KR102619094B1 - 기저귀에 부착된 스마트 센서를 이용한 모니터링 시스템 및 모니터링 방법 - Google Patents

기저귀에 부착된 스마트 센서를 이용한 모니터링 시스템 및 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

기저귀 모니터링 시스템이 개시된다. 기저귀 모니터링 시스템은 기저귀의 주변 환경을 나타내는 센싱 데이터를 전송하도록 구성되는 전자 장치 및 전자 장치로부터 전송된 센싱 데이터를 이용하여 기저귀의 교체와 관련된 즉시 교체 모드 및 지연 교체 모드 중 어느 하나에 따라 동작하는 운영 서버를 포함하고, 센싱 데이터는 온도 데이터 및 습도 데이터를 포함하고, 운영 서버는 기저귀의 교체와 관련된 즉시 교체 모드 및 지연 교체 모드 중 어느 하나에 따라 동작하며, 운영 서버는, 즉시 교체 모드에서, 습도 데이터에 기초하여 기저귀의 습도가 소정의 기준 습도를 초과하면 기저귀의 즉시 교체를 지시하는 알람을 생성하고, 운영 서버는, 지연 교체 모드에서, 기저귀의 습도가 최대인 최대 습도 시점에서의 센싱 데이터 및 기저귀의 온도가 임계 온도인 임계 온도 도달 시점에서의 센싱 데이터를 이용하여, 기저귀의 교체가 필요한 예상 교체 시점을 결정한다.

Description

기저귀에 부착된 스마트 센서를 이용한 모니터링 시스템 및 모니터링 방법{MONITORING SYSTEM AND MONITORING METHOD USING SMART SENSOR ATTACHED TO DIPER}
본 발명은 기저귀 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히 기저귀에 부착된 스마트 센서에 의해 생성된 센싱 데이터를 이용하여 기저귀를 모니터링할 수 있는 기저귀 모니터링 시스템 및 모니터링 방법에 관한 것이다.
유아, 노약자, 또는 반려견의 경우 스스로 소변 및 대변을 처리하지 못해 기저귀를 착용한다. 기저귀는 일시적으로 소변 또는 대변을 처리하는 것을 지연시킬 수 있으나, 일정 시간이 경과하거나 또는 소변, 대변의 양이 일정 량을 초과하는 경우에는 기저귀의 교체가 필요하다. 대부분의 경우 기저귀 착용자의 보호자가 기저귀를 교체한다.
최근에는 사물인터넷의 발달로 여러가지 센서를 이용하여 기저귀의 상태를 안내해주는 기술이 개발되고 있다. 그러나, 이러한 기술은 기저귀의 현재 상태에 따라 현재 기저귀의 교체가 필요한지만을 알려준다. 이 경우, 당장 기저귀의 교체가 필요하지 않음에도 보호자는 교체를 하게 되므로 비용 및 시간의 낭비가 발생하게 된다. 특히, 최근과 같이 기저귀의 흡수력이 향상된 경우에는 위 문제가 더욱 부각된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기저귀에 부착된 스마트 센서에 의해 생성된 센싱 데이터에 기초하여, 기저귀의 상태를 파악할 수 있는 기저귀 모니터링 시스템 및 모니터링 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 기저귀 모니터링 시스템은, 기저귀의 주변 환경을 나타내는 센싱 데이터를 전송하도록 구성되는 전자 장치 및 전자 장치로부터 전송된 센싱 데이터를 이용하여 기저귀의 교체와 관련된 즉시 교체 모드 및 지연 교체 모드 중 어느 하나에 따라 동작하는 운영 서버를 포함하고, 센싱 데이터는 온도 데이터 및 습도 데이터를 포함하고, 운영 서버는 기저귀의 교체와 관련된 즉시 교체 모드 및 지연 교체 모드 중 어느 하나에 따라 동작하며, 운영 서버는, 즉시 교체 모드에서, 습도 데이터에 기초하여 기저귀의 습도가 소정의 기준 습도를 초과하면 기저귀의 즉시 교체를 지시하는 알람을 생성하고, 운영 서버는, 지연 교체 모드에서, 기저귀의 습도가 최대인 최대 습도 시점에서의 센싱 데이터 및 기저귀의 온도가 임계 온도인 임계 온도 도달 시점에서의 센싱 데이터를 이용하여, 기저귀의 교체가 필요한 예상 교체 시점을 결정한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 전술한 시스템, 운영 서버의 작동 방법을 실행시키기 위하여 비일시적 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 기저귀에 부착된 스마트 센서에 의해 생성된 센싱 데이터에 기초하여, 기저귀의 상태를 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 기저귀를 즉시 교체할 수 있을 뿐만 아니라, 기저귀 교체가 필요한 시점을 미리 예상하여 효율적 및 경제적으로 기저귀를 교체할 수 있어 보호자의 부담이 경감될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 기저귀 모니터링 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 센서를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 운영 서버를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 센서를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 지연 교체 모드에서의 예상 교체 시점을 결정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 운영 서버의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 기저귀 모니터링 시스템을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 기저귀 모니터링 시스템(10)은 기저귀의 주변 환경을 나타내는 센싱 데이터를 활용하여, 기저귀의 교체 예상 시점을 결정하고 이를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들에 따른 기저귀 모니터링 시스템(10)은 즉시 교체 모드와 지연 교체 모드를 지원할 수 있다. 즉시 교체 모드는 기저귀의 착용자(예컨대, 유아)가 소변 또는 대변을 눴을 때를 감지하자 마자 그 즉시 교체 알람을 제공하는 모드이다. 이와 달리, 지연 교체 모드는 착용자가 소변 또는 대변을 눈 후 불편함을 느끼는 시점을 예상하여 예상 교체 시점을 제공하는 모드이다. 특히, 지연 교체 모드를 통해 착용자의 보호자는 기저귀를 교체하는 주기를 지연할 수 있어, 비용 및 체력을 절약할 수 있는 효과가 있다.
기저귀 모니터링 시스템(10)은 운영 서버(100), 보호자 단말기(200) 및 스마트 센서(300)를 포함할 수 있다.
운영 서버(100)는 보호자 단말기(200) 또는 스마트 센서(300)와 통신을 수행할 수 있다.
실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 보호자 단말기(200)로부터 기저귀의 주변 환경에 대한 센싱 데이터를 수신할 수 있다. 예컨대, 센싱 데이터는 온도 데이터, 습도 데이터, 움직임 데이터 및 가스 데이터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 대안적으로, 운영 서버(100)는 스마트 센서(300)로부터 직접 기저귀의 주변 환경에 대한 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 보호자 단말기(200)로 기저귀의 교체와 관련된 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 운영 서버(100)는 즉시 교체 모드에서 보호자 단말기(200)로 교체 알림을 전송할 수 있고, 지연 교체 모드에서 예상 교체 시점에 대한 정보를 보호자 단말기(200)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 운영 서버(100)는 무선 통신 방식에 따라, 보호자 단말기(200)와 통신을 수행할 수 있다.
보호자 단말기(200)는 운영 서버(100) 및 스마트 센서(300)와 통신을 수행할 수 있다.
실시 예들에 따라, 보호자 단말기(200)는 운영 서버(100)로 기저귀의 주변 환경에 대한 센싱 데이터를 전송하고, 운영 서버(100)로부터 기저귀 착용자의 상태에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 보호자 단말기(200)는 무선 통신 방식에 따라, 운영 서버(100)와 통신을 수행할 수 있다.
보호자 단말기(200)는 기저귀 착용자의 특성에 대한 정보를 운영 서버(100)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 보호자 단말기(200)는 기저귀 착용자의 연령, 성별, 식사량, 수분섭취량, 수면 등에 대한 정보를 운영 서버(100)로 전송할 수 있다. 전송된 기저귀 착용자의 특성에 대한 정보는 기저귀의 교체 예상 시점의 계산에 활용될 수 있다.
또한, 보호자 단말기(200)는 스마트 센서(300)로부터 기저귀 환경에 대한 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터를 운영 서버(100)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 보호자 단말기(200)는 근거리 무선 통신(예컨대, BLE(Bluetooth Low Energy) 방식)에 따라 스마트 센서(300)로부터 기저귀 환경에 대한 센싱 데이터를 수신할 수 있으나, 본 발명의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
스마트 센서(300)는 기저귀에 부착되어 기저귀의 주변 환경을 감지하고, 감지 결과에 따라 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 실시 예들에 따라, 스마트 센서(300)는 기저귀에 탈부착될 수 있는 탈부착 수단을 포함하고, 상기 탈부착 수단을 통해 기저귀에 탈부착될 수 있다. 예를 들어, 탈부착 수단은 탄성력이 있는 스프링이 구비된 클립, 기저귀의 내측에 배치된 제1 자성체와 자기적으로 커플링되어 결합되는 제2 자성체, 각종 벨크로(velcro) 등일 수 있다.
일 실시예에서, 탈부착 수단에는 탈부착 여부를 스마트 센서(300)가 식별(identify)할 수 있는 탈부착 식별 수단이 추가로 구비될 수 있다. 예를 들어, 탈부착 식별 수단은 탈부착 수단에 포함되어 있는 탄성력의 복원에 따라 압력을 받아 탄성력의 복원 여부를 감지하거나, 벨크로의 부착에 의해 압력을 받아 벨크로 부착 여부를 감지하는 압력 센서, 제2 자성체의 자기적 커플링 여부를 감지하는 자기장 센서 등일 수 있다. 탈부착 식별 수단을 통해 스마트 센서(300)가 기저귀로부터 이탈(또는 분리)된 것이 식별되면, 스마트 센서(300)는 근거리 무선 통신 범위 내에 위치한 보호자 단말기(200) 또는 기타 후술하는 스마트 알림 장치로 미리 설정된 센싱 데이터를 전달함으로써, 보호자 단말기(200)가 스마트 센서(300)의 이탈을 보호자에게 표시하거나, 스마트 알림 장치가 탈부착 여부를 나타내는 소리, 발광 등을 출력할 수 있다.
실시 예들에 따라, 스마트 센서(300)는 생성된 센싱 데이터를 보호자 단말기(200)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 스마트 센서(300)는 근거리 무선 통신(예컨대, BLE(Bluetooth Low Energy) 방식)에 따라 센싱 데이터를 보호자 단말기(200)로 전송할 수 있다.
또는, 대안적으로, 스마트 센서(300)는 운영 서버(100)로 직접 센싱 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우, 스마트 센서(300)는 중장거리 무선 통신 방식(예컨대, LTE(long-term evolution) 또는 5G(5-generation) 통신 방식)을 이용하여 운영 서버(100)로 직접 센싱 데이터를 전송할 수 있다.
스마트 센서(300)는 복수의 센서들을 포함하고, 복수의 센서들을 이용하여 기저귀의 주변 환경을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서들은 습도 센서, 온도 센서, 움직임 센서, 3축 가속도 센서, 미세먼지 감지 센서 및 가스 센서, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 스마트 센서(300)에 의해 생성된 센싱 데이터는, 근거리 무선 통신을 이용하여 스마트 센서(300)의 근거리 무선 통신 범위 내에 있는 스마트 알림 장치로도 전달될 수 있다. 예를 들어, 스마트 알림 장치는 스피커, 조명, 진동센서 등이 내장된 디바이스로서, 웨어러블 장치, 무드등, 조명등, 스마트 워치, 이어폰, 알람시계 등을 포함할 수 있다. 스마트 알림 장치는, 센싱 데이터를 수신하면, 내장된 스피커를 통해 센싱 데이터에 대응하는 특정 사운드를 출력하거나, 내장된 조명을 통해 센싱 데이터에 대응하는 색온도로 발광할 수 있다. 이러한 스마트 알림 장치는 청각장애인이나 시각 장애인 등 특정 효과(진동, 소리, 조명 등)를 감지하지 못하는 보호자에게 센싱 결과를 식별할 수 있도록 보조할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 센서를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 스마트 센서(300)는 기저귀(DIP)에 탈부착될 수 있다. 실시 예들에 따라, 스마트 센서(300)는 기저귀(DIP)에 부착되어 기저귀(DIP)와 관련된 센싱 데이터를 생성할 수 있다.
실시 예들에 따라, 스마트 센서(300)는 기저귀(DIP)에 부착되는 동안에 센싱 데이터를 생성하고, 기저귀(DIP)로부터 탈착된 동안에는 센싱 데이터를 생성하지 않음으로써 소비 전력을 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 운영 서버를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 운영 서버(100)는 통신부(110), 제어부(120) 및 저장부(130)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 외부 장치와 데이터를 주고받을 수 있다. 예컨대, 통신부(110)는 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식에 따라 외부 장치와 데이터를 주고받을 수 있다.
실시 예들에 따라, 통신부(110)는 보호자 단말기(200) 또는 스마트 센서(300)와 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들어, 운영 서버(100)는 보호자 단말기(200) 또는 스마트 센서(300)로부터 센싱 데이터를 수신하고, 보호자 단말기(200)로 기저귀의 교체와 관련된 정보를 전송할 수 있다.
제어부(120)는 운영 서버(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 CPU(central processing unit), MCU(micro controller unit), GPU(graphical processing unit), ASIC(application specified integrated circuit) 또는 FPGA(field programmable gate array)일 수 있으나 본 발명의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(120)는 수신된 센싱 데이터를 이용하여 기저귀의 교체와 관련된 판단을 수행할 수 있다.
실시 예들에 따라, 제어부(120)는 즉시 교체 모드에서, 센싱 데이터에 기초하여 기저귀의 교체가 현재 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 센싱 데이터에 기초하여, 기저귀의 습도가 소정의 기준 습도를 초과하는 경우, 교체 알람을 생성하고 생성된 교체 알람을 보호자 단말기(200)로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 지연 교체 모드에서, 센싱 데이터에 기초하여 기저귀의 예상 교체 시점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 지연 교체 모드에서, 기저귀의 습도가 최대인 최대 습도 시점에서의 센싱 데이터 및 기저귀의 온도가 임계 온도인 임계 온도 도달 시점에서의 센싱 데이터를 이용하여, 기저귀의 예상 교체 시점을 결정하고, 결정된 예상 교체 시점에 대한 정보를 보호자 단말기(200)로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 뒤집기 감지 모드에서, 센싱 데이터에 기초하여 기저귀를 찬 아기의 자세가 뒤집기로 변경되었는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는, 3축 가속도 센서를 통해 식별되는 3축 위치 데이터들을 지속적으로 모니터링하고, 3축 위치 데이터들 중 특정 좌표축의 위치 데이터가 반전(inverse)되었는지 여부를 기반으로 자세가 뒤집기로 변경되었는지 여부를 감지하고, 뒤집기로 변경되면 뒤집기 변경 상태를 알리는 노티피케이션 정보를 보호자 단말기(200)로 전송할 수 있다. 이를 통해 신생아와 같이 뒤집기 상태에서 질식 가능성이 높은 아이를 안전하게 보호할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 보호자 단말기(200)로부터 전송되는 모드 설정 신호에 응답하여, 보호자 단말기(200)에 대해 즉시 교체 모드, 지연 교체 모드, 뒤집기 감지 모드 중 어느 하나로 작동할 수 있다.
별도의 설명이 없더라도, 본 명세서에서 설명되는 운영 서버(100)의 동작은 제어부(120)의 제어에 따라 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
저장부(130)는 운영 서버(100)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(130)는 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
실시 예들에 따라, 저장부(130)는 운영 서버(100)의 동작을 제어하기 위한 복수의 명령어들을 저장할 수 있다. 제어부(120)는 저장부(130)에 저장된 상기 명령어들을 로드(load)함으로써, 운영 서버(100)에 대한 제어를 수행할 수 있다.
또한, 저장부(130)는 운영 서버(100)가 수신한 센싱 데이터 및 기저귀 착용자에 대한 정보를 저장할 수 있다.
한편, 보호자 단말기(200) 또한 통신부, 제어부 및 저장부를 포함하고, 통신부, 제어부 및 저장부 각각은 도 3을 참조하여 설명한 통신부(110), 제어부(120) 및 저장부(130)의 기능과 동일 또는 유사하므로, 이하 설명을 생략한다. 즉, 보호자 단말기(200) 또한 연산 처리 기능을 갖는 제어부가 저장부에 저장된 명령어들을 로드하여 보호자 단말기(200)의 동작을 제어하고, 통신부를 이용하여 외부 장치와 데이터를 주고받을 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 센서를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 스마트 센서(300)는 센서부(310), 통신부(320), 제어부(330) 및 저장부(340)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 스마트 센서(300)는 배터리(350)를 더 포함할 수 있다.
센서부(310)는 주변 환경을 센싱하고 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서부(310)는 스마트 센서(300)가 부착된 기저귀의 부분의 주변 환경을 센싱할 수 있다.
실시 예들에 따라, 센서부(310)는 복수의 센서들을 포함할 수 있다. 복수의 센서들은 온도 센서, 습도 센서, 움직임 센서 또는 가스 센서, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 센서부(310)는 근접 센서를 더 포함할 수 있다. 복수의 센서들 각각은 센싱 데이터를 개별적으로 생성할 수 있다.
통신부(320)는 외부 장치와 데이터를 주고받을 수 있다. 실시 예들에 따라, 통신부(320)는 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식에 따라 외부 장치와 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들어, 통신부(320)는 보호자 단말기(200) 또는 운영 서버(100)로 데이터(예컨대, 센싱 데이터)를 전송할 수 있다. 또한, 통신부(320)는 보호자 단말기(200) 또는 운영 서버(100)로부터 스마트 센서(300)의 동작을 제어하기 위한 설정 데이터를 수신할 수 있다.
제어부(330)는 스마트 센서(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(330)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 CPU(central processing unit), MCU(micro controller unit), GPU(graphical processing unit), ASIC(application specified integrated circuit) 또는 FPGA(field programmable gate array)일 수 있으나 본 발명의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
별도의 설명이 없더라도, 본 명세서에서 설명되는 스마트 센서(300)의 동작은 제어부(330)의 제어에 따라 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
저장부(340)는 스마트 센서(300)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(340)는 스마트 센서(300)에 의해 센싱 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(340)는 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
배터리(350)는 스마트 센서(300)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(350)는 리튬 이온 배터리와 같은 이차전지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시 예들에 따라, 배터리(350)는 제어부(330)의 제어에 따라, 스마트 센서(300)로 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 예컨대, 제어부(330)는 스마트 센서(300)가 대기 모드로 작동하기 위한 명령을 출력할 수 있고, 배터리(350)는 출력된 명령에 응답하여, 정상 모드보다 적은 전력을 스마트 센서(300)(즉, 스마트 센서(300)의 각 구성요소)로 공급할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 지연 교체 모드에서의 예상 교체 시점을 결정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 기저귀(DIP)에 부착된 스마트 센서(300)에 측정된 센싱 데이터에 기초한 시간-온도 그래프가 도시되어 있다. 도 5의 그래프에서 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 기저귀(DIP)의 온도를 나타낸다.
본 발명의 실시 예들에 따른 운영 서버(100)는 스마트 센서(300)에 의해 생성된 센싱 데이터를 이용하여, 기저귀(DIP)의 교체 예상 시점(Trep)을 결정할 수 있다.
운영 서버(100)는 최초 상태를 나타내는 점 O를 결정할 수 있다. 점 O은 기저귀의 교체가 이루어진 상태로서, 기저귀 착용자가 새로운 기저귀를 착용한 상태일 수 있다.
실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 점 O의 시점, 즉, 최초 시점(Tint) 및 점 O의 온도, 즉, 최초 온도(Cint)를 결정할 수 있다. 이하, 본 명세서에서, 운영 서버(100)가 특정 점 또는 특정 상태를 결정한다 함은, 해당 점 또는 해당 상태에서의 온도, 습도, 움직임 등의 센싱 값을 특정(또는 결정)할 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 스마트 센서(300)로부터 전송된 움직임 데이터를 이용하여, 움직임이 소정의 기준을 초과하였다가 소정의 기준 미만이 된 시점을 최초 시점(Tint)으로서 결정할 수 있다. 또한, 실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 스마트 센서(300)로부터 전송된 근접 데이터를 이용하여, 스마트 센서(300)와 기저귀(DIP) 사이의 거리가 소정의 기준을 초과하였다가 소정의 기준 미만이 된 시점을 최초 시점(Tint)으로서 결정할 수 있다.
운영 서버(100)는 최대 습도 상태를 나타내는 점 P을 결정할 수 있다. 점 P는 기저귀의 습도가 최대인 상태로서, 기저귀 착용자가 소변 또는 대변을 눈 이후의 상태일 수 있다.
실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 스마트 센서(300)로부터 전송된 습도 데이터를 이용하여, 점 P의 시점, 즉, 최대 습도 시점(Thmax)을 결정할 수 있고, 이 때의 최대 습도 온도(Chmax)를 결정할 수 있다. 한편, 기저귀(DIP)가 수분을 흡수하는 데 소요되는 시간이 있으므로, 최대 습도 온도(Chmax)는 최대 온도와 다를 수 있다.
운영 서버(100)는 최대 습도 상태 이후에 온도가 하락하여 임계 온도(Cth)에 도달하는 임계 상태를 나타내는 점 Q을 결정할 수 있다. 실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 임계 온도(Cth)에 도달하는 임계 온도 도달 시점(Tth)을 결정할 수 있다. 여기서, 임계 온도(Cth)는 외부 온도에 따라 결정될 수 있다. 한편, 실시 예들에 따라, 기저귀가 교체된 직후 시점인 초기 상태에서의 초기 온도(Cint)가 외부 온도에 비례하여 결정될 수 있으므로, 임계 온도(Cth)는 초기 온도(Cint)에 기초하여 결정될 수도 있다.
실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 스마트 센서(300)로부터 전송된 온도 데이터를 이용하여, 기저귀(DIP)의 온도가 임계 온도(Cth)에 도달하는 임계 온도 도달 시점(Tth)을 결정할 수 있다.
운영 서버(100)는 기저귀(DIP)의 온도가 임계 온도(Cth)에 도달하면, 기저귀(DIP)의 착용자의 수면이 임계 온도(Cth) 이후에 유지되는 수면 유지 시간(dT)를 계산할 수 있다. 계산된 수면 유지 시간(dT)를 임계 온도 도달 시점(Tth)에 합산함으로써 예상 교체 시점(Trep)이 결정될 수 있다.
운영 서버(100)는 임계 온도(Cth), 최대 습도 시점(Thmax), 임계 온도 도달 시점(Tth)에 기초하여 수면 유지 시간(dT)을 계산할 수 있다. 예를 들어, 운영 서버(100)는 아래 수학식 1에 따라, 수면 유지 시간(dT)을 계산할 수 있다.
여기서, dT는 수면 유지 시간이고, Tbase는 기본 수면 유지 시간이고, k는 양의 상수이다. 기본 수면 유지 시간(Tbase)는 미리 설정되어 저장될 수 있다. 또한, 는 최대 습도 시점(Thmax)과 임계 온도 도달 시점(Tth)에서의 온도 변화율을 의미한다.
수면 유지 시간(dT)가 계산되면, 운영 서버(100)는 아래 수학식 2에 따라 예상 교체 시점(Trep)을 계산할 수 있다.
한편, 실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 기본 수면 유지 시간(Tbase) 대신에 기저귀 착용자의 평균 뒤척임 주기(Tpd)를 이용하여 수면 유지 시간(dT)를 계산할 수 있다. 즉, 운영 서버(100)는 아래 수학식 3에 따라 수면 유지 시간(dT)를 계산할 수 있다.
운영 서버(100)는 주어진 수면 구간 내에서의 뒤척임을 감지하고, 감지된 뒤척임 횟수를 고려하여, 평균 뒤척임 주기(Tpd)를 계산할 수 있다. 운영 서버(100)는 움직임 데이터에 기초하여, 움직임의 정도가 소정의 뒤척임 기준을 초과한 움직임을 뒤척임으로서 결정할 수 있다.
실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 움직임 데이터에 기초하여 기저귀 착용자의 수면 구간 내 뒤척임의 횟수와 연속하는 뒤척임 사이의 간격을 결정하고, 이로부터 평균 뒤척임 주기(Tpd)를 계산할 수 있다. 예컨대, 운영 서버(100)는 아래 수학식 4에 따라, 평균 뒤척임 주기(Tpd)를 결정할 수 있다.
여기서, N은 주어진 수면 구간 내에서의 총 뒤척임 횟수이고, TR,i는 i번째 뒤척임 시점이고, (TR,i+1-TR,i)는 i번째 뒤척임과 (i+1)번째 뒤척임 사이의 간격을 나타낸다. 이때, 뒤척임 여부는 3축 가속도 센서에 의해 감지되는 3축 위치좌표들 중 어느하나의 위치좌표 변화가 기준값 이상인 경우 뒤척임으로 판단되어 카운팅될 수 있다.
또한, 운영 서버(100)는 연속하는 뒤척임 사이의 간격 각각에 대해, 뒤척임의 횟수에 기초하는 가중치를 반영함으로써 평균 뒤척임 주기(Tpd)를 계산할 수 있다. 예컨대, 운영 서버(100)는 아래 수학식 5에 따라, 평균 뒤척임 주기(Tpd)를 결정할 수 있다.
여기서, l은 양의 상수이다.
실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 초기 상태의 습도인 초기 습도(Hint) 및 최대 습도(Hmax)를 추가적으로 고려하여 수면 유지 시간(dT)를 계산할 수 있다. 예컨대, 운영 서버(100)는 아래 수학식6에 기초하여 수면 유지 시간(dT)를 계산할 수 있다.
여기서, m은 양의 상수이다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 운영 서버의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 운영 서버(100)는 센싱 데이터를 수신한다(S110). 실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 보호자 단말기(200) 또는 스마트 센서(300)로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
운영 서버(100)는 센싱 데이터를 이용하여, 기저귀의 습도가 최대 습도가 되는 최대 습도 시점 및 그 때의 최대 습도 및 온도(즉, 최대 습도 온도)를 결정할 수 있다(S120). 실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 습도 데이터를 이용하여, 습도가 증가하다 감소하기 시작하는 시점을 최대 습도 시점으로 결정할 수 있다.
운영 서버(100)는 센싱 데이터를 이용하여, 기저귀의 온도가 임계 온도에 도달하는 임계 온도 도달 시점을 결정할 수 있다(S130). 실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 임계 온도를 설정하고, 온도 데이터를 이용하여 임계 온도에 도달하는지 여부를 판단하여 임계 온도 도달 시점을 결정할 수 있다.
운영 서버(100)는 최대 습도 시점, 최대 습도 온도, 임계 온도, 임계 온도 도달 시점 및 기본 수면 주기를 이용하여 예상 교체 시점을 결정할 수 있다(S140). 실시 예들에 따라, 운영 서버(100)는 기본 수면 주기 대신에, 뒤척임 주기를 이용하여 예상 교체 시점을 결정할 수도 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.

Claims (7)

  1. 기저귀의 주변 환경을 나타내는 센싱 데이터를 전송하도록 구성되는 전자 장치; 및
    상기 전자 장치로부터 전송된 센싱 데이터를 이용하여 기저귀의 교체와 관련된 즉시 교체 모드 및 지연 교체 모드 중 어느 하나에 따라 동작하는 운영 서버를 포함하고,
    상기 센싱 데이터는 온도 데이터 및 습도 데이터를 포함하고,
    상기 운영 서버는 기저귀의 교체와 관련된 즉시 교체 모드 및 지연 교체 모드 중 어느 하나에 따라 동작하며,
    상기 운영 서버는, 상기 즉시 교체 모드에서, 상기 습도 데이터에 기초하여 상기 기저귀의 습도가 소정의 기준 습도를 초과하면 상기 기저귀의 즉시 교체를 지시하는 알람을 생성하고,
    상기 운영 서버는, 상기 지연 교체 모드에서, 상기 기저귀의 습도가 최대인 최대 습도 시점에서의 센싱 데이터 및 상기 기저귀의 온도가 임계 온도인 임계 온도 도달 시점에서의 센싱 데이터를 이용하여, 상기 기저귀의 교체가 필요한 예상 교체 시점을 결정하고,
    상기 운영 서버는, 상기 지연 교체 모드에서,
    습도가 최대 습도에 도달하는 최대 습도 시점 및 그 때의 최대 습도를 결정하고,
    온도가 임계 온도에 도달하는 임계 온도 도달 시점을 결정하고,
    상기 기저귀의 착용자에 대하여 설정된 기본 수면 유지 시간, 상기 최대 습도, 상기 임계 온도, 상기 최대 습도 시점 및 상기 임계 온도 도달 시점에 기초하여, 수면 유지 시간을 결정하고,
    결정된 상기 수면 유지 시간을 상기 임계 온도 도달 시점에 합산하여 상기 예상 교체 시점을 결정하고,
    상기 센싱 데이터는 움직임 데이터를 더 포함하고,
    상기 운영 서버는,
    상기 움직임 데이터에 기초하여, 상기 기저귀 착용자의 수면 구간 내 뒤척임의 횟수 및 연속하는 뒤척임 사이의 간격을 결정하고,
    상기 뒤척임의 횟수 및 상기 연속하는 뒤척임 사이의 간격에 기초하여, 하기 수학식 1에 따라 상기 기저귀 착용자의 평균 뒤척임 주기를 결정하고,
    [수학식 1]

    (상기 수학식 1에서 N은 상기 기저귀 착용자의 수면 구간 내 총 뒤척임의 횟수이고, TR,i는 i번째 뒤척임 시점이고, TR,i+1은 i+1번째 뒤척임 시점임)
    상기 기본 수면 유지 시간 대신에 상기 평균 뒤척임 주기를 사용하여 상기 수면 유지 시간을 하기 수학식 2에 따라 결정하는,
    [수학식 2]

    (상기 수학식 2에서 dT는 상기 수면 유지 시간이고, Tpd는 상기 평균 뒤척임 주기이고, k는 미리 설정된 양의 상수이고, Chmax는 상기 최대 습도 시점에서의 온도이고, Cth는 상기 임계 온도이고, Tth는 상기 임계 온도 도달 시점이고, Thmax는 상기 최대 습도 시점임)
    기저귀 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 운영 서버는,
    상기 예상 교체 시점을 상기 전자 장치와 연결된 사용자 단말기로 전송하는,
    기저귀 모니터링 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    과거의 움직임 데이터에 기초하여, 상기 기저귀 착용자의 평균 수면 간격을 계산하는,
    기저귀 모니터링 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 운영 서버는,
    상기 연속하는 뒤척임 사이의 간격에 대해, 상기 뒤척임의 횟수에 기초하는 가중치를 반영함으로써 상기 평균 뒤척임 주기를 결정하는,
    기저귀 모니터링 시스템.
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