KR101627760B1 - 인체 착용형 무선 통신 장치 - Google Patents

인체 착용형 무선 통신 장치 Download PDF

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Abstract

인체 착용형 무선 통신 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치는, 본체유닛에 설치되는 메인컨트롤러; 본체유닛에 설치되어 메인컨트롤러에 연결되며, 데이타를 송신 또는 수신하는 통신유닛; 및 통신유닛에 착탈가능하게 연결되는 안테나가 구비되고, 본체유닛에 착탈가능하게 결합되되, 인체에 착용되도록 마련되는 인체착용유닛을 포함한다.

Description

인체 착용형 무선 통신 장치{WEARABLE WIRELESS COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은, 인체 착용형 무선 통신 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인체에 착용가능하도록 마련되는 인체착용유닛에 안테나가 구비되어 본체유닛의 통신유닛에 착탈가능하게 연결됨으로써, 본체유닛의 부피가 감소될 수 있으며, 여러 종류의 안테나가 통신유닛에 연결되어 다양한 주파수에서 사용할 수 있는 인체 착용형 무선 통신 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 알에프아이디(RFID; Radio Frequency Identification)는 소형 반도체 칩을 이용해 사물의 정보를 처리하는 기술로 이해될 수 있다.
즉, 알에프아이디는 판독 및 해독 기능이 있는 판독기와, 고유 정보를 내장한 알에프 태그(RF tag), 운용 소프트웨어, 네트워크 등으로 구성되며, 사물에 부착된 얇은 평면 형태의 알에프 태그를 식별함으로써 정보를 처리하는 것이다.
여기서, 알에프 태그는 반도체로 제작된 트랜스폰더 칩과 안테나로 구성될 수 있으며, 작동을 위한 전원여부에 따라 수동식과 능동식, 그리고, 반능동식으로 구별될 수 있다.
수동식의 경우 내부 전원 없이 판독기의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작하는 데 비해, 능동식의 경우 알에프 태그를 위한 전지가 내장되어 있어서 전지로 부터 전원을 공급받아 작동하게 된다. 그리고, 반능동식은 필요한 경우에만 전원을 공급받게 되므로 능동식에 비해 전원 소모량이 적은 방식이다.
이러한 알에프아이디 기술은 바코드처럼 직접 접촉하거나 가시대역 안에서 스캐닝할 필요가 없는 장점 때문에 바코드를 대체할 기술로 평가받고 있으며, 물류, 제조, 서비스 등의 다양한 분야로 그 활용이 확대되고 있다.
한편, 최근, 알에프 태그와 알에프 리더의 소형화 추세에 더하여, 웨어러블(Wearable) 기기를 기반으로 하는 무선기기 시장이 급속도로 성장하고 있으므로, 알에프 태그 내지 알에프 리더와 웨어러블 기기를 결합하여 사용할 수 있는 기술개발이 필요한 실정이다.
대한민국공개실용신안 공개번호:제20-2012-0003876호(공개일자:2012년06월01일)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인체에 착용가능하도록 마련되는 인체착용유닛에 안테나가 구비되어 본체유닛의 통신유닛에 착탈가능하게 연결되는 것을 통해 본체유닛의 부피가 감소될 수 있고, 또한, 착탈에 의해 안테나의 교체가 용이하며, 여러 종류의 안테나가 통신유닛에 연결될 수 있으므로 다양한 주파수에서 사용가능한 인체 착용형 무선 통신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본체유닛에 설치되는 메인컨트롤러; 상기 본체유닛에 설치되어 상기 메인컨트롤러에 연결되며, 데이타를 송신 또는 수신하는 통신유닛; 및 상기 통신유닛에 착탈가능하게 연결되는 안테나가 구비되고, 상기 본체유닛에 착탈가능하게 결합되되, 인체에 착용되도록 마련되는 인체착용유닛을 포함하는 인체 착용형 무선 통신 장치가 제공될 수 있다.
그리고, 상기 통신유닛은, RFID(Radio Frequency IDentification) 태그 및 RFID 리더 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인컨트롤러에 연결되는 전원공급유닛을 더 포함하며, 상기 메인컨트롤러가 상기 전원공급유닛의 전원 공급을 조절하는 경우, 상기 RFID 태그가 수동형 RFID, 능동형 RFID 및 반능동형 RFID 중 적어도 하나의 모드로 전환될 수 있다.
그리고, 상기 인체착용유닛은, 상기 인체의 일측을 감싸면서 상기 인체에 착용되어 지지되도록 마련되는 스트랩유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 스트랩유닛은, 상기 본체유닛의 일측에 결합되고, 제1안테나가 구비되는 제1스트랩유닛; 및 상기 본체유닛의 타측에 결합되고, 제2안테나가 구비되는 제2스트랩유닛을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1안테나와 상기 제2안테나는, 서로 다른 주파수의 신호를 송신 또는 수신하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 제1안테나 및 상기 제2안테나 중 적어도 하나와 상기 통신유닛을 연결하는 커넥터유닛을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 본체유닛은, GPS(Global Positioning System), 관성센서(Inertial Sensor), 무선통신(Wireless Communication) 시스템 및 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 인체 내부에 장착되는 인체장착의료유닛을 더 포함하며, 상기 RFID 리더는, 상기 인체장착의료유닛으로부터 센싱데이타를 전달받도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 RFID 리더는, 상기 인체장착의료유닛으로부터 전달받은 센싱데이타를 스마트폰 및 로컬서버 중 적어도 하나로 전송하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 RFID 태그는, 차량에 저장되어 있는 차량의 운행정보를 전송받도록 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 인체에 착용가능하도록 마련되는 인체착용유닛에 안테나가 구비되어 본체유닛의 통신유닛에 착탈가능하게 연결되는 것을 통해 본체유닛의 부피가 감소될 수 있고, 또한, 착탈에 의해 안테나의 교체가 용이하며, 여러 종류의 안테나가 통신유닛에 연결될 수 있으므로 다양한 주파수에서 사용가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치의 내부를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치의 내부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치에서 RFID 리더로 활용되는 경우의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치에서 인체에 장착될 수 있는 위치를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치에서 RFID 태그로 활용되는 경우의 예시도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미할 수도 있고, 또는, 특정된 측면을 의미하는 것이 아니라 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면을 타측이라 지칭하는 것으로 이해되어질 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)의 내부를 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는, 본체유닛(200)에 설치되는 메인컨트롤러(300)와, 본체유닛(200)에 설치되어 메인컨트롤러(300)에 연결되며, 데이타를 송신 또는 수신하는 통신유닛(400)과, 통신유닛(400)에 착탈가능하게 연결되는 안테나(511)가 구비되고, 본체유닛(200)에 착탈가능하게 결합되되, 인체에 착용되도록 마련되는 인체착용유닛(500)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 본체유닛(200)은 내부에 메인컨트롤러(300)와 통신유닛(400)이 설치되며, 인체착용유닛(500)에 착탈가능하게 결합되도록 마련된다.
여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는, 인체의 다양한 부분에 착용되도록 마련될 수 있는데, 이 경우, 인체착용유닛(500)이 인체에 착용되도록 마련되면, 인체착용유닛(500)에 결합되어 있는 본체유닛(200)은 인체에 접촉되어 지지되면서 외부와 통신을 할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서는 설명의 편의를 위하여 본체유닛(200) 및 인체착용유닛(500)이 시계형태로 마련되어 인체의 다양한 부분 중 손목에 착용되는 경우를 중심으로 설명하되, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지는 않음을 밝혀 둔다.
도 1을 참조하면, 메인컨트롤러(300)는 본체유닛(200)의 내부에 설치될 수 있고, 여기서, 메인컨트롤러(300)는 통신유닛(400) 등을 제어하는 다양한 연산처리장치, 즉, 프로세서 유닛을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 메인컨트롤러(300)는 MCU(Micro Controller Unit)로 마련될 수 있다.
즉, 메인컨트롤러(300)는 통신유닛(400)에 관련된 데이터, 예를 들어, RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에 의한 정보를 연산하여 처리하도록 마련될 수 있으며, 이 경우, 메인컨트롤러(300)에 자체 메모리가 구비되어 데이터를 저장할 수도 있다. 또는, 본체유닛(200)에 설치되는 별도의 내장메모리(미도시)에 데이터를 저장하도록 마련될 수도 있다.
여기서, 메인컨트롤러(300)에는 통신유닛(400)이 연결될 수 있는데, 도 1을 참조하면, 통신유닛(400)은 본체유닛(200)에 설치되어 데이타를 송신 또는 수신하도록 마련될 수 있다.
그리고, 통신유닛(400)은 RFID 시스템을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 통신유닛(400)은 RFID 칩(410)으로 마련될 수 있다.
여기서, RFID 시스템은, RFID 태그(Tag)와 RFID 리더(Reader) 간의 전자파(Electromagnetic Wave)의 상호작용에 의해 사물과 사람의 인식, 원격처리, 관리 및 사물 간 정보교환 등의 서비스를 제공할 수 있는 시스템을 의미한다.
RFID 시스템의 경우, RFID 태그와, 무선으로 RFID 태그에 대해 통신하는 RFID 리더로 마련될 수 있는데, RFID 리더가 무선신호를 RFID 태그에 전송하면 RFID 태그는 RFID 리더로부터 무선신호를 수신한 후 RFID 태그 자신의 아이디(ID) 내지 사용자 정보 등을 RFID 리더로 전송하게 된다.
이에 대해 보다 상세히 설명하면, RFID 시스템의 작동원리는 다음과 같다. RFID 리더는 안테나(511)를 통해 무선신호를 발산하고, 발산된 무선신호를 통해 전자기장, 즉, RF 필드가 형성된다.
이러한 RF 필드 내에 RFID 태그가 진입하게 되면, RFID 태그는 활성화되고, RFID 리더로부터 전송된 리더 요청 신호에 응답해서 RFID 태그 내에 저장되어 있는 아이디(ID) 내지 사용자 정보를 포함하는 태그 응답 신호를 RFID 리더로 전송하게 되는데, 이 후, RFID 리더는 RFID 태그에서 전송된 정보를 수신하고 분석하여 RFID 태그의 고유정보를 수신하게 된다.
여기서, RFID 시스템의 여러 주파수 대역 중에서 동작 주파수가 높은 UHF(Ultra-High Frequency) 대역에서는 비교적 원거리의 위치에서 RFID 리더와 태그간의 송수신이 가능하고, 또한, 다수의 태그를 동시에 인식 가능하다는 장점이 있기 때문에 물류, 유통, 제조, 서비스, 교통, 보안, 안전 및 의료 등의 다양한 분야에서 활발히 적용되고 있다.
그리고, 전술한 RFID 시스템은 RFID 태그로 작동할 수도 있고, RFID 리더로 작동할 수도 있다. 즉, 아이디(ID) 내지 사용자 정보 등을 저장하고 있는 RFID 태그로 마련될 수도 있고, 또는, RFID 태그로부터 사용자 정보 등을 전송받아 이를 처리하는 RFID 리더로 마련될 수 있는데, 이 경우, RFID 리더는 이를 처리할 수 있는 다른 장치, 예를 들어, 스마트폰(910)이나 로컬서버(920) 또는 컴퓨터(930) 등으로 유무선 통신을 통해 재전송하도록 마련될 수도 있다.
한편, RFID 태그는 수동형 RFID, 능동형 RFID 또는 반능동형 RFID로 전환되도록 마련될 수 있다.
이에 대해 설명하면, 수동형 RFID와, 능동형 RFID는 전원에 연결되어 전원으로부터 전기적 에너지를 직접 공급받는지의 유무에 따라 구별될 수 있다.
일반적인 수동형 RFID는 전원에 연결되어 있지 않으므로, 각종 외부 장치, 예를 들어, 무선기기로부터 전원을 공급받게 된다.
즉, 무선기기 내부에 장착된 코일 안테나(511)가 교류 자기장을 형성하게 되며, 수동형 RFID가 태그로서 무선기기의 인식거리 내에 위치하게 되면, 수동형 RFID 내에 마련된 안테나(511)와 교류 자기장의 반응을 통해 유도성 전압을 발생시키게 되어 수동형 RFID에 전기적 에너지를 공급하게 된다.
여기서, 수동형 RFID는 전원이 직접 공급되는 능동형 RFID에 비해 인식거리가 짧지만, 별도의 전원없이도 사용가능하여 부피 및 무게가 감소될 수 있는 장점이 있다.
그리고, 일반적인 능동형 RFID는 자체 전원에 연결되어 그 전원으로부터 전기적 에너지를 공급받도록 마련된다.
다만, 능동형 RFID는 전원에 해당되는 배터리의 수명으로 인해 사용시간에 제한을 받지만, 수동형 RFID에 비해 장거리 통신이 가능하고 무선기기의 전력소모가 상대적으로 적다는 장점이 있다.
한편, 반능동형 RFID는 능동형 RFID가 가지고 있는 단점, 즉, 배터리의 수명으로 인한 사용시간의 제한을 극복하기 위해, 평소에는 패시브(Passive) 형태로 비활성화되어 있지만, 신호가 전송되면 전원이 공급되어 능동형으로 활성화되도록 마련된다.
여기서, 본체유닛(200)의 내부에는 전원공급유닛(600)이 설치될 수 있는데, 전원공급유닛(600)은 RFID 태그뿐만 아니라 메인컨트롤러(300)에도 연결되며, 메인컨트롤러(300)가 RFID 태그로 공급되는 전원을 조절하여 전술한 수동형 RFID, 능동형 RFID 또는 반능동형 RFID로 각각 전환되도록 마련될 수 있다.
즉, RFID 태그가 다양한 분야에서 응용되는 경우 필요에 따라 수동형 RFID를 사용하는 것이 유리할 수도 있고, 능동형 RFID를 사용하는 것이 유리할 수도 있으며, 또는 반능동형 RFID를 사용하는 것이 유리할 수도 있는데, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는, 메인컨트롤러(300)에서 전원공급유닛(600)의 전원 공급을 조절하여 이러한 각각의 형태로 전환이 가능하도록 마련되므로, 각 시스템의 교체없이 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100) 하나만으로도 교통, 물류, 유통 및 의료 등의 여러 분야에서 사용가능한 효과가 있다.
이를 위해, 본체유닛(200)에는, 메인컨트롤러(300)에 연결되며 전원공급유닛(600)의 전원 공급을 조절하여 RFID 태그를 수동형 RFID, 능동형 RFID 및 반능동형 RFID 중 적어도 하나의 모드로 전환하는 조작부가 마련된다.
이러한 조작부는 본체유닛(200)에 결합되는 버튼(230)으로 이루어질 수 있다. 이러한 버튼(230)의 클릭에 의해 RFID 태그가 수동형 RFID, 능동형 RFID 또는 반능동형 RFID로 각각 전환될 수 있다.
다른 방법으로 이러한 조작부는, 본체유닛(200)에 마련되는 터치 방식의 디스플레이부(미도시)로 이루어질 수 있다. 이러한 터치 방식의 디스플레이부(미도시)를 터치하는 것에 의해 RFID 시스템이 수동형 RFID, 능동형 RFID 또는 반능동형 RFID로 각각 전환될 수 있다.
도 1을 참조하면, 인체착용유닛(500)은 통신유닛(400)에 착탈가능하게 연결되는 안테나(511)가 구비되고, 본체유닛(200)에 착탈가능하게 결합되되, 인체에 착용되도록 마련된다.
즉, 최근, 사용상 편리성의 향상을 위해 인체에 착용하는 다양한 종류의 웨어러블(Wearable) 제품들이 출시되고 있는데, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는 인체에 착용된 상태에서 RFID 시스템 등의 통신유닛(400)을 사용가능하도록 마련되어 응용분야의 확장성 및 사용상의 편리성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1을 참조하면, 인체착용유닛(500)은 인체의 일측을 감싸면서 인체에 착용되어 지지되는 스트랩유닛(510)으로 마련될 수 있는데, 특히, 손목에 착용가능하도록 마련될 수 있다.
스트랩유닛(510)은 탑레이어(미도시)와, 전기전도성레이어(미도시)와, 절연레이어(미도시)와, 바텀레이어(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 탑레이어(미도시)는 유전율과 투자율의 손실이 제로에 가까운 고분자, 가죽 또는 천(Textile) 소재로 마련될 수 있으며, 이에 의해, 전기전도성레이어(미도시)로 입사되거나 방사되는 RF 신호에 대한 간섭을 방지할 수 있다.
그리고, 전기전도성레이어(미도시)는 도금된 금속 패턴 또는 스크린 프린팅된 전기적 도체 혹은 전도성 섬유로 이루어질 수 있으며, 안테나(511)의 역할을 하도록 마련되는 레이어이다.
또한, 절연레이어(미도시)는 탑레이어(미도시)와 동일한 재질을 마련될 수 있으며, 입사 혹은 방사되는 RF 신호의 효율을 증대시키도록 마련된다.
마지막으로, 바텀레이어(미도시)는 인체에 착용되는 부분으로 전파흡수체를 사용하여 전파의 효율을 극대화할 수 있는데, 여기서, 전파흡수체는 연자성체 혹은 강자성체 재질의 금속 파우더 혹은 세라믹 파우더를 내부에 균일하게 분산시킨 유전체(Dielectric)가 바람직하다.
한편, 스트랩유닛(510)은 복수로 마련될 수 있는데, 본체유닛(200)의 일측에 제1스트랩유닛(510a)이 결합되고, 본체유닛(200)의 타측에 제2스트랩유닛(510b)이 결합되며, 제1스트랩유닛(510a)과 제2스트랩유닛(510b)이 손목의 둘레를 감싸도록 손목에 밀착되어 착용될 수 있다.
그리고, 제1스트랩유닛(510a)과 제2스트랩유닛(510b)에 각각 연결되는 본체유닛(200) 역시 손목에 접촉되며, 본체유닛(200)은 제1스트랩유닛(510a)과 제2스트랩유닛(510b)에 의해 손목에 밀착된채로 지지된다.
여기서, 스트랩유닛(510)에는 통신유닛(400)에 착탈가능하게 연결되는 안테나(511)가 설치될 수 있다. 즉, 도 1을 참조하면, 제1스트랩유닛(510a)에는 제1안테나(511a)가 구비될 수 있고, 제2스트랩유닛(510b)에는 제2안테나(511b)가 구비될 수 있다.
하지만, 제1안테나(511a)와 제2안테나(511b)가 반드시 함께 구비되어야 하는 것은 아니며, 제1안테나(511a)와 제2안테나(511b) 중 적어도 하나가 구비될 수 있다. 여기서, 제1안테나(511a)와 제2안테나(511b)가 함께 구비되는 경우 제1안테나(511a)와 제2안테나(511b)는 동일한 주파수를 수신하도록 마련될 수 있지만, 서로 다른 주파수를 제1안테나(511a)와 제2안테나(511b)에서 각각 수신하도록 마련될 수 있다.
다만, 제1안테나(511a)와 제2안테나(511b)가 서로 다른 주파수를 각각 수신하도록 마련되는 실시예에 대해서는 후술하는 제2실시예에서 설명하기로 한다.
그리고, 복수의 스트랩유닛(510) 중 하나의 스트랩유닛(510) 내부에는 하나의 안테나(511)가 설치될 수도 있지만, 복수의 안테나(511)가 설치될 수도 있으며, 이 경우, 복수의 안테나(511)는 동일한 주파수를 수신할 수도 있지만, 서로 다른 주파수를 수신하도록 마련될 수도 있다.
스트랩유닛(510)에 구비되는 안테나(511)는 통신유닛(400)에 착탈가능하게 연결될 수 있다. 즉, 스트랩유닛(510)이 본체유닛(200)에 착탈가능하게 결합되므로, 스트랩유닛(510)이 본체유닛(200)에 결합되는 경우 안테나(511)는 통신유닛(400)에 연결될 수 있는데, 여기서, 안테나(511)는 통신유닛(400)에 직접 연결될 수도 있고, 또는, 다양한 종류의 커넥터유닛(700)을 통해 안테나(511)가 통신유닛(400)에 연결되도록 마련될 수도 있다.
이러한 커넥터유닛(700)을 통해 스트랩유닛(510)이 본체유닛(200)에 결합되는 경우 안테나(511)는 통신유닛(400)에 용이하게 연결될 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서 본체유닛(200)에는 GPS(210, Global Positioning System), 관성센서(미도시, Inertial Sensor), 무선통신(220, Wireless Communication) 시스템 내지 메모리(미도시)가 설치될 수 있다.
여기서, 본체유닛(200)에 GPS(210)가 설치되는 경우 아동의 손목 등에 착용하여 미아 방지 내지 미아 찾기, 그리고 애완동물 찾기에 활용할 수 있고, 또는, 지도 등과 연동되어 길찾기 등에 응용될 수 있다.
그리고, 본체유닛(200)에 관성센서(미도시)가 설치되는 경우 관성센서(미도시)는, X축, Y축, Z축 방향으로의 가속도를 측정하는 가속도센서와, 회전축을 중심으로 회전하는 물체의 각속도를 측정하는 자이로센서와, 지구자기의 세기와 방향을 통해 방위각을 검출하여 물체의 회전각도를 측정하는 지자기센서를 포함하도록 마련될 수 있으며, 이에 의해 만보기 등으로 활용될 수도 있고, 또는, 사용자의 동작을 감지하여 게임 등에 응용할 수도 있다. 더 나아가 이동거리에 따른 건물 내에서 위치정보를 파악하는데 응용할 수 있다.
또한, 본체유닛(200)에 무선통신(220) 시스템이 설치되는 경우 스마트폰에 연결되어 스마트폰(910)과 통신이 가능하며, 통신유닛(400)으로부터의 데이터를 스마트폰(910)으로 전송하거나, 스마트폰(910)으로부터 데이터를 전송받도록 마련될 수 있다.
또한, 본체유닛(200)에 메모리(미도시)가 설치되는 경우 메인컨트롤러(300)에 의해 처리되는 데이터 등, 다양한 정보가 메모리(미도시)에 저장되도록 마련될 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)의 경우 통신뿐만 아니라 전술한 다양한 부가기기가 설치되어 보다 스마트한 활용 및 응용이 가능한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서, 본체유닛(200)의 부피가 감소될 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명한다.
최근, RFID 시스템과 같은 통신기술을 이용하는 기기 내지 장치가 물류, 유통, 제조, 서비스, 교통, 보안, 안전 및 의료 등 각종의 분야에서 다양하게 응용되고 있으며, 또한, 인체에 착용하여 편의성을 추구하는 웨어러블 기기 내지 장치 역시 활발하게 성장하고 있는 추세이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는, 전술한 2분야의 특징을 결합하여, 인체에 착용가능한 상태에서 통신유닛(400)을 통해 각종 분야에서 통신장치로 사용될 수 있도록 마련된다.
즉, 본체유닛(200)은 스트랩유닛(510)에 결합되어 손목과 같은 인체에 시계처럼 착용될 수 있는데, 본체유닛(200) 내부에 설치되어 있는 통신유닛(400), 예를 들어, RFID 시스템을 통해 RFID 태그 또는 RFID 리더로 사용될 수 있고, 또한, 이러한 정보들을 처리하고 저장하며, 외부의 스마트폰(910)이나 로컬서버(920), 컴퓨터(930) 등으로 전송할 수도 있다.
이에 따르면, 사용자는 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)를 손목에 장착한 채 버스나 지하철 등의 교통요금을 지불할 수 있고, 또는, 회사에서 출입카드를 대체하도록 마련될 수 있으며, 다양한 결제시스템과 결합되어 대금을 결제하도록 마련될 수도 있다.
그리고, 통신유닛(400)에 연결되는 안테나(511)는 본체유닛(200)이 아닌 스트랩유닛(510)에 구비될 수 있는데, 이에 의해, 본체유닛(200)의 부피가 감소되는 효과가 있으며, 또한, 스트랩유닛(510)이 본체유닛(200)에 착탈가능하게 결헙되므로, 안테나(511)는 통신유닛(400)에 결합 및 결합해제가 가능하며, 이에 의해, 안테나(511)의 교체가 용이한 효과가 있다.
여기서, 본체유닛(200)에 설치되는 통신유닛(400)은 RFID 시스템으로 마련되어 RFID 태그 내지 RFID 리더로 사용될 수 있으며, 또한, 전원공급유닛(600)이 본체유닛(200) 내부에 설치되고 메인컨트롤러(300)에 연결되어 전원 공급을 조절하는 것에 의해, RFID 태그가 수동형 RFID, 능동형 RFID 또는 반능동형 RFID로 전환되도록 마련될 수 있는데, 이에 의해, 다양한 환경에서 필요에 따라 시스템의 교체없이 수동형 RFID, 능동형 RFID 또는 반능동형 RFID을 사용할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서, 안테나(511)의 착탈에 의해 안테나(511)의 교체가 용이하여 여러 종류의 안테나(511)가 통신유닛(400)에 연결될 수 있으므로 다양한 주파수에서 사용가능할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)의 내부를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, RFID 시스템에서 RFID 칩(410)은 복수로 마련될 수 있다. 즉, 제1RFID 칩(410a)은 제1스트랩유닛(510a)에 구비되는 제1안테나(511a)와 연결되고, 제2RFID 칩(410b)은 제2스트랩유닛(510b)에 구비되는 제2안테나(511b)에 연결되도록 마련될 수 있다.
여기서, 제1안테나(511a)와 제2안테나(511b)는, 서로 다른 주파수의 신호를 송신 또는 수신하도록 마련될 수 있다. 즉, 제1안테나(511a)를 통해 송신 내지 수신되는 주파수 대역과 제2안테나(511b)를 통해 송신 내지 수신되는 주파수 대역은 서로 다르게 마련될 수 있는데, 이에 의해, 하나의 인체 착용형 무선 통진 장치를 사용하여 서로 다른 주파수 대역에서 RFID 태그 혹은 RFID 리더로 각각 작동할 수 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같이, 하나의 스트랩유닛(510)에 하나의 안테나(511)가 각각 구비되어 RFID 칩(410)에 연결될 수도 있지만, 하나의 스트랩유닛(510)에 복수의 안테나(511)가 구비되어 각 안테나(511)별로 서로 다른 주파수를 사용하도록 마련될 수도 있다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서, 의료 산업 측면의 목적으로 사용되기 위해 RFID 리더로 활용되는 경우에 대한 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서 RFID 리더로 활용되는 경우의 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치에서 인체에 장착될 수 있는 위치를 도시한 예시도이다.
특히, 제3실시예의 경우 의료분야 중 무선의료기기분야(MICS : Medical Implant Communication System)에서 활용되는 경우에 대해 설명하기로 한다.
인체 내부에는 인체장착의료유닛(800)이 장착될 수 있다. 여기서, 인체장착의료유닛(800)은 인체 내부에 장착되어 인체 내부 기관의 다양한 정보를 인체 외부로 전송할 수 있는 기기를 의미하는 것으로, 인체장착의료유닛(800)에는 예를 들어, 이식용 인공삼장박동기, 이식형 심장충격기, 신경자극기, 캡슐형 내시경, 약물 펌프 및 혈당센서가 포함될 수 있다.
도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 인체장착의료유닛(800)은, 뇌 안에 이식되어 뇌의 소정 부위에 전기적 자극을 보내도록 마련되는 뇌 심부 자극 기기(800a, Deep Brain Stimulator Implant)와, 융모 세포의 손상으로 인한 청각상실 환자들의 청각 복원에 사용될 수 있도록 와우각에 삽입되어 청각 신경섬유를 전기적으로 자극하는 와우 보조기(800b, Cochlea Implant)를 포함할 수 있다.
그리고, 인체장착의료유닛(800)은, 통증 등의 질환과 간질 등의 치료에 사용되는 신경 자극 기기(800c, Neuro Stimulator Implant)와, 심방 또는 심실에 적당한 빈도로 전기자극을 주어 인공적으로 심박출(心搏出)이 생기게 하는 심박조정기(800d, Cardiac Pacemaker Implant)와, 심장 박동을 정상화시키기 위해 전기 충격을 가하는 데 사용되는 제세동기 혹은 세동제거기(800e, Defibrillator)를 포함할 수 있다.
또한, 인체장착의료유닛(800)은, 당뇨병 환자의 혈당을 조절하기 위해 사용되는 인슐린 주입 기기(800f, Insulin Pump Implant)와, 투여한 약제 등을 목적 부위로 보내도록 마련되는 약물 전달 기기(800g, Drug delivery Implant)를 포함할 수 있다.
그리고, 인체장착의료유닛(800)은, 신경의 손상 등으로 인한 방광 조절 장애 환자의 방광 조절을 위한 방광 조절 기기(800h, Bladder Control Device Implant)와, 체내에 설치되는 온도센서(800i)를 포함할 수 있다.
이 경우, 인체장착의료유닛(800)은 초저전력으로 구동될 수 있도록 RFID 태그로서 작동하며, 본 발명의 제3실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는 RFID 리더로 작동할 수 있다.
여기서, 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는 인체장착의료유닛(800)으로부터 전송되는 신호를 보다 용이하게 수신할 수 있도록 인체 중 인체장착의료유닛(800)에 가장 근접한 위치에 착용될 수 있다.
즉, 도 4를 참조하면, 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는 인체에서 머리(100a), 귀(100b), 어깨(100c), 겨드랑이(100d), 가슴(100e), 팔(100f), 허리(100g), 손목(100h), 손가락 내측단부(100i), 손가락 외측단부(100j), 허벅지(100k), 무릎(100l), 발목(100m) 내지 발바닥(100n) 등 다양한 위치에 착용될 수 있다.
예를 들어, 인체장착의료유닛(800)이 뇌 심부 자극 기기(800a, 도 3 참조)로 마련되어 인체 중 뇌 안에 이식되어 있다면, 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는 도 4의 머리(100a)에 착용되도록 마련될 수 있으며, 다른 인체장착의료유닛(800)에 대해서도 마찬가지로 가장 근접한 위치의 인체 부분에 인체 착용형 무선 통신 장치(100)가 착용될 수 있다.
여기서, 인체 착용형 무선 통신 장치(100)가 착용되는 인체의 위치는 도 4에 도시된 위치에 한정되는 것은 아니며, 인체 중 장착가능한 모든 부분을 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제3실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)가 RFID 리더로 활용되는 경우, 인체장착의료유닛(800)으로부터 전송되는 신호, 즉, 인체장착의료유닛(800)에 의해 센싱되는 인체에 관한 데이터인 센싱데이터를 전달받도록 마련될 수 있으며, 나아가, 이러한 센싱데이터는 무선통신(220) 시스템의 일종인 블루투스를 통해 스마트폰(910)이나 로컬서버(920) 또는 컴퓨터(930)로 보내어 처리되도록 마련될 수 있다.
한편, 의료산업의 응용과 관련하여, 인체장착의료유닛(800)이 인체 내부에 부착되는 경우, 인체에 착용되는 인체 착용형 무선 통신 장치(100)와 인체장착의료유닛(800)을 통해, 순간적인 사건 또는 그 밖의 비정상적인 환자의 상태를 계속적으로 모니터링할 수 있어서 위급상황의 발생을 사전에 예방할 수 있게 된다.
그리고, 환자의 생명징후를 감시하고, 실시간으로 피드백을 주는데 사용가능하며, 더 나아가, 진단과정을 실시간으로 모니터링하고 약물치료 과정 또한 모니터링할 수 있다. 즉, 인체 착용형 무선 통신 장치(100)와 인체장착의료유닛(800)의 조합에 의해 지능형 건강관리 시스템을 제공하는 것이 가능하다.
한편, 수술환자에 대해 RFID 태그를 부착하여 환자확인과 혈액 확인을 통한 환자의 심적안정감을 극대화시킬 수 있으며, 환자정보와 수술환자의 현재 진행 상태를 보호자 대기실 모니터에 디스플레이하는 것을 통해 보호자들의 불안과 궁금증 해소할 수 있게 된다.
또한, 병원의 감염성폐기물 수거박스에 RFID 태그를 부착하여, 보관창고에 입고하는 시점부터 출고, 운반, 최종처리자 인계 및 처리하는 시점까지 전 과정에 걸쳐 실시간으로 관리할 수 있게 된다.
그리고, 건강검진 센터에 종합검진을 받으러 온 사람에게 RFID 태그가 삽입된 팔찌를 발행하여 개인정보를 관리하며, 검사 절차와 대기시간 등에 대한 정보를 제공하여 환자 간의 혼잡을 피해 검사를 원활하게 진행할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서, 자동차 방면의 목적으로 사용되기 위해 RFID 태그로 활용되는 경우에 대한 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에서 RFID 태그로 활용되는 경우의 예시도이다.
제4실시예의 경우, RFID 태그가, 차량에 저장되어 있는 차량의 운행정보를 전송받도록 마련된다.
이에 대해 도 5를 참조하여 설명하면, 자동차의 베이스 스테이션으로부터 웨이크업 시그널을 주기적으로 송출하게 되며, 이 경우, 웨이크업 시그널은 저주파(LF : Low Frequency)을 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제4실시예에 따른 인체 착용형 무선 통신 장치(100)가 인식범위 내로 접근하게 되면 확인응답 시그널을 베이스 스테이션으로 송출하게 되는데, 여기서, 확인응답 시그널은 극초단파(UHF : Ultra High Frequency)를 사용할 수 있다.
다음으로, 베이스 스테이션은 인체 착용형 무선 통신 장치(100)의 아이디(ID)가 올바른지 확인 후 자동차 아이디와 암호문을 송출하게 되는데, 자동차 아이디가 매치되면 인체 착용형 무선 통신 장치(100)는 응답을 송출하게 되며 이에 의해, 자동차의 도어가 개방될 수 있게 된다.
여기서, 차량의 다양한 운행정보를 인체 착용형 무선 통신 장치(100)로 전송하도록 마련될 수 있는데, 차량의 운행정보에는 오일교환시기와, 연료충전시기 등의 정보가 포함될 수 있다.
그리고, 인체 착용형 무선 통신 장치(100)에 구비되어 있는 무선통신(220) 시스템 등의 통신모듈을 사용하여 차량의 운행정보를 스마트폰(910) 등으로 전송하여 사용자가 인식하도록 마련될 수 있다.
또한, 사용자가 차량에 승차 후 인체 착용형 무선 통신 장치(100)와 차량의 엔진 컨트롤 유닛의 암호 비교를 통해 시동을 제한하도록 마련될 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 인체 착용형 무선 통신 장치 200 : 본체유닛
210 : GPS 220 : 무선통신
230 : 버튼 300 : 메인컨트롤러
400 : 통신유닛 410 : RFID 칩
500 : 인체착용유닛 510 : 스트랩유닛
511 : 안테나 600 : 전원공급유닛
700 : 커넥터유닛 800 : 인체장착의료유닛
910 : 스마트폰 920 : 로컬서버
930 : 컴퓨터

Claims (11)

  1. 본체유닛에 설치되는 메인컨트롤러;
    상기 본체유닛에 설치되어 상기 메인컨트롤러에 연결되며, 데이타를 송신 또는 수신하는 통신유닛;
    상기 통신유닛에 착탈가능하게 연결되는 안테나가 구비되고, 상기 본체유닛에 착탈가능하게 결합되되, 인체에 착용되도록 마련되는 인체착용유닛; 및
    상기 본체유닛의 내부에 설치되며, 상기 메인컨트롤러에 연결되는 전원공급유닛을 포함하며,
    상기 통신유닛은 RFID(Radio Frequency Identification) 태그를 포함하며,
    상기 본체유닛에는,
    상기 메인컨트롤러에 연결되며, 상기 전원공급유닛의 전원 공급을 조절하여 상기 RFID 태그를 수동형 RFID, 능동형 RFID 및 반능동형 RFID 중 적어도 하나의 모드로 전환하는 조작부가 마련되며,
    상기 인체착용유닛은,
    상기 인체의 일측을 감싸면서 상기 인체에 착용되어 지지되도록 마련되는 스트랩유닛을 포함하며,
    상기 스트랩유닛은,
    상기 안테나의 상측에 마련되며, 유전율과 투자율의 손실이 작은 재질로 마련되는 탑레이어;
    상기 안테나의 하측에 마련되며, 유전율과 투자율의 손실이 작은 재질로 마련되는 절연레이어; 및
    상기 절연레이어의 하측에 마련되며, 전파를 흡수하는 재질로 마련되는 바텀레이어를 포함하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신유닛은, RFID 리더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 제1안테나와 제2안테나를 포함하며,
    상기 스트랩유닛은,
    상기 본체유닛의 일측에 결합되고, 상기 제1안테나가 구비되는 제1스트랩유닛; 및
    상기 본체유닛의 타측에 결합되고, 상기 제2안테나가 구비되는 제2스트랩유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1안테나와 상기 제2안테나는, 서로 다른 주파수의 신호를 송신 또는 수신하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1안테나 및 상기 제2안테나 중 적어도 하나와 상기 통신유닛을 연결하는 커넥터유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체유닛은, GPS(Global Positioning System), 관성센서(Inertial Sensor), 무선통신(Wireless Communication) 시스템 및 메모리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 인체 내부에 장착되는 인체장착의료유닛을 더 포함하며,
    상기 RFID 리더는, 상기 인체장착의료유닛으로부터 센싱데이타를 전달받도록 마련되는 것을 특징으로 하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 RFID 리더는, 상기 인체장착의료유닛으로부터 전달받은 센싱데이타를 스마트폰 및 로컬서버 중 적어도 하나로 전송하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 RFID 태그는, 차량에 저장되어 있는 차량의 운행정보를 전송받도록 마련되는 것을 특징으로 하는 인체 착용형 무선 통신 장치.
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