요한 점은 꿈을 통해 낮 동안 단기기억 저장소에서 장기기억 저장소로 기억을 이동시키는 과정을 통해 기억력의 향상을 돕는다는 점이다.As the discharged battery is charged while the outlet is connected, our body is charged while the night's energy is consumed during the day. It also helps restore the damaged central nervous system and strengthens the body's immune system. For example, in the case of a disease caused by a drop in immunity, such as a cold or inflammation, symptoms may improve more if the patient takes sufficient sleep. Above all, sleep is important in studying, which helps to improve memory through the process of transferring memory from the short-term memory store to the long-term memory store during the day through dreams.

인간은 잠을 자면서 얕은 잠에서 깊은 잠으로 다시 얕은 잠에서 꿈을 꾸는 수면주기를 가지고 있고 이러한 수면주기 반복한다.Humans have a sleeping cycle that dreams of shallow sleep, sleeping shallow, deep sleep, and repeats this sleep cycle.

실제로 짧은 잠으로 개운하게 일어나는 방법은 이러한 수면주기를 이해한다면 도움이 될 수 있다. 인간은 잠을 자면서 약 1시간 30분 정도의 주기로 얕은 수면과 깊은 수면, 얕은 수면, 꿈 수면의 과정을 반복한다. 개인마다 차이는 있지만 보통 얕은 수면에서 꿈 수면까지 한 주기를 순회하는 시간은 약 1시간 30분 정도가 소요된다. 대부분의 사람들이 6~7시간을 잔다고 간주한다면 총 4~5번의 주기를 그리면서 수면을 취하는 것이다. In fact, the way in which a short sleep breaks up can be helpful if you understand these sleep cycles. Humans sleep in a shallow and deep sleep, shallow sleep, dream sleep repeatedly at a cycle of about 1 hour and 30 minutes. Although it varies from person to person, it usually takes about 1 hour and 30 minutes to cycle through a cycle from shallow sleep to dream sleep. If most people think that they have 6 to 7 hours of sleep, they are sleeping with a total of 4 to 5 cycles.

대부분의 사람들은 조금밖에 못 잤는데도 잠자리에서 일어날 때 어느 날은 개운하게 일어나는 반면, 어떤 날은 힘들게 일어났던 경험이 있을 것이다. 짧게 잠을 자더라도 개운하게 일어나려면 얕은 수면 단계에서 깨는 것이 좋다. 그러므로 최소한의 수면시간과 수면리듬을 고려한다면 수면 주기를 2~3바퀴 돌고 난 3시간에서 4시간 30분 정도의 수면 뒤에 기상하는 것이 효율적인 수면을 취한 느낌을 가질 수 있다. 예를 들어 1시에 잔다고 가정하면 5시 30분이나 40분쯤에 잠이 깨도록 알람을 설정하고 기상하면 짧지만 깊은 잠을 잔듯한 개운함을 느낄 수 있다.Most people will only have a little sleep, but when they get up from bed, one day will be refreshing, while others will have a hard time. It is better to wake up in a shallow sleep stage to get up well even if you sleep a short time. Therefore, considering minimum sleep time and sleep rhythm, waking up from 3 to 4 hours and 30 minutes of sleep after a 2 to 3 turn of the sleep cycle can have an effect on sleep. For example, suppose you sleep at 1 o'clock, and you set an alarm to wake up at 5:30 or 40 minutes, and you feel like a short but deep sleep.

그런데 종래의 수면을 깨우는 장치 및 방법들은 단지 기상 시간을 설정하고 수면단계에 관계없이 해당 시간에 잠을 깨우고 있는 것에 불과하다. However, conventional apparatuses and methods for awakening sleep are merely waking up at the time regardless of the sleeping phase and setting the waking time.

대한민국 특허 공개번호 10-2008-0074678 (2008.08.13)인 '잠을 깨우는 장치'에는 공부하는 수험생들이 공부하다가 자신도 모르게 깜박 잠이 들어 잠 때문에 공부을 하지 못하는 것을 방지하는 잠을 깨우는 장치와 그 방법에 대한 특징이 기술되어 있으나, 이는 단지 잠이든 수험자를 물리적으로 깨우는 장치와 그 방법에 대한 것으로, 수면자의 수면주기와 수면단계를 고려하여 수면자를 깨우는 장치와 방법에 대한 특징은 언급되어 있지 않다 따라서 이러한 종래의 기술로는 잠의 질을 고려하지 않아 수면자가 불충분한 잠을 자게 되어 수면자는 육체피로감, 집중력 및 학습능력 저하, 면역력 및 성장 저하, 정신병 발병 위험 증가와 같은 문제점이 있다.Korean Patent Publication No. 10-2008-0074678 (Aug. 13, 2008), a device for awakening sleep, is a device and a device for awakening sleep, preventing students from studying due to sleep, But it does not mention the features of the device and method of awakening the sleeping person in consideration of the sleeping and sleep stages of the sleeping person. Such conventional techniques do not consider the quality of sleep, so sleepers sleep insufficiently, and sleepers have problems such as physical fatigue, concentration and learning ability, impaired immune and growth, and increased risk of psychosis.

본 발명의 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 생체신호를 이용하여 수면주기의 수면단계를 고려하여 수면자를 깨움으로써 적은 시간 잠을 자더라도 최적의 수면효과를 가져오도록 하는 것이 목적이다.In order to solve the conventional problems of the present invention, it is an object of the present invention to provide an optimal sleep effect even when sleeping for a short time by awakening a sleeping person in consideration of a sleeping phase of a sleeping cycle by using a living body signal.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description of the embodiments.

본 발명의 일측면에 따르면, 기상조건이 설정되어 있는 설정부, 인체의 머리부분에 착용되어 생체신호를 측정하는 생체신호 측정장치, 상기 생체신호 측정장치로부터 생체신호를 수신하는 생체신호 수신부, 상기 생체신호를 수면주기의 각 수면단계 해당하는 생체신호와 비교하여 해당하는 수면단계를 파악하여 수면분석 데이타를 출력하는 생체신호 분석부, 상기 생체신호 분석부에서 분석된 생체신호가 NREM(Non-Rapid Eye Movement) 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하는 경우에 상기 기상조건에 따라 알람 신호를 생성하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 의하여 수신된 생체신호를 누적하고, 통계처리하여 빅테이터화하는 서버, 상기 제어부의 제어에 의하여 알람신호와 생체신호를 송신하는 통신부, 상기 통신부로부터 알람정보가 수신되면, 알람을 출력하여 수면자의 보호자를 깨우는 보호자 단말기 및 상기 통신부로부터 알람정보가 수신되면, 알람을 출력하는 알람 장치를 포함하고, 상기 기상시간 범위는 상기 서버에서 산출된 생체신호가 누적된 빅데이타로부터 통계처리된 수면자의 수면패턴의 평균 기상시간으로 자동셋팅 된 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a bio-signal measuring apparatus comprising: a setting unit in which a weather condition is set; a living body signal measuring device for measuring a living body signal that is worn on a head portion of a human body; a living body signal receiving unit for receiving a living body signal from the living body signal measuring device; A bio-signal analyzing unit for comparing the bio-signals with the bio-signals corresponding to the respective sleep stages of the sleep period to identify the corresponding sleep stages and outputting sleep analysis data; a bio-signal analyzing unit for analyzing the bio- Eye Movement) a controller for generating an alarm signal in accordance with the weather condition when it corresponds to the first or second stage of the water surface, a server for accumulating bio-signals received under the control of the controller, A communication unit for transmitting an alarm signal and a living body signal under the control of the control unit; And an alarm device for outputting an alarm when the alarm information is received from the communication unit, wherein the waking up time range includes a sleeping time from the big data in which the bio-signals generated by the server are accumulated, And the average wake-up time of the sleeping pattern of the person is automatically set.

여기서, 상기 생체신호 측정장치는 뇌파(EEG), 심전도(ECG), 근전도(EMG), 안구전도(EOG), 광용적맥파(PPG) 중 어느 하나 이상을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the bio-signal measuring apparatus measures at least one of an EEG, an ECG, an EMG, an EOG, and a PPG.

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여기서, 상기 생체신호 측정장치 및 상기 생체신호 수신부는 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band) 통신 중 어느 하나 이상을 이용하여 생체신호를 송수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the bio-signal measuring apparatus and the bio-signal receiving unit transmit / receive a bio-signal using at least one of Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, and UWB (Ultra Wide Band) can do.

여기서, 상기 제어부는 상기 생체신호가 뇌파인 경우에 NREM 수면의 1단계 또는 NREM 수면의 2단계에 해당하는 뇌파의 특징을 가지고 상기 기상조건에 해당하는 경우에 상기 알람 신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the controller may generate the alarm signal when the biological signal corresponds to the weather condition with the characteristics of brain waves corresponding to the first stage of the NREM sleep surface or the second stage of the NREM sleep surface .

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또한, a)기상조건을 세팅하는 단계, b)수면자가 수면중 착용한 생체신호 측정장치로부터 생체신호를 측정하는 단계, c)상기 생체신호 측정장치로부터 측정한 생체신호를 수신하고 이를 분석하여 수면 단계를 구분하는 단계, d)현재 시간이 세팅되어 있는 기상조건에 해당하는지를 판단하는 단계, e)현재 시간이 세팅된 기상조건에 해당하는 경우에 분석한 수면단계가 NREM(Non-Rapid Eye Movement) 수면의 1단계 내지 2단계에 속하는지를 판단하는 단계 및 f)분석한 수면단계가 NREM 수면의 1단계 내지 2단계에 속하는 경우에 알람 신호를 생성하고 알람 장치를 가동하여 상기 수면자를 깨우는 단계를 포함하고, 상기 기상조건은 기상시간 범위, 알람장치, 보호자의 단말 정보중 어느 하나이상을 포함하고, 상기 기상시간 범위는 생체신호가 누적된 빅데이타로부터 통계처리된 수면자의 수면패턴에서 산출된 평균 기상시간으로 자동셋팅 된 것이며, 상기 f)단계는 기상 조건에 세팅된 수면자의 보호자의 단말로 알람 신호를 송신하는 것을 특징이 제공된다. The method of claim 1, further comprising the steps of: a) setting the weather condition, b) measuring the bio-signal from the bio-signal measuring device worn by the sleeping person, c) receiving the bio-signal measured from the bio- D) determining whether the present time corresponds to the set weather condition; e) if the sleep time analyzed when the current time corresponds to the set weather condition is NREM (Non-Rapid Eye Movement) Determining whether the sleeping step belongs to a first stage or a second stage of sleep, and f) generating an alarm signal when the analyzed sleeping stage belongs to the first or second stage of the NREM sleep surface and activating the alarm device to awaken the sleeping person Wherein the weather condition includes at least one of a weather time range, an alarm device, and a terminal information of a guardian, and the weather time range includes at least one of the following: Will automatically set to the average wake-up time calculated in the sleep patterns of the person treated surface of the water, the f) step is characterized in that there is provided for transmitting an alarm signal to the terminal of the protector's surface to set the weather.

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여기서, 상기 생체신호 장치는 뇌파(EEG), 심전도(ECG), 근전도(EMG), 안구전도(EOG), 광용적맥파(PPG) 중 어느 하나 이상을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the bio-signal device measures at least one of an EEG, an ECG, an EMG, an EOG, and a PPG.

여기서, 상기 생체신호는 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band) 통신 중 어느 하나 이상을 이용하여 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the bio-signal may be received using one or more of WiFi, Bluetooth, Zigbee, and UWB (Ultra Wide Band) communication.

여기서, 상기 b)단계는 뇌파(EEG), 심전도(ECG), 근전도(EMG), 안구전도(EOG), 광용적맥파(PPG) 중 하나 이상의 생체신호를 측정하고, 상기 c)단계는 하나 이상의 측정한 생체신호를 가지고 해당 수면단계를 구분하여 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the step b) may measure one or more biological signals of at least one of an EEG, an ECG, an EMG, an EOG, and a PPG, and the step c) And the sleeping step is discriminated based on the measured biological signals.

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본 발명은 실시간으로 생체신호를 측정하여 수면의 한 사이클이 끝나는 수면 이후의 얕은 잠 단계에서 수면자를 기상시켜 중요한 깊은수면과 REM 수면의 시간을 확보하면서도 깨어나기 쉽고 깨어나서도 기분이 상쾌하게 숙면을 취한 느낌을 들게 하는 효과가 있다.The present invention measures a living body signal in real time to awaken a sleeping person in a shallow sleep phase after a sleep cycle where one cycle of sleep ends, thereby securing a time of important deep sleep and REM sleep while being easy to wake up, There is an effect that makes you feel.

또한, 정해진 시간에 깨우는 것이 아니라 정해진 기상 시간 범위에서 가장 최적의 시간을 찾기 때문에 가장 효과적인 수면을 취할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is effective not to awaken at a predetermined time, but to obtain the most effective sleep because it finds the optimum time in a predetermined waking time range.

또한, 생체신호를 측정하여 현재가 기상 최적의 시간인지 혹은 깊은 수면 혹은 REM 수면중이라서 학생을 깨우면 안되는지를 보호자에게 알려주는 효과가 있다.In addition, there is an effect of informing a guardian whether a student should be woken up by measurement of a living body signal, that is, an optimum time of the current weather or a deep sleep or REM sleep.

도1은 본 발명의 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도2는 수면주기에 따른 수면 단계를 나타낸 도면이다.
도3은 수면주기에 따른 생체신호의 변화를 나타낸 도면이다.
도4는 본 발명의 일실시예로 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도5는 본 발명의 일실시예로 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 방법을 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a view for explaining an apparatus and a method for awakening sleep by detecting a sleeping phase with a bio-signal of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a sleeping step according to a sleeping period. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a change in a biological signal according to a sleeping period. FIG.
4 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for awakening sleep by detecting a sleeping phase with a bio-signal according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of awakening sleep by detecting a sleeping phase with a bio-signal according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 1번 및 2번 또는 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. 1 < / RTI > and 2 or these terms are used only for the purpose of distinguishing one element from another. Also, the singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining an apparatus and a method for awakening sleep by detecting a sleeping phase with a bio-signal of the present invention.

본 발명의 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)는 수면자가 착용하고 있는 생체신호 측정장치(100)로부터 측정된 생체신호데이터를 전송받는다.The device 200 for awakening sleep by detecting the sleep phase with the bio-signal of the present invention receives the bio-signal data measured from the bio-signal measuring device 100 worn by the sleeping person.

이후 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)는 수신한 생체신호데이터를 분석하여 수면자의 현재 수면 단계를 판단한다. 그리고 수면단계가 NREM(Non-Rapid Eye Movement) 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하고 세팅된 기상조건에 부합하는 경우에 알람 신호를 생성하고 생성된 알람 신호를 알람 장치(500, 600)로 송신하여 수면자를 깨운다. 여기서, 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)는 생성한 알람 신호를 수면자의 보호자의 단말(300)로 송신하여 보호자가 수면자를 깨우도록 할 수도 있다.Thereafter, the device 200 for recognizing the sleeping phase with the bio-signal and waking up sleep analyzes the received bio-signal data to determine the current sleeping phase of the sleeping person. When the sleeping phase corresponds to the first or second stage of the NREM (Non-Rapid Eye Movement) water surface and meets the set weather condition, an alarm signal is generated and the generated alarm signal is transmitted to the alarm devices 500 and 600 To awaken sleepers. Here, the apparatus 200 for awakening sleep by detecting a sleeping phase with a living body signal may transmit the generated alarm signal to the terminal 300 of the sleeping person's guardian so that the guardian wakes up the sleeping person.

여기서, 알람 장치(500, 600)는 알람 신호를 수신하는 경우에 알람을 발생시켜 수면자를 깨우는 장치를 의미한다. 예를 들어 조명장치, 오디오 장치, TV 등이 될 수 있다. 즉 알람 신호를 수신하는 경우에 소리나 조명을 이용하여 수면자에게 자극을 주어 수면자를 깨우도록 하는 모든 장치를 의미한다.Here, the alarm devices 500 and 600 are devices for waking up a sleeping person by generating an alarm when receiving an alarm signal. For example, a lighting device, an audio device, a TV, or the like. In other words, when receiving an alarm signal, it means any device that uses a sound or illumination to stimulate the sleeping person to awaken the sleeping person.

또한, 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)는 수면 분석 데이터 또는 생체신호 데이터를 서버(400)에 전송하여 저장할 수도 있다. In addition, the apparatus 200 for detecting a sleeping phase with a living body signal to awaken sleep may transmit sleep analysis data or biological signal data to the server 400 and store the same.

여기서, 서버(400)는 수면자의 수면주기에 따른 수면 패턴을 저장하고 있다. 그리고, 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)로부터 수신한 생체신호데이터를 저장되어 있는 수면자의 수면패턴과 비교하여 수면자의 수면 단계를 파악할 수도 있다. 이렇게 서버(400)에서 수면자의 수면 단계를 판단하는 경우에 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)는 서버(400)로부터 수면자의 수면단계 정보를 수신하여 수면자의 수면단계를 알 수 있다.Here, the server 400 stores a sleep pattern according to the sleeping period of the sleeping person. Then, by comparing the bio-signal data received from the sleep-wake-up device 200 with the sleeping pattern of the sleeping person, the sleeping phase of the sleeping person can be grasped by comparing the sleeping pattern with the stored sleeping pattern. When the server 400 judges the sleeping phase of the sleeping person, the apparatus 200 for recognizing the sleeping phase with the bio-signal and awakening sleep receives the sleeping phase information of the sleeping person from the server 400, Able to know.

또한, 서버는 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)로부터 생체신호 데이터를 누적하여 저장하고 이를 통계적으로 처리하여 빅데이터화하여 수면자의 수면 패턴을 알아낼 수도 있다. In addition, the server may accumulate bio-signal data from the device 200 that awakens the sleeping state by detecting the sleeping phase with the bio-signal, statistically processes the bio-signal data, and converts the data into big data to find the sleeping pattern of the sleeping person.

이렇게 서버(400)에 저장되는 각각의 수면자의 생체신호를 빅데이터(Big data)화하면, 각각의 수면자에 최적화되어 보다 정확한 수면 단계를 판단할 수 있다.
By converting the bio-signals of each sleeping person stored in the server 400 into big data, it is possible to optimize the sleeping person to determine a more accurate sleeping step.

도2는 수면주기에 따른 수면 단계를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a sleeping step according to a sleeping period. FIG.

수면주기는 여러 단계로 나눠지는데, 크게 안구가 빠르게 마구 움직이는 REM(Rapid Eye Movement)수면과 그렇지 않은 NREM(Non-Rapid Eye Movement)수면으로 나뉜다.The sleep cycle is divided into several stages: Rapid Eye Movement (REM), which is a rapidly moving eyeball, and Non-Rapid Eye Movement (NREM), which is not.

급속한 안구운동이 일어나는 REM수면은 꿈을 꾸면서 자는 수면으로, 심박동과 호흡이 불규칙하게 나타나는 특성이 있으며, NREM수면은 다시 수면의 깊이에 따라 얕은 잠인 1단계부터 깊은 잠인 4단계로 분류된다. 수면주기는 NREM 수면의 1~2 단계에서부터 3~4단계를 거쳐 REM수면으로 바뀌게 된다. 이러한 수면주기는 도2에 도시되어 있는 바와 같이 하룻밤 사이에 3~5회를 반복하게 된다. REM sleep is a sleeping dream with a rapid eye movement. It is characterized by irregular heartbeat and respiration. NREM sleep is divided into four stages, from shallow sleep to deep sleep depending on the depth of sleep. The sleep cycle changes from one to two stages of NREM sleep to three to four stages to REM sleep. This sleeping cycle repeats 3 to 5 times overnight, as shown in FIG.

또한, 도2에 도시되어 있는 바와 같이 수면주기의 초기에는 NREM 수면의 깊은 수면단계의 비중이 높으나, 수면주기의 후반부로 갈수록 깊은 수면 단계인 NREM 수면의 3~4 단계가 없어지면서 REM 수면의 비중이 높아진다.In addition, as shown in FIG. 2, at the beginning of the sleeping period, the proportion of the deep sleep phase of the NREM sleep is high. However, the third to fourth stages of the NREM sleep, which is the deep sleeping stage toward the latter half of the sleep cycle, .

즉, 수면주기는 NREM 수면의 얇은 수면에서 깊은 수면으로 깊은 수면에서 REM 수면으로의 과정을 3~5회 반복하면서 잠의 깊이가 점차 얕아지다가 깨어난다.In other words, the sleep cycle is a deep sleep from NREM sleep surface to deep sleep, and the depth of sleep is gradually shallower and wakes up, repeating the process from deep sleep to REM sleep three to five times.

일반적으로 수면주기는 약 90분 정도인 이러한 주기성을 가지지만 사람마다 그날의 상황에 따라 이러한 주기는 변할 수 있다.Generally, the sleep cycle has this periodicity, which is about 90 minutes, but this cycle can vary depending on the person's situation.

NREM수면의 특징은 다음과 같다.The characteristics of NREM sleep are as follows.

1.비REM 수면 중 3~4단계의 깊은 수면이 중요1. Three to four steps of non-REM sleep are important

2.체력회복과 성장을 촉진하는 시간2. Time to promote physical recovery and growth

3.성장호르몬이 분비시켜 성장을 촉진한다.3. Growth hormone secretes and promotes growth.

4.대사활동이 최저가 되고 조직의 성장과 회복에 대비한다.4. Be prepared for organizational growth and recovery with the lowest metabolism activity.

5.자연면역시스템을 조절하는 물질 (인터로이킨 등)이 증가하여 면역력을 증가시킨다.5. The substance that regulates the natural immune system (such as interleukin) increases, thereby increasing immunity.

REM수면의 특징은 다음과 같다.The characteristics of REM sleep are as follows.

1.기억을 선명하게 유지 보관하는 역설수면(단기기억을 장기기억으로 전환)에 관여하며 기억력 향상시킨다.1. It is involved in the paradoxical sleep surface (short-term memory is converted into long-term memory) which keeps the memory clearly and improves memory.

2.중요한 정보는 장기기억에, 필요없는 정보는 망각한다. 즉, 뉴럴네트워크 재편성 및 기억의 취사 선택 파일링 작업을 진행한다.2. Important information for long-term memory, and information that is not needed is forgotten. In other words, the neural network reorganization and memory selection and filing work are carried out.

3.신경전달물질(노르에피네프린, 세로토닌)을 분비시켜서 학습능력을 향상시킨다.3. It secretes neurotransmitters (norepinephrine, serotonin) and improves learning ability.

따라서, 수면자를 깨우는데 있어서 REM 수면에서 잠을 깨우게 되면 뇌의 휴식이 완전하지 않아서 학습 능률이 저하되고 기억력의 감퇴가 발생할 수 있으며, NREM 수면의 깊은 단계인 3~4 단계에서 잠을 깨우게 되면 육체의 피로가 완전하게 풀리지 않아 성장호르몬의 분비가 감소되고 면역력이 감소될 수 있는 문제가 발생하게 된다.Therefore, when awakening from the REM sleep to wake up the sleeping person, the brain is not resting completely and the learning efficiency is lowered and memory decline may occur. In the deep steps of NREM sleep, The fatigue of the body is not completely released, so that the secretion of growth hormone and immunity can be reduced.

이러한 문제를 해결하기 위해서 본원 발명은 수면주기 중에서 NREM 수면의 얕은 잠의 단계인 1~2 단계에서 수면자를 깨우게 함으로써 적은 시간을 자더라고 잠의 질을 좋게 하여 충분한 정신과 육체의 피로를 회복시켜줄 수 있다.
In order to solve such a problem, the present invention rescues the sleeping person in the first and second stages of the NREM sleep, which is the stage of shallow sleep in the sleeping period, have.

도3은 수면주기에 따른 생체신호의 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing a change in a biological signal according to a sleeping period. FIG.

수면주기에 따라 뇌파의 모양이 변화되는데 이러한 뇌파의 변화 모양은 Retchtschaffen과 Kales의 분류를 기초로 한 APSS(Association for the Psychological Study of Sleep)의 분류가 일반적으로 널리 사용되고 있다.The pattern of changes in the EEG is commonly used in the classification of the APSS (Association for the Psychological Study of Sleep) based on the classification of Retchtschaffen and Kales.

도3에 도시되어 있는 바와 같이 NREM 수면의 1단계에서의 뇌파는 주로 수면자의 후두부 우위의 알파 율동이 저진폭으로 되면서 주파수 감소가 시작되고 점차 수면의 깊어지면 알파 파는 소실(50% 이하)되고 전두부에 베타 파가 증가하고 점차 저진폭의 2~7 Hz의 세타 파가 혼입되고 이와 동시에 중심부, 전두부, 두정부에 진폭이 작은 세타 파가 하나 혹은 몇개 정도가 연속해서 나타날 수 있으며, 이때 뇌파소견은 수면상의 작은 물결 모양과 비슷하여 억제파(잔물결 도는 연파기 : ripple wave) 라고 한다.As shown in FIG. 3, in the first stage of the NREM sleep, frequency decreases as the alpha rhythm of the head of the sleeping person becomes low amplitude, and when the water surface becomes gradually deeper, alpha waves disappear (less than 50%), , And then one or several serpentines with small amplitudes at the central, frontal, and two ganglia can be consecutively present. At this time, It is called a ripple wave, similar to a small wave on the surface.

도3에 도시되어 있는 바와 같이 NREM 수면의 1단계의 뇌파는 잔물결과 같은 억제파가 특징인 것이 나타나고 있다.As shown in FIG. 3, the first-stage EEG of the NREM sleep surface is characterized by suppressive waves such as ripples.

또한 NREM 수면의 2단계에서의 뇌파는 12~14 Hz의 수면방추파(sleep bundle)와 K 복합(K-complex)가 출현하는 것이 특징이다. 방추파(spidle wave)는 주로 양측 중심 두정부위에 양측 동기성, 대칭성으로 50~100 마이크로볼트의 12~14 Hz 의 방추형 군파가 출현하며 지속 시간은 0.5~2초 정도이다. In the second stage of NREM sleep, the brain waves are characterized by a sleep bundle of 12 to 14 Hz and a K-complex. The spindle wave is mainly composed of a fusiform group of 12 ~ 14 Hz of 50 ~ 100 microvolts in both sides of the central parietal region with a synchronous and symmetrical nature. The duration is about 0.5 ~ 2 seconds.

이러한 방추파의 출현은 수면자가 확실히 수면 상태에 빠진 것으로 판단 할수 있다.The emergence of such a breakout can be judged to be a sleeping state.

K 복합은 2~3 상성 파형을 나타내고 일반적으로 갑작스런 음자극이나 각성자극에 반응하여 출현하는 수면 각성 반응파로 두정부 우세로 출현한다. K composite appears as a dominant dominant feature of the sleep arousal response wave that appears in response to a sudden negative stimulus or arousal stimulus.

도3의 NREM 수면의 2단계의 뇌파에는 2개의 방추파(spindles) 이후에 파형이 커지는 K 복합이 나타나 있다.In the NREM sleep surface of FIG. 3, the second-stage EEG shows a K-complex which has a larger waveform after two spindles.

위의 NREM 수면의 1단계 및 2단계를 수면의 초기단계로 수면자는 아직 깊은 잠을 자는 단계는 아니다.The first and second stages of NREM sleep above are the early stages of sleep, and sleepers are not yet in a deep sleep phase.

이러한 NREM 수면의 1단계와 2단계에서는 수면자의 맥박이 느려지고 안정화되며, 눈동자는 천천히 움직인다. 그리고 근육은 이완되어 근전도(EMG)에서는 근육이 이완되는 파형이 표시된다.In the first and second phases of NREM sleep, the pulse of the sleeping person is slowed down and stabilized, and the pupils move slowly. The muscles are relaxed and EMG shows a relaxed waveform.

NREM 수면의 3단계 및 4단계는 서파가 나타나고 진폭도 높아진다. 이시기의 뇌파의 특징은 방추파는 드물어지면서 델타 파의 빈도가 커진다.In the third and fourth stages of NREM sleep, the wake appears and the amplitude increases. The characteristic features of EEG during this period are that the frequency of delta waves increases as the spindle waves become scarce.

이러한 NREM 수면의 3단계 및 4단계를 서파수면기(slow wave sleep)라고 하며, 수면자의 맥박은 더욱 느려지고 안정화되며 눈운동은 정지하고 근육은 최대로 이완되며 뇌혈류량이 최소로 된다. 반대로 근육 혈류량은 최대가 된다.The third and fourth steps of the NREM sleep are called slow wave sleep, and the pulse of the sleeping person is slowed down and stabilized, the eye movement is stopped, the muscle is relaxed to the maximum, and the cerebral blood flow is minimized. Conversely, myocardial blood flow is maximized.

NREM 수면이 끝나고 REM 수면으로 들어가면 저진폭의 쎄타 파가 출현하게 되는데 이때 특징적인 급속 안구운동(Rapid Eye Movement)이 발생하게 된다.After the NREM sleep, when the REM enters the water surface, a low-amplitude theta wave appears, which causes a characteristic Rapid Eye Movement.

이 시기에는 빠른 안구운동뿐만 아니라 하악근이나 사지근의 근긴장 저하, 심박수나 호흡수의 증가, 호흡 리듬이나 심전도의 불규칙화, 혈압상승이 발생하며 뇌혈류량이 최대가 된다.In this period, not only rapid eye movement, but also decrease the muscle tone of the mandibular or limb muscles, increase of heart rate and respiratory rate, irregularity of respiration rhythm and electrocardiogram, increase of blood pressure,

따라서, 수면주기의 각 단계에 따른 생체신호를 알면 해당 생체주기가 발생하는 수면단계를 구분하여 원하는 수면단계에 수면자를 깨우도록 할 수 있다.Therefore, knowing the bio-signals according to the respective stages of the sleep cycle, the sleep stages in which the corresponding bio-cycles are generated can be distinguished to awaken the sleepers in a desired sleep stage.

본 발명에서는 주로 뇌파를 이용하여 수면자의 수면주기를 분석하여 NREM 수면의 1단계 또는 2단계에 수면자를 기상시키도록 한다.In the present invention, the sleeping period of the sleeping person is analyzed mainly by using the EEG, so that the sleeping person is awakened in the first or second stage of the NREM sleeping.

즉, 본 발명은 상술한 NREM 수면의 1단계 또는 2단계에 속하는 뇌파의 특징이 측정되는 경우에 본 발명의 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)는 수면자를 깨우는 일련의 동작을 수행하도록 한다.That is, in the present invention, when the characteristics of the brain waves belonging to the first or second stage of the NREM sleep surface are measured, the apparatus 200 for awakening sleep by grasping the sleep stage with the biological signal of the present invention includes a series of wake- To perform an operation.

또는, 생체신호 중에서 심전도(ECG), 근전도(EMG), 안구전도(EOG), 광용적맥파(PPG) 등의 생체신호를 측정하고 이를 분석하여 NREM 수면의 1단계 또는 2단계에 수면자를 기상시키도록 한다. Or, biological signals such as electrocardiogram (ECG), electromyogram (EMG), eye conduction (EOG), and optical pulse wave (PPG) are measured and analyzed in biological signals to awake sleepers in the first or second stage of NREM sleep .

또는, 하나 이상의 생체신호를 조합하여 각각의 생체신호를 복합적으로 분석함으로써 하나의 생체신호를 이용하는 경우보다 보다 정확하게 NREM 수면의 1단계 또는 2단계를 판단하여 수면자를 기상시키도록 할 수도 있다.
Alternatively, it is possible to determine the first or second step of the NREM sleep more accurately than in the case of using one bio-signal by analyzing each bio-signal by combining one or more bio-signals, thereby raising the sleeping person.

도4는 본 발명의 일실시예로 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치의 구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for awakening sleep by detecting a sleeping phase with a bio-signal according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)는 통신부(210), 생체신호 수신부(220), 설정부(230), 생체신호 분석부(240) 및 제어부(250)를 포함한다.The apparatus 200 for detecting a sleeping phase and detecting a sleeping phase of the present invention includes a communication unit 210, a living body signal receiving unit 220, a setting unit 230, a living body signal analyzing unit 240, .

통신부(210)는 외부장치와 통신을 수행하는 기능을 수행한다. 여기서 외부장치는 수면자의 보호자 단말(300), 서버(400), 알람장치(500, 600)를 의미한다.The communication unit 210 performs communication with an external device. Here, the external device means a protector terminal 300 of a sleeping person, a server 400, and alarm devices 500 and 600.

생체신호 수신부(220)는 생체신호 측정장치(100)로부터 측정한 수면자의 생체신호를 수신한다.The bio-signal receiving unit 220 receives the bio-signal of the sleeping person measured by the bio-signal measuring apparatus 100.

여기서, 생체신호 수신부(220)는 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band) 통신 중 어느 하나 이상을 이용하여 생체신호를 수신할 수 있다.Here, the bio-signal receiving unit 220 can receive a bio-signal using one or more of Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, and UWB (Ultra Wide Band) communication.

또한, 생체 신호 측정장치(100) 역시 생체신호 수신부(220)와 동일한 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band) 통신 중 어느 하나 이상을 이용하여 생체신호를 송신할 수 있다.The bio-signal measuring apparatus 100 may also receive a bio-signal using one or more of Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, and UWB (Ultra Wide Band) Can be transmitted.

설정부(230)는 수면자를 깨우는 기상조건이 설정되어 있다. 여기서 기상조건은 수면자의 기상시간 범위가 설정되어 있으며, 수면자를 깨우는 알람 장치, 수면자의 보호자 단말의 정보 중 어느 하나 이상을 더 포함하고 있을 수 있다. The setting unit 230 sets a weather condition for awakening a sleeping person. Here, the weather condition may include at least one of an alarm device for waking up a sleeping person and information of a guardian terminal of a sleeping person, the weathering time range of a sleeping person is set.

여기서, 기상조건은 수면자의 평균적인 기상시간을 고려하여 자동적으로 세팅이 될 수도 있고 서버(400)로부터 통계처리된 수면자의 기상시간 정보를 수신하여 수면자의 평균적인 기상시간 범위가 자동적으로 세팅될 수도 있다.Here, the weather condition may be automatically set in consideration of the average weather time of the sleepers, the weather time information of the sleepers that have been statistically processed from the server 400, and the average weather time range of the sleepers may be automatically set have.

이를 위해서 서버(400)는 수면자의 매일의 기상시간을 수신하여 저장하고 이를 통계 처리하여 수면자의 평균적인 기상시간 범위를 알아낸다.For this purpose, the server 400 receives and stores the daily wakeup time of the sleeping person and statistically processes the stored wakeup time to find the average waking time range of the sleeping person.

생체신호 분석부(240)는 수신한 생체 신호를 분석하여 수면자의 수면단계를 파악한다. 이를 위해서 생체신호 분석부(240)는 수신한 생체신호를 수면자의 수면주기의 각 수면단계 해당하는 생체 신호와 비교하여 해당하는 수면단계를 판단한다.The bio-signal analyzing unit 240 analyzes the received bio-signal to determine the sleeping phase of the sleeping person. To this end, the bio-signal analyzer 240 compares the received bio-signal with the bio-signals corresponding to the respective sleep stages of the sleeping person's sleep period to determine a corresponding sleeping phase.

제어부(250)는 생체 신호 분석부(240)에서 분석된 생체신호가 NREM 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하는 경우에 설정부(230)에 설정되어 있는 기상조건에 상응하여 알람 신호를 생성하여 수면자를 깨우도록 제어한다.The control unit 250 generates an alarm signal in accordance with the weather condition set in the setting unit 230 when the biological signal analyzed by the living body signal analyzing unit 240 corresponds to the first to second steps of the NREM sleep surface Control sleepers to wake up.

예를 들어, 기상시간 범위가 오전 6시에서 7시 사이로 세팅되어 있고, 알람 장치는 오디오 장치로 설정이 되어 있으며, 보호자의 단말이 정보가 저장되어 있는 경우에, 측정된 수면자의 생체신호가 NREM 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하는 측정시간이 오전 6시 30분이라고 하면 기상시간 범위에 해당하므로 제어부(250)는 알람 신호를 생성하여 보호자의 단말로 송신하고 설정되어 있는 오디오 장치를 제어하여 알람 소리를 발생시켜 수면자를 깨우도록 제어한다.
For example, if the waking time range is set between 6 am and 7 am, the alarm device is set as an audio device, and the biological signal of the measured sleeping person is NREM If the measurement time corresponding to the first to second steps of the water surface is 6:30 am, the control unit 250 generates an alarm signal to transmit to the terminal of the guardian and controls the set audio device And an alarm sound is generated to wake up the sleeping person.

도5는 본 발명의 일실시예로 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of awakening sleep by detecting a sleeping phase with a bio-signal according to an embodiment of the present invention.

S100 단계는 수면자의 기상시간 범위, 수면자를 깨워줄 사람(보호자의 단말), 알람 신호를 이용하여 알람을 발생시키는 장치 등의 기상 조건을 세팅하는 단계이다.Step S100 is a step of setting a weather condition such as a weather time range of a sleeping person, a person who wakes up a sleeping person (a terminal of a guardian), and an apparatus that generates an alarm using an alarm signal.

S110 단계는 수면자가 잠들기 전에 생체신호장치(100)을 착용하는 단계이다.Step S110 is a step of wearing the bio-signal device 100 before the sleeping person sleeps.

S120 단계는 수면자가 잠이 들어 잠을 자는 단계이다. 이 단계에서 수면자가 착용한 생체신호장치(100)는 수면자의 생체신호를 실시간으로 측정한다.Step S120 is a step in which the sleeping person sleeps to sleep. At this stage, the bio-signal device 100 worn by the sleeping person measures the bio-signal of the sleeping person in real time.

S130 단계는 생체신호장치(100)가 측정한 생체신호를 실시간으로 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)로 전송하는 단계이다.In step S130, the biological signal measured by the bio-signal device 100 is detected in real time and transmitted to the device 200 for awakening sleep.

S140 단계는 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)가 수신한 생체신호를 분석하는 단계이다. 즉, 수신한 생체 신호가 어떠한 종류의 생체 신호인지를 분석한다. 이후 해당 종류의 생체신호를 분석하는 단계로 진행한다.Step S140 is a step of analyzing the bio-signal received by the device 200 that awakens the sleep by understanding the sleeping phase. That is, it is analyzed what kinds of biological signals the received biological signals are. Thereafter, the flow proceeds to a step of analyzing a bio-signal of the corresponding type.

S150 단계는 측정한 생체신호의 종류를 고려하여 해당 종류의 생체신호를 분석하여 수면주기의 어느 수면단계에 속하는지를 구분하는 단계이다.Step S150 is a step of analyzing the bio signal of the corresponding type in consideration of the type of the bio-signal measured to determine which sleep stage of the sleep period belongs.

여기서, 수면주기의 수면단계의 판단은 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치(200)가 직접 분석하여 판단할 수도 있고, 서버(400)와 같은 타 장치로 생체신호를 재전송한 후에 서버(400)가 생체신호를 분석하여 수면단계를 판단할 수도 있다. 여기서 서버(400)는 수신한 생체신호를 누적하여 저장하고 수면자에 맞게 통계 처리하여 빅데이터화할 수도 있다.  Herein, the sleeping phase of the sleeping cycle may be determined by analyzing the sleeping phase of the sleeping device 200, or may be determined by the sleeping waking device 200, May analyze the vital signs to determine the sleeping phase. Here, the server 400 may accumulate and store the received bio-signals and statistically process them according to sleepers to make big data.

S160 단계는 수면자의 생체신호에 따른 수면단계를 구분한 정보를 저장하기 위해 서버(400)와 같은 타 장치로 전송하는 단계이다.Step S160 is a step of transmitting information to the other device such as the server 400 in order to store information classified as a sleeping phase according to a bio-signal of the sleeping person.

S170 단계는 생체신호를 측정한 시간이 수면자의 기상시간 범위에 속하는 지를 판단하는 단계이다. 만일, 생체신호를 측정한 시간이 수면자의 기상시간 범위에 속하지 않는 경우에는 다시 S130 단계로 가서 수면자의 생체신호를 재측정한다. In step S170, it is determined whether the time of measuring the bio-signal belongs to the sleeping time range of the sleeping person. If the measured time of the living body signal does not belong to the sleeping time range of the sleeping person, the flow returns to step S130 to re-measure the living body's living body signal.

생체신호를 측정한 시간이 기상시간 범위에 속하는 경우에는 S180 단계로 가서 측정한 생체신호가 수면단계의 NREM 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하는지를 판단한다. 여기서, 판단 결과 NREM 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하지 않는 경우에는 다시 S130 단계로 가서 수면자의 생체신호를 재측정하고, 판단 결과 NREM 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하는 경우에는 S190 단계로 진행하여 알람신호를 생성하고 이를 알람장치로 전송하여 알람장치를 가동시켜 수면자를 깨우도록 한다. 여기서 상술한 바와 같이 수면자의 보호자 단말로 알람 신호를 전송하여 보호자가 수면자를 깨우도록 할 수도 있다.
If the measured time of the biological signal belongs to the waking time range, it is determined in step S180 whether the measured biological signal corresponds to the first or second step of the NREM sleep surface in the sleeping step. If it is determined that the NREM sleep surface does not correspond to the first or second step, the flow returns to step S130 to re-measure the physiological signal of the sleeping person. To generate an alarm signal and transmit it to the alarm device to activate the alarm device to wake up the sleeping person. As described above, the alarm signal may be transmitted to the guardian terminal of the sleeper so that the guardian awakens the sleeper.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 생체 신호 측정장치
200 : 생체 신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치
210 : 통신부
220 : 생체신호 수신부
230 : 설정부
240 : 생체신호 분석부
250 : 제어부
300 : 보호자의 단말
400 : 서버
500, 600 : 알람 장치
100: Biosignal measuring device
200: Device to awaken sleep by understanding sleep phases with bio-signals
210:
220: biological signal receiver
230: Setting section
240: biological signal analysis unit
250:
300: Protector's terminal
400: Server
500, 600: Alarm device

Claims (13)

기상조건이 설정되어 있는 설정부;
인체의 머리부분에 착용되어 생체신호를 측정하는 생체신호 측정장치;
상기 생체신호 측정장치로부터 생체신호를 수신하는 생체신호 수신부;
상기 생체신호를 수면주기의 각 수면단계 해당하는 생체신호와 비교하여 해당하는 수면단계를 파악하여 수면분석 데이타를 출력하는 생체신호 분석부;
상기 생체신호 분석부에서 분석된 생체신호가 NREM(Non-Rapid Eye Movement) 수면의 1단계 내지 2단계에 해당하는 경우에 상기 기상조건에 따라 알람 신호를 생성하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 의하여 수신된 생체신호를 누적하고, 통계처리하여 빅테이터화하는 서버;
상기 제어부의 제어에 의하여 알람신호와 생체신호를 송신하는 통신부;
상기 통신부로부터 알람정보가 수신되면, 알람을 출력하여 수면자의 보호자를 깨우는 보호자 단말기; 및
상기 통신부로부터 알람정보가 수신되면, 알람을 출력하는 알람 장치;를 포함하고,
상기 기상조건은 기상시간의 범위와, 상기 기상시간의 범위에 따라 알람을 출력하는 상기 보호자 단말기와 알람장치중 하나 이상이 설정되고,
상기 기상시간 범위는 상기 서버에서 산출된 생체신호가 누적된 빅데이타로부터 통계처리된 수면자의 수면패턴의 평균 기상시간으로 자동셋팅 된 것을 특징으로 하는 생체신호를 가지고 수면단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치.
A setting unit for setting a weather condition;
A living body signal measuring device for measuring a living body signal by being worn on a head portion of the human body;
A living body signal receiving unit for receiving a living body signal from the living body signal measuring device;
A bio-signal analyzer for comparing the bio-signal with a bio-signal corresponding to each sleep stage of the sleep period to identify the corresponding sleep stage and outputting sleep analysis data;
A controller for generating an alarm signal according to the weather condition when the bio-signal analyzed by the bio-signal analyzer corresponds to one of the first to second stages of NREM (Non-Rapid Eye Movement) water surface;
A server for accumulating bio-signals received under the control of the control unit and statistically processing the bio-signals to form a big data;
A communication unit for transmitting an alarm signal and a biological signal under the control of the control unit;
A guardian terminal for outputting an alarm to awaken the guardian of the sleeping person when the alarm information is received from the communication unit; And
And an alarm device for outputting an alarm when the alarm information is received from the communication unit,
Wherein at least one of the guardian terminal and the alarm device for outputting an alarm in accordance with the range of the rising time and the range of the rising time is set as the rising condition,
Wherein the wake-up time range is automatically set to an average wake-up time of a sleeping pattern of a sleeping person statistically processed from big data in which bio-signals calculated by the server are accumulated, .
제1항에 있어서,
상기 생체신호 측정장치는
뇌파(EEG), 심전도(ECG), 근전도(EMG), 안구전도(EOG), 광용적맥파(PPG) 중 어느 하나 이상을 측정하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치.
The method according to claim 1,
The bio-signal measuring device
(EN) An electrocardiogram (ECG), an electromyogram (EMG), an eye conduction (EOG), and an optical pulse wave (PPG) Device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 생체신호 측정장치 및 상기 생체신호 수신부는 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band) 통신 중 어느 하나 이상을 이용하여 생체신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the living body signal measuring device and the living body signal receiving part transmit and receive a living body signal using at least one of WiFi, Bluetooth, Zigbee, and UWB (Ultra Wide Band) communication. A device that wakes up sleeping with a signal.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 생체신호가 뇌파인 경우에 NREM 수면의 1단계 또는 NREM 수면의 2단계에 해당하는 뇌파의 특징을 가지고 상기 기상조건에 해당하는 경우에 상기 알람 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller generates the alarm signal when the biological signal corresponds to the weather condition with the characteristics of brain waves corresponding to the first stage of the NREM sleep surface or the second stage of the NREM sleep surface in the case where the biological signal is an EEG signal A device to wake up sleep by identifying sleep stages.
삭제delete a)기상조건을 세팅하는 단계;
b)수면자가 수면중 착용한 생체신호 측정장치로부터 생체신호를 측정하는 단계;
c)상기 생체신호 측정장치로부터 측정한 생체신호를 수신하고 이를 분석하여 수면 단계를 구분하는 단계;
d)현재 시간이 세팅되어 있는 기상조건에 해당하는지를 판단하는 단계;
e)현재 시간이 세팅된 기상조건에 해당하는 경우에 분석한 수면단계가 NREM(Non-Rapid Eye Movement) 수면의 1단계 내지 2단계에 속하는지를 판단하는 단계; 및
f)분석한 수면단계가 NREM 수면의 1단계 내지 2단계에 속하는 경우에 알람 신호를 생성하고 알람 장치를 가동하여 상기 수면자를 깨우는 단계;를 포함하고,
상기 기상조건은 기상시간 범위, 알람장치, 보호자의 단말 정보중 어느 하나이상을 포함하고,
상기 기상시간 범위는 생체신호가 누적된 빅데이타로부터 통계처리된 수면자의 수면패턴에서 산출된 평균 기상시간으로 자동셋팅 된 것이며,
상기 f)단계는 기상 조건에 세팅된 수면자의 보호자의 단말로 알람 신호를 송신하는 것을 특징을 하는 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 방법.

a) setting a weather condition;
b) measuring a bio-signal from a bio-signal measuring device worn by a sleeping person during sleep;
c) receiving the bio-signal measured by the bio-signal measuring device and analyzing the bio-signal to distinguish the sleeping step;
d) determining whether the current time corresponds to a set weather condition;
e) if the current time corresponds to the set weather condition, determining whether the analyzed sleep phase belongs to the first or second stage of NREM (Non-Rapid Eye Movement) sleep; And
f) generating an alarm signal and activating an alarm device to awaken the sleeping person when the analyzed sleeping phase belongs to the first or second stage of the NREM sleep surface;
Wherein the weather condition includes at least one of a weather time range, an alarm device, and a guardian's terminal information,
The wakeup time range is automatically set to the average wakeup time calculated from the sleep pattern of the sleeping person statistically processed from the big data in which bio-signals are accumulated,
Wherein the step (f) transmits an alarm signal to a terminal of a protector of a sleeping person set in a weather condition, and a method for awakening sleep by identifying a sleeping phase with a living body signal.

삭제delete 제8항에 있어서,
상기 생체신호 장치는
뇌파(EEG), 심전도(ECG), 근전도(EMG), 안구전도(EOG), 광용적맥파(PPG) 중 어느 하나 이상을 측정하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 방법.
9. The method of claim 8,
The bio-signal device
(EN) An electrocardiogram (ECG), an electromyogram (EMG), an eye conduction (EOG), and an optical pulse wave (PPG) Way.
제8항에 있어서,
상기 생체신호는 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band) 통신 중 어느 하나 이상을 이용하여 수신하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the bio-signal is received using one or more of Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, and Ultra Wide Band (UWB) communications. How to wake up.
제8항에 있어서,
상기 b)단계는 뇌파(EEG), 심전도(ECG), 근전도(EMG), 안구전도(EOG), 광용적맥파(PPG) 중 하나 이상의 생체신호를 측정하고,
상기 c)단계는 하나 이상의 측정한 생체신호를 가지고 해당 수면단계를 구분하여 판단하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 방법.


9. The method of claim 8,
Wherein the step b) measures one or more biological signals of an EEG, an ECG, an EMG, an EOG, and a PPG,
The method of claim 1, wherein the step (c) comprises determining at least one sleeping phase with the at least one measured bio-signal, and determining the sleeping phase by awake.


삭제delete
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