KR20230089444A - 생체신호 데이터를 송신 및 수신하는 장치 및 방법 - Google Patents

생체신호 데이터를 송신 및 수신하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 신체를 측정하여 복수의 생체신호를 생성하는 센싱단계, 상기 복수의 생체신호를 전송하기 위하여 패킷을 생성하는 패킷생성단계, 및 상기 패킷을 송신하는 송신단계를 포함하고, 상기 패킷생성단계는 상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 일부를 포함하도록 생성하는, 생체신호 데이터 송신방법을 제공하며, 패킷을 수신하여 생체신호를 획득하는 생체신호 데이터 수신방법 및 생체신호 데이터 송신 및 수신장치를 제공하여, 패킷의 길이를 최소화하고 무선 센서모듈의 전력소모를 최소화할 수 있다.

Description

생체신호 데이터를 송신 및 수신하는 장치 및 방법{Apparatus and Method for transmitting and receiving biosignal data}
본 발명은 생체신호 데이터를 송신 및 수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선통신의 발달과 반도체 제조기술의 발달에 의해 신체에 부착할 수 있는 무선센서가 이용되고 있다. 무선센서는 신체에 부착되는 패치형, 신체에 삽입되는 삽입형, 의복이나 밴드에 의해 신체에 고정되는 탈착형 등을 포함할 수 있다. 무선센서는 신체 정보를 측정하고 데이터를 전파를 통해 송출한다. 무선센서가 송출하는 데이터는 수신 장치에서 수집되고 분석되어 신체 상태를 사용자에게 제공할 수 있다. 무선센서는 내장된 배터리의 용량이 제한되어 있다. 따라서 배터리가 소진되면 무선센서를 충전하거나 무선센서 자체 또는 배터리를 교체할 필요가 있다.
KR 10-2012-0064921 A
본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 신체에 부착되는 무선센서가 실시간으로 생체신호 데이터를 송신하는 경우, 측정간격이 좁은 생체신호를 전송하면서 측정간격이 넓은 생체신호의 일부를 전송하고, 수신측에서 측정간격이 넓은 생체신호의 일부들을 더하여 원래 생체신호를 복원하는, 생체신호 데이터 송수신 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송신방법은, 신체를 측정하여 복수의 생체신호를 생성하는 센싱단계, 상기 복수의 생체신호를 전송하기 위하여 패킷을 생성하는 패킷생성단계, 상기 패킷을 송신하는 송신단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 패킷생성단계는 상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 일부를 포함하도록 생성할 수 있다.
또한, 상기 패킷생성단계는 이전 측정시점에서 생성된 생체신호와 현재 측정시점에서 생성된 생체신호를 비교하여 변화량을 획득하는 제1 단계, 및 상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호의 변화량을 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 변화량의 일부를 포함하도록 생성하는 제2 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 송신단계는 상기 패킷생성단계에서 생성한 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹을 형성하여 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신방법은, 패킷을 수신하여 저장하는 수신단계, 및 상기 수신한 패킷에 포함되어 있는 생체신호를 분리하는 패킷해석단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 패킷분석단계는 상기 패킷에 포함된 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호를 획득할 수 있다.
또한, 상기 패킷분석단계는 상기 패킷에 포함된 복수의 생체신호의 변화량 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호의 변화량을 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 변화량의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호의 변화량의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호의 변화량을 획득하는 제3 단계, 및 이전에 획득한 제1 생체신호와 상기 패킷에 포함된 제1 생체신호의 변화량을 비교하여 현재의 제1 생체신호를 획득하고, 이전에 획득한 제2 생체신호와 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 변화량을 비교하여 현재의 제2 생체신호를 획득하는 제4 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수신단계는 상기 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹을 수신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송신장치는, 신체를 센싱하여 생체신호를 생성하는 복수의 센서, 상기 생체신호를 수신하여 패킷을 생성하는 패킷생성부, 및 상기 패킷을 무선으로 송신하는 패킷송신부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 패킷생성부는 상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 일부를 포함하도록 생성할 수 있다.
또한, 상기 패킷생성부는 이전 측정시점에서 생성된 생체신호와 현재 측정시점에서 생성된 생체신호를 비교하여 변화량을 획득하고, 상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호의 변화량을 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 변화량의 일부를 포함하도록 생성할 수 있다.
또한, 패킷송신부는 상기 패킷생성부가 생성한 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹을 형성하여 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신장치는, 패킷을 수신하는 패킷수신부, 상기 수신한 패킷에 포함되어 있는 생체신호를 분리하는 패킷분석부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 패킷분석부는 상기 패킷에 포함된 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호를 획득할 수 있다.
또한, 상기 패킷분석부는 상기 패킷에 포함된 복수의 생체신호의 변화량 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호의 변화량을 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 변화량의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호의 변화량의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호의 변화량을 획득하고, 이전에 획득한 제1 생체신호와 상기 패킷에 포함된 제1 생체신호의 변화량을 비교하여 현재의 제1 생체신호를 획득하고, 이전에 획득한 제2 생체신호와 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 변화량을 비교하여 현재의 제2 생체신호를 획득할 수 있다.
또한, 상기 패킷수신부는 상기 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹을 수신할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 신체에 부착되는 무선센서가 실시간으로 생체신호 데이터를 송신할 때, 전송되는 패킷의 길이를 줄일 수 있고, 무선센서의 배터리 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송수신장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송수신 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송수신 방법의 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 생체신호의 데이터 길이를 패킷으로 나타내는 도면이다.
도 5는 생체신호의 측정간격에 따라 측정시점을 표시한 도면이다.
도 6은 측정시점마다 측정된 생체신호의 데이터 길이를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 2개의 생체신호와 대응하는 패킷을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 5개의 생체신호와 대응하는 패킷을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 변화량을 포함하는 패킷을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따라 패킷그룹을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예의 목적, 장점, 및 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 일실시예의 설명들에 의해 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 일실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 달리 명시하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다는 것을 알아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송수신장치를 나타내는 도면이다.
생체신호 데이터 송신장치(10)는 신체 상태에 관한 정보를 포함하는 생체신호를 생성하여 무선 네트워크(40)를 통해 생체신호 데이터 수신장치(20)로 송신할 수 있다. 생체신호 데이터 송신장치(10)는 신체에 부착되는 패치 형태로 구현될 수 있다. 또는, 생체신호 데이터 송신장치(10)는 목걸이, 팔찌, 손목시계와 같은 형태로 구현될 수도 있다. 생체신호 데이터 송신장치(10)는 환자, 신생아, 노인, 유아, 일반인의 신체에 부착되어 신체 상태를 측정할 수 있다.
생체신호 데이터 수신장치(20)는 무선 네트워크(40)를 통해 생체신호 데이터 송신장치(10)로부터 생체신호를 수신할 수 있다. 생체신호 데이터 수신장치(20)는 생체신호를 분석하여 신체 상태를 판단할 수 있다. 생체신호 데이터 수신장치(20)는 신체 상태를 판단하여 사용자 단말(30)로 알림을 제공하거나 분석결과를 제공할 수 있다. 생체신호 데이터 수신장치(20)는 병원에서 이용되는 환자 모니터링 장치나, 가정이나 개인이 소지하는 스마트폰, 노트북 등의 정보처리장치를 포함할 수 있다. 생체신호 데이터 수신장치(20)는 생체신호를 분석하여 신체의 상태를 표시하고, 신체의 상태에 문제가 발생하면 시각적 표시, 청각적 알림, 문자메세지나 전화 등으로 사용자에게 알림을 제공할 수 있다.
생체신호 데이터 송신장치(10)는 생체신호 데이터 수신장치(20)에 무선으로 생체신호를 전송할 때 전력이 소모된다. 따라서 생체신호 데이터 송신장치(10)의 동작시간을 연장하기 위하여, 무선으로 전송되는 데이터의 양을 최소화할 필요가 있다.
네트워크(40)는 생체신호 데이터 송신장치(10)와 생체신호 데이터 수신장치(20)를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있다. 네트워크(40)는 무선 또는 유선일 수 있다. 생체신호 데이터 송신장치(10)와 생체신호 데이터 수신장치(20)는 네트워크(40)를 통하지 않고 직접 무선으로 연결될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송수신 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송신 장치는, 센서(11), 패킷생성부(12), 패킷송신부(13)를 포함할 수 있다. 센서(11)는 신체를 센싱하여 생체신호를 생성할 수 있다. 패킷생성부(12)는 생체신호를 수신하여 패킷을 생성할 수 있다. 패킷송신부(13)는 패킷을 무선으로 송신할 수 있다. 이때, 패킷생성부(12)는 패킷이 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호(BS1)를 포함하고, 제1 생체신호(BS1)보다 측정간격이 긴 제2 생체신호(BS2)의 일부를 포함하도록 생성할 수 있다. 즉, 패킷생성부(12)는 측정간격이 가장 짧은 생체신호와, 측정간격이 넓은 다른 생체신호들의 일부를 포함하는 패킷을 생성할 수 있다. 생체신호 데이터 송신 장치는 전력을 공급하는 전원부(15)를 더 포함할 수 있다.
생체신호 데이터 송신 장치의 센서(11)는 신체를 측정하여 생체신호를 생성할 수 있다. 생체신호 데이터 송신 장치는 다양한 종류의 센서(11)를 복수개 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(11)는 심전도(ECG, electrocardiogram), 체온(body temperature), 근전도(EMG, electromyography), 3축 가속도미터(3axis accelerometer), 자이로스코프(gyroscope), 뇌전도(EEG, electroencephalogram), 그 밖의 다양한 종류를 포함할 수 있다. 센서(11)는 신체를 측정하여 심박, 체온, 근육의 움직임, 신체의 움직임, 손발의 이동, 기울기, 뇌파 등의 정보를 포함하는 생체신호를 생성할 수 있다. 도 2에서, 생체신호 데이터 송신 장치는 제1 내지 제5 센서(11a-11e)를 포함하는 것으로 예시적으로 도시한다.
패킷생성부(12)는 센서(11)로부터 수신한 생체신호를 패킷으로 변환할 수 있다. 패킷(packet)은 생체신호 데이터 송신장치(10)와 생체신호 데이터 수신장치(20) 사이에서 주고받는 데이터의 블록화된 형태를 말한다. 패킷은 발신자의 정보, 수신자의 정보, 데이터의 형식, 데이터가 포함되는 페이로드(payload) 등 다양한 정보를 포함할 수 있다. 패킷은 페이로드에 생체신호 데이터를 포함할 수 있다. 패킷생성부(12)는 생체신호 데이터를 페이로드 영역에 삽입하여 송신가능한 패킷을 생성할 수 있다. 패킷생성부(12)는 정보처리기능을 수행하는 프로세서(processor), ASIC, 등의 물리적 정보처리장치를 이용하여 구현될 수 있다.
패킷송신부(13)는 무선통신 기능을 수행할 수 있다. 패킷송신부(13)는 안테나를 포함할 수 있다. 패킷송신부(13)는 wi-fi, bluetooth, zigbee, 5G, 6G, 그 외의 다양한 무선통신방식을 이용할 수 있다. 패킷송신부(13)는 패킷생성부(12)에서 생성한 패킷을 전송할 수 있다. 패킷송신부(13)가 전송한 패킷은 네트워크(40)를 통해 생체신호 데이터 수신장치(20)로 전달될 수 있다. 네트워크(40)는 무선으로 전송된 패킷을 무선 또는 유선으로 생체신호 데이터 수신장치(20)에 전달할 수 있다.
제1 저장부(14)는 센서(11)가 생성한 생체신호를 저장할 수 있다. 제1 저장부(14)는 패킷생성부(12)가 생성한 패킷을 저장할 수 있다. 제1 저장부(14)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있다. 제1 저장부(14)는 신체정보 데이터 송신방법을 수행하는 프로그램 코드를 저장할 수 있다. 신체정보 데이터 송신방법을 수행하는 프로그램 코드는 패킷생성부(12)에 의해 구동되어, 센서(11) 및 패킷송신부(13)를 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신장치(20)는, 패킷수신부(21), 패킷분석부(22)를 포함할 수 있다. 패킷수신부(21)는 패킷을 수신할 수 있다. 패킷분석부(22)는 상기 수신한 패킷에 포함되어 있는 생체신호를 분리할 수 있다. 이때, 패킷분석부(22)는 패킷에 포함된 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호(BS1)를 획득하고, 패킷에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호(BS2)의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호(BS2)를 획득할 수 있다. 즉, 패킷분석부(21)는 복수의 패킷으로부터 측정간격이 넓은 생체신호의 일부들을 수집하고 연결하여 온전한 생체신호를 복원할 수 있다.
패킷수신부(21)는 무선통신 기능을 수행할 수 있다. 패킷수신부(21)는 유선통신 기능을 더 수행할 수도 있다. 패킷수신부(21)는 패킷송신부(13)에서 송신하는 패킷을 수신하기 위해 필요한 다양한 무선통신방식을 이용할 수 있다. 패킷수신부(21)는 wi-fi, bluetooth, zigbee, 5G, 6G, 그 외의 다양한 무선통신방식을 이용할 수 있다. 패킷수신부(21)는 패킷송신부(13)에서 송신한 패킷을 수신할 수 있다.
패킷분석부(22)는 패킷수신부(21)로부터 패킷을 수신할 수 있다. 패킷분석부(22)는 패킷을 분석하여 페이로드에 포함된 생체신호를 획득할 수 있다. 패킷분석부(22)는 정보처리기능을 수행하는 프로세서(processor), ASIC, 등의 물리적 정보처리장치를 이용하여 구현될 수 있다.
생체신호 데이터 수신장치(20)는 제2 저장부(23), 입출력부(24), 상태판단부(25)를 더 포함할 수 있다. 제2 저장부(23)는 패킷수신부(21)가 수신한 패킷을 저장할 수 있다. 제2 저장부(23)는 패킷분석부(22)가 획득한 생체신호를 저장할 수 있다. 제2 저장부(23)는 생체신호 데이터 수신방법(S20)을 수행하는 프로그램 코드를 저장할 수 있다. 생체신호 데이터 수신방법(S20)을 수행하는 프로그램 코드는 프로세서에서 구동되어, 생체신호 데이터 수신장치(20)를 제어할 수 있다.
입출력부(24)는 사용자로부터 명령을 수신하거나, 사용자에게 정보를 시각적 또는 청각적으로 제공할 수 있다. 입출력부(24)는 디스플레이, 터치스크린, 프린터, 스피커 등의 출력장치와, 마이크, 터치패드, 마우스, 키보드, 버튼 등의 입력장치를 포함할 수 있다. 입출력부(24)는 생체신호 자체, 생체신호에 기초한 신체의 상태, 생체신호에 기초한 판단결과 등을 사용자에게 제공할 수 있다.
상태판단부(25)는 상태판단단계(S23)를 수행할 수 있다. 상태판단단계(S23)에서, 상태판단부(25)는 생체신호를 분석하여 신체 상태를 인식할 수 있다. 예를 들어, 상태판단부(25)는 생체신호를 분석한 결과 신체 상태에 심장마비가 존재하거나, 체온이 정해진 온도범위를 벗어나는 경우 문제가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상태판단부(25)는 알림단계(미도시)를 수행할 수 있다. 알림단계에서, 상태판단부(25)는 신체 상태에 발생한 문제를 사용자에게 제공하는 알림을 수행할 수 있다. 상태판단부(25)는 입출력부(24)를 통해 시각적 또는 청각적 알림을 사용자에게 제공하거나, 패킷수신부(21)를 통해 사용자 단말(30)로 SMS, 전화, 경고음 등의 알림을 전송할 수 있다. 상태판단부(25)는 문제가 없는 경우에도 현재 신체 상태를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송수신 방법의 단계를 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송신방법(S10)은 생체신호 데이터 송신장치(10)에서 수행될 수 있다. 생체신호 데이터 송신방법(S10)은, 신체를 측정하여 복수의 생체신호를 생성하는 센싱단계(S11), 복수의 생체신호를 전송하기 위하여 패킷을 생성하는 패킷생성단계(S12), 패킷을 송신하는 송신단계(S13)를 포함할 수 있다. 이때, 패킷생성단계(S12)는 패킷이 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호(BS1)를 포함하고, 제1 생체신호(BS1)보다 측정간격이 긴 제2 생체신호(BS2)의 일부를 포함하도록 생성할 수 있다.
센싱단계(S11)는 센서(11)에서 수행될 수 있다. 센싱단계(S11)에서 센서(11)는 신체를 측정하여 생체신호를 생성한다. 센싱단계(S11)에서 생성된 생체신호는 제1 저장부(14)에 저장될 수 있다. 패킷생성단계(S12)는 패킷생성부(12)에서 수행될 수 있다. 패킷생성단계(S12)에서 패킷생성부(12)는 생체신호를 패킷으로 변환할 수 있다. 송신단계(S13)는 패킷송신부(13)에서 수행될 수 있다. 송신단계(S13)에서 패킷송신부(13)는 패킷을 무선으로 전송할 수 잇다.
무선으로 전송된 패킷은 무선 네트워크(40), 무선 네트워크(40)와 유선 네트워크(40)를 통해 생체신호 데이터 수신장치(20)로 전달될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신방법(S20)은 생체신호 데이터 수신장치(20)에서 수행될 수 있다. 생체신호 데이터 수신방법(S20)은, 패킷을 수신하여 저장하는 수신단계(S21), 수신한 패킷에 포함되어 있는 생체신호를 분리하는 패킷해석단계(S22)를 포함할 수 있다. 패킷분석단계(S22)는 패킷에 포함된 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호(BS1)를 획득하고, 패킷에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 일부와, 다른 패킷에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호(BS2)를 획득할 수 있다.
수신단계(S21)는 패킷수신부(21)에서 수행될 수 있다. 수신단계(S21)에서 패킷수신부(21)는 네트워크(40)를 통해 패킷을 수신할 수 있다. 수신된 패킷은 제2 저장부(23)에 저장될 수 있다. 패킷분석단계(S22)는 패킷분석부(22)에서 수행될 수 있다. 패킷분석단계(S22)에서 패킷분석부(22)는 패킷에 포함되어 있는 생체신호를 획득할 수 있다. 획득한 생체신호는 제2 저장부(23)에 저장될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신방법(S20)은 상태판단단계(S23), 알림단계를 포함할 수 있다. 상태판단단계(S23)는 상태판단부(25)에서 수행될 수 있다. 상태판단단계(S23)에서 상태판단부(25)는 생체신호를 분석하여 신체 상태를 인식하고 신체 상태에 문제가 있는지 판단할 수 있다. 신체 상태에 문제가 존재하는 경우, 알림단계가 수행될 수 있다. 알림단계는 상태판단부(25)가 패킷수신부(21)를 통해 사용자에게 알림을 제공하거나, 상태판단부(25)가 입출력부(24)를 통해 사용자에게 알림을 제공하는 것이다.
도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따라 데이터 전송량을 최소화하는 방법을 설명한다.
도 4는 생체신호의 데이터 길이를 패킷으로 나타내는 도면이다. 도 4 내지 도 11은 패킷의 페이로드 부분만을 도시하며, 눈금 한칸이 데이터의 기준 크기를 나타내도록 도시하였다. 데이터의 기준 크기는 1바이트(1byte)일 수 있다. 본 명세서에서 제1 내지 제5 생체신호(BS1-BS5)의 데이터 크기에 따른 패킷의 길이는 설명을 위하여 임의적으로 기재한 것이다. 센서(11)의 종류와 특성에 따라 생체신호의 데이터량이 다르고, 패킷으로 변환시 패킷의 길이도 다를 수 있다. 그러나 생체신호의 데이터량과 패킷의 길이가 다르더라도, 본 발명에서 설명하는 방법이 적용될 수 있다.
제1 센서(11a)가 출력하는 제1 생체신호(BS1)는 2칸의 패킷으로 변환될 수 있다. 제2 센서(11b)가 출력하는 제2 생체신호(BS2)는 9칸의 패킷으로 변환될 수 있다. 제3 센서(11c)가 출력하는 제3 생체신호(BS3)는 3칸의 패킷으로 변환될 수 있다. 제4 센서(11d)가 출력하는 제4 생체신호(BS4)는 5칸의 패킷으로 변환될 수 있다. 제5 센서(11e)가 출력하는 제5 생체신호(BS5)는 3칸의 패킷으로 변환될 수 있다. 제1 내지 제5 생체신호(BS1-BS5)를 모두 하나의 패킷에 포함시키면 22칸의 패킷(PK-R)이 될 수 있다.
도 5는 생체신호의 측정간격에 따라 측정시점을 표시한 도면이다. 도 6은 측정시점마다 측정된 생체신호의 데이터 길이를 나타내는 도면이다. 도 5와 도 6을 함께 참조한다.
생체신호는 종류에 따라 요구되는 측정간격이 다를 수 있다. 예를 들어, 심전도는 250kHz로 측정이 필요하고, 체온은 2Hz로 측정하면 충분하며, 3축 가속도미터는 30hz로 측정을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 심전도는 변화하는 전기신호를 측정하여야 하기 때문에 측정간격이 매우 작고, 체온은 상대적으로 변화가 느리므로 측정간격이 클 수 있다. 이와 같이, 측정하는 센서(11)의 종류, 생체신호의 특성 등에 따라 측정주기(또는 측정간격)가 다를 수 있다.
그리고, 생체신호는 실시간 전송이 필요한 종류가 있고, 약간의 지연 전송이 허용되는 종류가 있다. 예를 들어, 심전도는 심장의 상태에 관한 정보이므로 문제 발생시 즉시 대응이 필요하므로 실시간 전송이 적합하다. 다만, 체온은 순간적으로 변화하기 어려우므로 정해진 정도의 지연 전송이 허용될 수 있다. 즉, 체온은 2초마다 측정한 데이터를 모아서 30초에 한번 전송하더라도 체온이 30초안에 급격하게 변동하지 않기 때문에 지연 전송을 하더라도 문제가 없다.
도 5는 제1 내지 제5 생체신호(BS1-BS5)의 측정시점을 화살표로 표시하였다. 제1 내지 제5 생체신호(BS1-BS5)의 측정간격을 살펴보면, 제2 생체신호(BS2)가 한번 측정될 때 제1 생체신호(BS1)는 3번 측정될 수 있고, 제3 생체신호(BS3)가 한번 측정될 때 제1 생체신호(BS1)는 6번 측정될 수 있고, 제4 생체신호(BS4)가 한번 측정될 때 제1 생체신호(BS1)는 5번 측정될 수 있고, 제5 생체신호(BS5)가 한번 측정될 때 제1 생체신호(BS1)는 6번 측정될 수 있다. 제1 생체신호(BS1)의 측정간격이 가장 좁고, 제3 생체신호(BS3)와 제5 생체신호(BS5)의 측정간격이 가장 넓다. 도 5의 측정간격은 설명을 위하여 임의로 설정한 것이다.
도 6은 제1 내지 제5 생체신호(BS1-BS5)의 데이터 길이를 패킷으로 표현하여 측정시점에 따라 도시한다. t1에서 제1 생체신호(BS1)와 제5 생체신호(BS5)가 측정되고, t2에서 제1 생체신호(BS1)와 제2 생체신호(BS2)가 측정될 수 있다. 측정간격이 가장 좁은 제1 생체신호(BS1)는 측정시점에서 실시간으로 전송될 필요가 있다. 생체신호 데이터 송신장치(10)에는 제1 내지 제5 센서(11e)가 있으므로, 제1 내지 제5 생체신호(BS1-BS5)를 전송할 수 있다. 제1 생체신호(BS1)가 측정될 때마다 실시간으로 제1 내지 제5 생체신호(BS1-BS5)를 송신하는 경우, 제1 생체신호(BS1)의 측정주기마다 도 4에 도시된 22칸의 패킷(PK-R)이 반복적으로 송신된다. 이러한 경우에는 길이가 긴 패킷이 자주 전송되므로 전력의 소모가 크다.
t1에서 제1 생체신호(BS1)와 제5 생체신호(BS5)를 포함하는 5칸의 패킷이 전송되고, t2에서 제1 생체신호(BS1)와 제2 생체신호(BS2)를 포함하는 11칸의 패킷이 전송될 수도 있다. 이러한 경우에는 패킷의 길이가 일관되지 않아서 전력소모가 불규칙하다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 2개의 생체신호와 대응하는 패킷을 나타내는 도면이다. 도 7은 도 6의 t2 내지 t7 시점에서 제1 생체신호(BS1)와 제2 생체신호(BS2) 및 본 발명의 일실시예에 따라 각 시점에서 생성된 패킷들(PK2~PK7)을 도시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송신방법(S10)의 패킷생성단계(S12)는 패킷이 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호(BS1)를 포함하고, 제1 생체신호(BS1)보다 측정간격이 긴 제2 생체신호(BS2)의 일부를 포함하도록 생성할 수 있다. 패킷생성단계(S12)에서, 패킷생성부(12)는 복수의 생체신호 중에서 가장 측정간격이 좁은 생체신호가 무엇인지 판단한다. 패킷생성부(12)는 제1 생체신호(BS1)의 측정간격이 가장 좁으므로, 제1 생체신호(BS1)가 측정되면 실시간으로 패킷을 생성한다.
이해를 돕기 위하여, 제1 생체신호(BS1)와 제2 생체신호(BS2)만을 대상으로 패킷을 생성하는 과정을 설명한다. 패킷생성부(12)는 t2에서 측정된 제1 생체신호(BS1)에, t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 일부를 더 포함하여 제2 패킷(PK2)을 형성할 수 있다. 패킷생성부(12)는 제2 생체신호(BS2)가 1번 측정되는 동안 제1 생체신호(BS1)가 3번 측정되므로, 제2 생체신호(BS2)를 3조각으로 분할할 수 있다. t2에서, 패킷생성부(12)는 t2에서 측정된 제1 생체신호(BS1)와 t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 첫번째 조각을 제2 패킷(PK2)에 포함할 수 있다. t3에서, 패킷생성부(12)는 t3에서 측정된 제1 생체신호(BS1)와 t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 두번째 조각을 제3 패킷(PK3)에 포함할 수 있다. t4에서, 패킷생성부(12)는 t4에서 측정된 제1 생체신호(BS1)와 t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 세번째 조각을 제4 패킷(PK4)에 포함할 수 있다. 따라서 t2, t3, t4에서 제2 패킷(PK2), 제3 패킷(PK3), 제4 패킷(PK4)의 길이는 제1 생체신호(BS1)와 제2 생체신호(BS2)의 1/3이므로 5칸으로 형성될 수 있다. 동일하게, t5, t6, t7에서 제5 패킷(PK5), 제6 패킷(PK6), 제7 패킷(PK7)의 길이는 제1 생체신호(BS1)와 제2 생체신호(BS2)의 1/3이므로 5칸으로 형성될 수 있다.
설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 패킷생성부(12)는 복수의 생체신호 중에서 가장 측정간격이 좁은 생체신호와, 상대적으로 측정간격이 긴 생체신호를 복수개의 조각으로 분할하고 분할된 조각 중 하나를 포함하는 패킷을 생성할 수 있다. 그 결과, 측정간격이 가장 좁은 제1 생체신호(BS1)가 전송될 때 측정간격이 상대적으로 긴 제2 생체신호(BS2)의 일부가 함께 전송되어, 제2 생체신호(BS2)의 다음 측정주기가 오기 전에 이전에 측정된 제2 생체신호(BS2)가 전부 전송될 수 있다. 그리고 제1 생체신호(BS1)의 측정시점마다 전송되는 패킷의 길이를 일정하게 유지할 수 있다.
이렇게 생성된 패킷은 생체신호 데이터 수신장치(20)가 수신할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신방법(S20)의 패킷분석단계(S22)는 패킷에 포함된 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호(BS1)를 획득하고, 패킷에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호(BS2)의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호(BS2)를 획득할 수 있다. 패킷에 포함되는 생체신호의 순서는 제2 저장부(23)에 저장되어 있을 수 있고, 패킷의 페이로드 이외의 다른 부분에 포함되어 있을 수 있다. 패킷분석부(22)는 패킷분석단계(S22)에서 패킷에 포함된 복수의 생체신호를 분리한다. t2에서 수신한 제2 패킷(PK2)에서, 패킷분석부(22)는 t2에서 측정된 제1 생체신호(BS1)와 t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 첫번째 조각을 획득할 수 있다. t3에서 수신한 패킷에서, 패킷분석부(22)는 t3에서 측정된 제1 생체신호(BS1)와 t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 두번째 조각을 획득할 수 있다. t4에서 수신한 패킷에서, 패킷분석부(22)는 t4에서 측정된 제1 생체신호(BS1)와 t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 세번째 조각을 획득할 수 있다. 따라서 패킷분석부(22)는 t2, t3, t4에서 측정된 3개의 제1 생체신호(BS1)를 획득할 수 있고, t2, t3, t4에서 수신한 패킷에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 첫번째 조각, 두번째 조각, 세번째 조각을 연결하여 제2 생체신호(BS2)를 획득할 수 있다. 동일하게, 패킷분석부(22)는 t5, t6, t7에서 측정된 3개의 제1 생체신호(BS1)를 획득할 수 있고, t5, t6, t7에서 수신한 패킷에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 첫번째 조각, 두번째 조각, 세번째 조각을 연결하여 제2 생체신호(BS2)를 획득할 수 있다.
설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 패킷분석부(22)는 매 시점마다 수신되는 패킷으로부터 가장 측정간격이 좁은 생체신호를 획득할 수 있다. 그리고, 매 시점마다 수신되는 패킷에 포함되어 있는 측정간격이 상대적으로 넓은 생체신호의 조각을 획득하여 제2 저장부(23)에 저장하였다가, 정해진 개수의 조각을 연결하여 생체신호를 획득할 수 있다. 그 결과, 실시간 전송이 필요한 측정간격이 가장 좁은 제1 생체신호(BS1)를 실시간으로 획득할 수 있고, 상대적으로 지연전송이 허용되는 제2 생체신호(BS2)의 조각을 연결하여, 제2 생체신호(BS2)의 다음 측정주기가 오기 전에 이전에 측정된 제2 생체신호(BS2)를 전부 수신할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 5개의 생체신호와 대응하는 패킷을 나타내는 도면이다. 도 8은 도 6의 t4 내지 t9 시점에서 제1 내지 제5 생체신호(BS1-BS5) 및 본 발명의 일실시예에 따라 생성된 패킷을 도시한다. 도 7을 참조하여 두개의 생체신호를 패킷으로 변환하고, 패킷에서 두개의 생체신호를 획득하는 과정을 설명하였다. 유사하게, 도 8을 참조하여 5개의 생체신호를 패킷으로 변환하고, 패킷에서 5개의 생체신호를 획득하는 과정을 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송신방법(S10)의 패킷생성단계(S12)는 패킷이 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 생체신호를 포함하고, 측정간격이 가장 짧은 생체신호보다 측정간격이 긴 다른 복수의 생체신호의 일부를 포함하도록 생성할 수 있다. 패킷생성단계(S12)에서, 패킷생성부(12)는 복수의 생체신호 중에서 가장 측정간격이 짧은 생체신호가 무엇인지 판단한다. 패킷생성부(12)는 제1 생체신호(BS1)의 측정간격이 가장 좁으므로, 제1 생체신호(BS1)가 측정되면 실시간으로 패킷을 생성한다.
패킷생성부(12)는 t4에서 측정된 제1 생체신호(BS1)에, t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 세번째 조각을 포함하고, t4에서 측정된 제3 생체신호(BS3)의 첫번째 조각을 포함하고, t3에서 측정된 제4 생체신호(BS4)의 두번째 조각을 포함하는 제4 패킷(PK4)을 형성할 수 있다. 유사한 방식으로, 패킷생성부(12)는 t7에서 측정된 제1 생체신호(BS1)에, t5에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 세번째 조각을 포함하고, t7에서 측정된 제5 생체신호(BS5)의 첫번째 조각을 포함하고, t4에서 측정된 제4 생체신호(BS4)의 다섯번째 조각을 포함하는 제7 패킷(PK7)을 형성할 수 있다. t4 내지 t9에서 생성된 패킷은 5개의 생체신호를 전달하면서 패킷의 길이가 7칸이 될 수 있다. 도 4에 도시된, 5개의 생체신호를 포함하는 22칸의 패킷(PK-R)에 비하여 패킷의 길이가 줄어들었다.
패킷생성부(12)는 패킷의 정해진 순서 또는 위치에 복수의 생체신호의 일부를 정해진 순서에 따라 포함할 수 있다. 설명을 위하여, 패킷의 자리 또는 순서는 도 8의 패킷 A(PKA)에 순서대로 첫번째 자리(A1), 두번째 자리(A2), 세번째 자리(A3), 네번째 자리(A4)로 표시한다. 예를 들어, 패킷은 첫번째 자리(A1)에 제1 생체신호(BS1)가 위치하고, 두번째 자리(A2)에 제2 생체신호(BS2)가 위치하고, 그 다음인 세번째 자리(A3)에는 제3 생체신호(BS3)의 조각과 제5 생체신호(BS5)의 조각이 정해진 순서에 따라 번갈아가며 위치하고, 네번째 자리(A4)에 제4 생체신호(BS4)가 배치될 수 있다. 도 8을 참조하면, t4, t5, t6에서 생성된 제4 패킷(PK4), 제5 패킷(PK5), 제6 패킷(PK6)에는 제3 생체신호(BS3)가 포함되나 제5 생체신호(BS5)가 포함되지 않고, t7, t8, t9에서 생성된 제7 패킷(PK7), 제8 패킷(PK8), 제9 패킷(PK9)에는 제5 생체신호(BS5)가 포함되나 제3 생체신호(BS3)가 포함되지 않을 수 있다.
제3 및 제5 생체신호(BS5)가 한번 측정될 동안 제1 생체신호(BS1)는 6번 측정될 수 있고, 제3 및 제5 생체신호(BS5)가 각각 3조각으로 분할되면, 패킷의 네번째 자리에 제3 및 제5 생체신호(BS5)의 조각을 순서대로 배치할 수 있다. 패킷생성부(12)는 이러한 방식에 따라, 생체신호의 측정간격이 상대적으로 넓고, 데이터 길이가 상대적으로 짧은 경우, 패킷의 특정위치에 복수개의 생체신호의 조각을 순서대로 배치하여, 패킷의 길이를 더 줄일 수 있다.
이렇게 생성된 패킷은 생체신호 데이터 수신장치(20)가 수신할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신방법(S20)의 패킷분석단계(S22)는 패킷에 포함된 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 생체신호를 획득하고, 패킷에 포함된 측정간격이 상대적으로 긴 복수의 다른 생체신호의 일부들을 획득하고 조합하여 생체신호를 획득할 수 잇다.
패킷에 포함되는 생체신호의 순서 또는 위치는 제2 저장부(23)에 저장되어 있을 수 있고, 패킷에 포함되어 있을 수 있다. 패킷분석부(22)는 패킷분석단계(S22)에서 패킷에 포함된 복수의 생체신호를 분리한다. 패킷생성부(12)는 t4에서 수신한 제4 패킷(PK4)에서, t4에서 측정된 제1 생체신호(BS1), t2에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 세번째 조각, t4에서 측정된 제3 생체신호(BS3)의 첫번째 조각, t3에서 측정된 제4 생체신호(BS4)의 두번째 조각을 획득할 수 있다. 유사한 방식으로, t5 내지 t9에서 수신한 제5 패킷(PK5) 내지 제9 패킷(PK9)에서, t5 내지 t9에서 측정된 5개의 제1 생체신호(BS1)를 획득할 수 있다. 그리고 제2 내지 제5 생체신호(BS5)의 조각들을 획득하고 순서에 따라 조합하여 제2 내지 제5 생체신호(BS5)를 획득할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 변화량을 포함하는 패킷을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 9에서 변화량에 해당하는 데이터는 점선으로 표시한다. 도 9는 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1), 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2), 이에 대응하는 패킷을 나타낸다.
패킷생성단계(S12)는 이전 측정시점에서 생성된 생체신호와 현재 측정시점에서 생성된 생체신호를 비교하여 변화량을 획득하는 제1 단계, 및 패킷이 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1)을 포함하고, 제1 생체신호(BS1)보다 측정간격이 긴 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)의 일부를 포함하도록 생성할 수 있다.
제1 단계에서, 패킷생성부(12)는 이전 시점에서 측정한 생체신호와 현재 시점에서 측정한 생체신호를 비교하여 변화량을 획득할 수 있다. 변화량은 현재 생체신호의 값에서 이전 생체신호의 값을 빼는 방식으로 산출할 수 있다. 패킷생성부(12)는 t9에서 측정된 제1 생체신호(BS1)와 t10에서 측정된 제1 생체신호(BS1)를 비교하여 t10에서 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1)을 산출할 수 있다. 유사하게, t10에서 측정된 제1 생체신호(BS1)와 t10에서 측정된 제1 생체신호(BS1)를 비교하여 t10에서 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1)을 산출할 수 있다.
패킷생성부(12)는 t8에서 측정된 제2 생체신호(BS2)와 t11에서 측정된 제2 생체신호(BS2)를 비교하여 t11에서 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)을 산출할 수 있다. 변화량은 이전 시점의 제2 생체신호(BS2) 전체와 현재 시점의 제2 생체신호(BS2) 전체를 비교하여 산출할 수 있다. 또는, 변화량은 이전 시점의 제2 생체신호(BS2)의 조각과, 현재 시점의 제2 생체신호(BS2)의 조각을 비교하여, 조각의 변화량을 산출할 수 있다.
변화량의 산출 방법은 생체신호의 종류나 센서(11)의 종류에 따라 알맞은 방법을 이용할 수 있다. 이때, 변화량은 생체신호보다 데이터의 크기가 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 생체신호(BS1)의 데이터 길이는 2칸의 패킷을 차지하지만, 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1)의 데이터 길이는 1칸의 패킷을 차지할 수 있다. 제2 생체신호(BS2)의 데이터 길이는 9칸의 패킷을 차지하고, 3조각으로 나누면 각각 3칸의 패킷을 차지하지만, 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)의 데이터 길이는 6칸의 패킷을 차지하고, 3조각으로 나누면 각각 2칸의 패킷을 차지할 수 있다.
제2 단계에서, 패킷생성부(12)는 복수의 생체신호의 변화량을 포함하는 패킷을 생성할 수 있다. 예를 들어, 패킷생성부(12)는 t11에서 측정된 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1) 및 t11에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)의 첫번째 조각을 포함하는 제11 패킷(PK11)을 생성할 수 있다. 그리고, 패킷생성부(12)는 t12에서 측정된 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1) 및 t11에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)의 두번째 조각을 포함하는 제12 패킷(PK12)을 생성할 수 있다.
이와 같이 생성된 패킷은 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1) 및 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS1)의 조각을 포함하므로, 패킷의 길이가 더 짧을 수 있다. t11 내지 t15에서 생성된 제11 패킷(PK11) 내지 제15 패킷(PK15)은 제1 및 제2 생체신호(BS2)를 전달하면서 패킷의 길이가 3칸이 될 수 있다. 도 4의 패킷(PK-R)에서 제1 및 제2 생체신호(BS1, BS2)를 포함하는 길이가 11칸인 것에 비하여 패킷의 길이가 줄어들었다. 그리고, 도 7에서 제1 및 제2 생체신호(BS2)를 포함하는 5칸의 제2 패킷(PK2)에 비하여 패킷의 길이가 줄어들었다.
이러한 과정은 생체신호가 2개 이상의 경우라도 동일하게 적용될 수 있다. 그리고, 도 8에서 설명한, 패킷의 특정 순서나 위치에 복수의 생체신호가 정해진 순서대로 번갈아가며 배치되는 방식을 응용하여, 복수의 생체신호의 변화량이 패킷의 특정 순서나 위치에 정해진 순서대로 번갈아가며 배치될 수 있다.
이렇게 생성된 패킷은 생체신호 데이터 수신장치(20)가 수신할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신방법(S20)의 패킷분석단계(S22)는 제3 단계 및 제4 단계를 포함할 수 있다. 제3 단계는 패킷에 포함된 복수의 생체신호의 변화량 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1)을 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)을 획득하는 것이다. 제4 단계는 이전에 획득한 제1 생체신호(BS1)와 상기 패킷에 포함된 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1)을 비교하여 현재의 제1 생체신호(BS1)를 획득하고, 이전에 획득한 제2 생체신호(BS2)와 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)을 비교하여 현재의 제2 생체신호(BS2)를 획득하는 것이다.
제3 단계에서 패킷분석부(22)는 패킷에 포함된 생체신호의 변화량 또는 변화량의 조각을 획득할 수 있다. 패킷에 포함되는 생체신호의 순서 또는 위치는 제2 저장부(23)에 저장되어 있을 수 있고, 패킷에 포함되어 있을 수 있다. 패킷분석부(22)는 패킷분석단계(S22)에서 패킷에 포함된 복수의 생체신호의 변화량 또는 변화량의 조각을 분리한다. 이러한 과정은 생체신호가 2개 이상의 경우라도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 도 8에서 설명한, 패킷의 특정 순서나 위치에 복수의 생체신호가 정해진 순서대로 번갈아가며 배치되는 경우도 동일하게 적용될 수 있다.
패킷생성부(12)는 t11에서 수신한 제11 패킷(PK11)에서, t11에서 측정된 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1), t11에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)의 첫번째 조각을 획득할 수 있다. 유사한 방식으로, t12 내지 t15에서 수신한 제12 패킷(PK12) 내지 제15 패킷(PK15)에서, t12 내지 t15에서 측정된 5개의 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1)을 획득할 수 있다. 그리고 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)의 조각들을 획득하고 순서에 따라 조합하여 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)을 획득할 수 있다.
제4 단계에서 패킷분석부(22)는 이전 시점의 생체신호에 현재 시점의 변화량을 더하여 현재 시점에서 측정한 생체신호를 산출할 수 있다. 이전 시점의 생체신호와 현재 시점의 변화량을 이용하여 현재 시점의 생체신호를 산출하는 방식은 변화량을 산출하는 방식의 반대로 수행될 수 있다. 패킷생성부(12)는 t10에서 수신된 제10 패킷(PK10)을 이용하여 산출된 제1 생체신호(BS1)에 t11에서 수신된 제11 패킷(PK11)에 포함된 제1 생체신호(BS1)의 변화량(△BS1)을 더하여 t11에서 측정된 제1 생체신호(BS1)를 획득할 수 있다.
패킷생성부(12)는 t8, t9, 10에서 수신된 제8 패킷(PK8), 제9 패킷(PK9), 제10 패킷(PK10)을 이용하여 산출된 t8에서 측정된 제2 생체신호(BS2)에 t11, t12, t13에서 수신된 제11 패킷(PK11), 제12 패킷(PK12), 제13 패킷(PK13)에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 변화량(△BS2)을 더하여 t11에서 측정된 제2 생체신호(BS2)를 획득할 수 있다.
또는, 패킷생성부(12)는 t8, t9, 10에서 수신된 제8 패킷(PK8), 제9 패킷(PK9), 제10 패킷(PK10)을 이용하여 산출된 t8에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 조각에 t11, t12, t13에서 수신된 제11 패킷(PK11), 제12 패킷(PK12), 제13 패킷(PK13)에 포함된 제2 생체신호(BS2)의 변화량의 조각을 더하여 t11에서 측정된 제2 생체신호(BS2)의 조각을 획득하고 제2 생체신호(BS2)의 조각을 조합하여 제2 생체신호(BS2)를 획득할 수 있다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따라 패킷그룹(PKG)을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 송신방법(S10)의 송신단계(S13)는 패킷생성단계(S12)에서 생성한 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹(PKG)을 형성하여 전송할 수 있다. 패킷그룹(PKG)은 정해진 개수의 패킷(PK)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 10에서 도시하는 바와 같이, 패킷그룹(PKG)이 4개의 패킷(PK)을 포함할 수 있다. 패킷송신부(13)는 패킷생성부(12)의 제어에 따라, 실시간으로 생성되어 제1 저장부(14)에 저장되는 패킷(PK)을 정해진 개수만큼 그룹화하여 한번에 송신할 수 있다.
패킷(PK)을 가장 측정간격이 좁은 생체신호의 측정시점마다 송신하는 것과, 정해진 개수의 패킷(PK)을 한번에 송신하는 경우에 전송되는 패킷(PK)의 페이로드 길이는 동일하다. 그러나, 패킷그룹(PKG)을 송신하는 경우 패킷(PK)을 구성하는 다른 요소들(발신자 정보, 수신자 정보, 데이터 형식 등)을 한번만 송신하면 되므로, 실질적인 패킷(PK)의 길이는 더 줄어들 수 있다. 그리고, 무선 송신을 자주 수행하는 것보다, 무선 송신을 드물게 수행하는 것이 상대적으로 전력 소모가 작다.
패킷송신부(13)가 패킷그룹(PKG)에 포함시키는 패킷(PK)의 수는 패킷(PK)에 포함되는 가장 측정간격이 좁은 생체신호의 특성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 실시간으로 측정이 필요하지만 생체신호를 분석하는 것은 지연이 허용될 수 있다. 심전도를 측정함에 있어서 250Hz로 측정하더라도, 심전도를 분석하는 과정에서 20개의 측정데이터가 모여야 파형의 분석이 가능하다면 20개의 측정시점에서 수집된 심전도 정보를 한번에 전송하는 것이 허용될 수 있다. 이러한 경우 심전도 측정간격마다 심전도를 측정하고 패킷(PK)을 생성하더라도 20개의 패킷(PK)을 패킷그룹(PKG)으로 형성하여 송신할 수 있다.
이러한 방법에 따라 패킷그룹(PKG) 단위로 전송된 패킷(PK)은 생체신호 데이터 수신장치(20)가 수신한다. 본 발명의 일실시예에 따른 생체신호 데이터 수신방법(S20)의 수신단계(S21)는 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹(PKG)을 수신할 수 있다. 그리고, 패킷그룹(PKG)에서 각각의 패킷(PK)을 분리할 수 있다. 그 이후에 패킷분석부(22)는 위에서 설명한 방법을 이용하여 패킷(PK)에서 생체신호를 획득할 수 있다.
도 10을 참조하여 설명한 패킷그룹(PKG) 단위의 전송은 변화량을 포함하도록 생성된 패킷에도 적용될 수 있다. 패킷(PK)은 복수의 생체신호, 복수의 생체신호의 조각, 변화량, 변화량의 조각 중에서 하나 이상을 정해진 순서 또는 자리에 따라 포함할 수 있다.
이상으로 설명한 본 발명의 일실시예에 따르면, 특정 시점에서 측정간격이 좁은 생체신호를 포함하는 패킷을 형성하되, 패킷에 상대적으로 측정간격이 넓은 생체신호의 일부를 함께 포함시켜 전송하고, 다음 시점의 패킷에는 상대적으로 측정간격이 넓은 생체신호의 다른 일부를 함께 포함시켜 전송하는 방식을 이용하여, 전송되는 패킷의 전체적인 길이를 줄일 수 있다.
그리고, 패킷에 생체신호 자체를 그대로 포함시키는 것이 아니라, 이전 시점의 생체신호와 현재 시점의 생체신호의 변화량을 산출하여, 변화량을 패킷에 포함시키므로 패킷의 길이를 더 줄일 수 있다.
그리고, 개별 패킷을 각각 실시간으로 전송하는 것이 아니라, 복수의 패킷을 그룹화한 패킷그룹(PKG)을 전송하므로 한번에 복수의 패킷이 전송되어 패킷의 총 길이가 줄어들수 있다.
그리고, 패킷이 줄어든 결과 무선 송신의 소모전력이 줄어들어, 생체신호 데이터 송신장치(10)의 동작기간이 연장될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 생체신호 데이터 송신장치
11: 센서
11a: 제1 센서
11b: 제2 센서
11c: 제3 센서
11d: 제4 센서
11e: 제5 센서
12: 패킷생성부
13: 패킷송신부
14: 제1 저장부
15: 전원부
15a: 배터리
20: 생체신호 데이터 수신장치
21: 패킷수신부
22: 패킷분석부
23: 제2 저장부
24: 입출력부
25: 상태판단부
30: 사용자 단말
40: 네트워크

Claims (12)

  1. 신체를 측정하여 복수의 생체신호를 생성하는 센싱단계;
    상기 복수의 생체신호를 전송하기 위하여 패킷을 생성하는 패킷생성단계;
    상기 패킷을 송신하는 송신단계를 포함하고,
    상기 패킷생성단계는
    상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 일부를 포함하도록 생성하는, 생체신호 데이터 송신방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 패킷생성단계는
    이전 측정시점에서 생성된 생체신호와 현재 측정시점에서 생성된 생체신호를 비교하여 변화량을 획득하는 제1 단계; 및
    상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호의 변화량을 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 변화량의 일부를 포함하도록 생성하는 제2 단계를 포함하는, 생체신호 데이터 송신방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신단계는
    상기 패킷생성단계에서 생성한 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹을 형성하여 전송하는, 생체신호 데이터 송신방법.
  4. 패킷을 수신하여 저장하는 수신단계;
    상기 수신한 패킷에 포함되어 있는 생체신호를 분리하는 패킷해석단계를 포함하고,
    상기 패킷분석단계는
    상기 패킷에 포함된 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호를 획득하는, 생체신호 데이터 수신방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 패킷분석단계는
    상기 패킷에 포함된 복수의 생체신호의 변화량 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호의 변화량을 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 변화량의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호의 변화량의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호의 변화량을 획득하는 제3 단계; 및
    이전에 획득한 제1 생체신호와 상기 패킷에 포함된 제1 생체신호의 변화량을 비교하여 현재의 제1 생체신호를 획득하고, 이전에 획득한 제2 생체신호와 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 변화량을 비교하여 현재의 제2 생체신호를 획득하는 제4 단계를 포함하는, 생체신호 데이터 수신방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 수신단계는
    상기 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹을 수신하는, 생체신호 데이터 수신방법.
  7. 신체를 센싱하여 생체신호를 생성하는 복수의 센서; 및
    상기 생체신호를 수신하여 패킷을 생성하는 패킷생성부;
    상기 패킷을 무선으로 송신하는 패킷송신부를 포함하고,
    상기 패킷생성부는
    상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 일부를 포함하도록 생성하는, 생체신호 데이터 송신장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 패킷생성부는
    이전 측정시점에서 생성된 생체신호와 현재 측정시점에서 생성된 생체신호를 비교하여 변화량을 획득하고, 상기 패킷이 상기 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호의 변화량을 포함하고, 상기 제1 생체신호보다 측정간격이 긴 제2 생체신호의 변화량의 일부를 포함하도록 생성하는, 생체신호 데이터 송신장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    패킷송신부는
    상기 패킷생성부가 생성한 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹을 형성하여 전송하는, 생체신호 데이터 송신장치.
  10. 패킷을 수신하는 패킷수신부;
    상기 수신한 패킷에 포함되어 있는 생체신호를 분리하는 패킷분석부를 포함하고,
    상기 패킷분석부는
    상기 패킷에 포함된 복수의 생체신호 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호를 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호를 획득하는, 생체신호 데이터 수신장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 패킷분석부는
    상기 패킷에 포함된 복수의 생체신호의 변화량 중에서 측정간격이 가장 짧은 제1 생체신호의 변화량을 획득하고, 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 변화량의 일부와, 다른 패킷에 포함된 상기 제2 생체신호의 변화량의 다른 일부를 조합하여 제2 생체신호의 변화량을 획득하고,
    이전에 획득한 제1 생체신호와 상기 패킷에 포함된 제1 생체신호의 변화량을 비교하여 현재의 제1 생체신호를 획득하고, 이전에 획득한 제2 생체신호와 상기 패킷에 포함된 제2 생체신호의 변화량을 비교하여 현재의 제2 생체신호를 획득하는, 생체신호 데이터 수신장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 패킷수신부는
    상기 패킷을 복수개 포함하는 패킷그룹을 수신하는, 생체신호 데이터 수신장치.
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