특허청구의범위청구항 1 식사량의무게를포함한식이섭취정보를계측하여, 상기계측한정보를근거리통신수단을통해서인터넷으로송신하고, 인터넷으로부터송신된정보를수신하여계측조건을설정하는헬스케어매트 ; 상기헬스케어매트와정보를송수신하여식단을설정하고, 식사량에따른알람을발생하며, 칼로리를확인할수

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지헌 예
6 years ago
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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 (43) 공개일자 2016년02월16일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) G06Q 50/22 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2014 년 08 월 06 일 심사청구일자 전체청구항수 : 총 9 항 2014 년 08 월 06 일 (71) 출원인 주식회사브로멜리아드 서울특별시구로구디지털로 288, 310 호 ( 구로동, 대륭포스트타워 1 차 3 층 ) (72) 발명자 김근홍 인천광역시중구하늘별빛로 66 힐스테이트 904 동 2701 호 전상은 인천광역시중구하늘별빛로 66 힐스테이트 904 동 2701 호 김동현 서울특별시용산구이촌로 동아그린아파트 105 동 1804 호 (74) 대리인 (54) 발명의명칭사물인터넷기반의헬스케어시스템및그방법 (57) 요약 김견수 본발명은사물인터넷 (IoT) 기반의헬스케어시스템및그방법에관한것으로서, 사물인터넷을이용하여실시간으로식사량의무게를포함한식이섭취정보를계측하여헬스케어를수행함으로써, 음식물의섭취에대한실시간자가수치화를실현하고, 또한다양한식품의영양정보및칼로리정보에대한데이터베이스를통해실시간으로언제어디서나헬스케어가이루어지도록하는시스템과그방법에관한것이다. 대표도 - 도 1-1 -

2 특허청구의범위청구항 1 식사량의무게를포함한식이섭취정보를계측하여, 상기계측한정보를근거리통신수단을통해서인터넷으로송신하고, 인터넷으로부터송신된정보를수신하여계측조건을설정하는헬스케어매트 ; 상기헬스케어매트와정보를송수신하여식단을설정하고, 식사량에따른알람을발생하며, 칼로리를확인할수있도록하는헬스케어앱을구비한사용자단말 ; 및상기헬스케어매트, 헬스케어앱또는이들의조합을통해서각사용자의다이어트데이터를수집하거나, 또한이들에각음식물에대한칼로리정보를제공하는헬스케어서버 ; 를포함하며, 상기계측한식이섭취정보를자가수치화하고, 해당식품의영양정보및칼로리정보를데이터베이스화하여헬스케어를실시간으로언제어디서나수행할수있도록하는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어시스템. 청구항 2 청구항 1에있어서, 상기헬스케어매트의기능은, 자체에서디스플레이를구비하여설정되거나, 외부에서구동된헬스케어앱을통해서설정되거나, 또는이들의조합을통해서설정되며, 상기헬스케어매트의통신수단은, 블루투스, RFID, 지그비, 와이파이, 이더넷, 또는이들의조합을포함한통신수단중에서적어도하나이상을포함하고, 상기통신수단을통해서비콘신호를송수신함으로써, 상호정보를송수신하는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어시스템. 청구항 3 청구항 1에있어서, 상기헬스케어앱은, 헬스케어매트에직접설치되거나, 스마트폰, 노트북 PC, 태블릿 PC, 범용 PC, 또는노트패드를포함한유무선단말에설치되어사용되는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어시스템. 청구항 4 청구항 1에있어서, 상기헬스케어앱은, 상기헬스케어매트로부터음식물섭취에관한정보를수집하고, 상기헬스케어서버로부터음식물에대한칼로리정보를수집하여, 이들을상호결합함으로써, 사용자의음식물섭취에대한무게정보를토대로사용자의음식물섭취속도와섭취한음식물의칼로리를산출하여표시해주는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어시스템. 청구항 5 청구항 1에있어서, 상기헬스케어서버는, - 2 -

3 상기헬스케어매트나헬스케어앱을통해서수집된정보를데이터베이스에저장하고, 또한외부로부터음식물에대한칼로리정보를수집하여데이터베이스에저장하며, 상기헬스케어매트나헬스케어앱에서요청할경우, 해당음식물의칼로리정보를데이터베이스에서추출하여제공하는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어시스템. 청구항 6 헬스케어매트나헬스케어앱을통해서식단을설정하는단계 ; 헬스케어매트를통해서섭취한음식물의무게를포함한식이섭취정보를계측하는단계 ; 상기계측한정보가설정치이상이면헬스케어앱을통해서알람을송출하는단계 ; 및상기정보에따른칼로리를실시간으로확인하고소모한운동량에따른칼로리소모를확인하는단계 ; 를포함하며, 상기계측한식이섭취정보를자가수치화하고, 해당식품의영양정보및칼로리정보를데이터베이스화하여헬스케어를실시간으로언제어디서나수행할수있도록하는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어방법. 청구항 7 청구항 6에있어서, 상기헬스케어매트는, 음식물섭취목표치설정및통신연결단계 ; 음식물무게측정을통한기준값 ( 초기값 ) 설정단계 ; 음식물무게의변화측정을통한음식물섭취량측정단계 ; 음식물섭취량의목표치도달여부체크및식사속도추출단계 ; 및최종음식물무게를측정하여최종음식물섭취량을도출하는단계 ; 를포함하여음식물섭취량의측정을수행하는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어방법. 청구항 8 청구항 6에있어서, 상기헬스케어앱은, 헬스케어앱활성화및식단을선택하는단계 ; 음식물섭취량을측정하는단계 ; 음식물섭취량의목표치섭취칼로리체크및음식물섭취속도산출하여표시하는단계 ; 및최종음식물섭취에따른칼로리와연관된정보를표시사용자단말에표시하는단계 ; 를포함하여헬스케어를수행하는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어방법. 청구항 9 청구항 6에있어서, 헬스케어서버를통해상기섭취한음식물에대한정보를데이터베이스에저장하는단계 ; 및 SNS 서버를통해상기정보를공유하는단계 ; 를더포함하는것을특징으로하는사물인터넷기반의헬스케어방법. 명세서 기술분야 - 3 -

4 [0001] 본발명은사물인터넷 (IoT) 기반의헬스케어시스템및그방법에관한것으로서, 더욱상세하게는사물인터넷을이용하여실시간으로식사량의무게를측정하여칼로리나식이섭취를포함한헬스케어를수행함으로써, 음식물의섭취에대한실시간자가수치화를실현하고, 또한다양한식품의영양정보및칼로리정보에대한데이터베이스를통해언제어디서나헬스케어가이루어지도록하는시스템과그방법에관한것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] 배경기술최근사물인터넷 (Internet of Things, IoT) 기술을이용한서비스가확대되고있음에따라, 사물인터넷을통한서비스구현을좀더편리하게수행하고관리할수있는기술들이개발되고있다. 즉, 사물인터넷을통한정보전송, 메시지처리, 통신프로토콜등에대한기술의중요성부각되고있으며, 사물인터넷을통해데이터를조합하고송수신하기위한통신프로토콜에대한새로운표준화가진행되고있다. 일례로사물인터넷에관한기술로기기상태를전송하는 REST(Representational State Transfer), 열악한환경하에서대용량메시징통신프로토콜에관한 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport), 인스턴트메신저를위한 XMPP(eXtensible Messaging and Presence Protocol), 인터넷에서제한된성능을갖는디바이스들의통신을실현하기위한 CoAP(Constrained Environments Application Protocol) 기술등이있다. REST는사물인터넷을구성하는기기들의상태를전송한다는뜻을가지고있는데, 인터넷의정보를조직하고전송하는규칙의조합을의미한다. REST는리소스라는이름으로인터넷상의문서, 이미지, 서비스와같은정보를지칭하고클라이언트서버의네트워크환경에서리소스의 CRUD(Create, Read, Update, Delete) 처리를지원하는기술이다. MQTT 는제한된컴퓨팅성능과빈약한네트워크연결환경에서의동작을고려하여설계된대용량메시지전달프로토콜로서 IBM에의해개발되고 OASIS(Organization for the Advancement of Structured Information Standard s) 에의해사물인터넷표준프로토콜로서선정된기술이다. XMPP은인스턴트메신저를위한 IETF에서제정한국제표준프로토콜로서다수의클라이언트간에 Publish/Subscribe 구조를바탕으로확장성있는 XML 기반실시간메시지교환이가능한프로토콜이다. 현재 Google, MSN, Yahoo 메신저에서사용되고있다. CoAP는인터넷에서센서노드와같이제한된컴퓨팅성능을갖는디바이스들의통신을실현하기위해 IETF의 CoRE(Constrained RESTful Environments) 워킹그룹에서만들고있는응용계층표준프로토콜이다. 웹서비스를구현함에있어서제약이많은환경에서 TCP, HTTP와같은무거운통신프로토콜을사용할수없어웹서비스를할수있는가벼운프로토콜을목적으로설계된기술이다. 한편, U-헬스케어시장의확대에따른자가수치화 (quantified self) 시장의급속한성장이진행되고있으나, 음식물의섭취에대한실시간자가수치화는아직이루어지지않고있는실정이다. 또한최근개인생체데이터를실시간으로수집하여헬스케어에이용하는앱이증가하고있으며, 자가수치화트렌드는자가헬스케어를쉽게할수있는환경을조성하면서, 동시에시장활성화를촉진하고있다. 이러한사물인터넷을위한기술의개발과별도로다양한분야에서종래의인터넷통신기술과센서기술을이용하여사물인터넷서비스를구현한제품들이출시되고있으나, 대부분기술들이아직초기단계에머물러있는실정이다. 따라서사물인터넷기반기술을통한음식섭취량측정및휴대가간편한장치의필요성이절실한실정이다. 또한본발명과관련하여제시된종래기술로써, 한국공개특허공보제 호 ( ) 는웰니스테스크의생성, 디스플레이및추적에관한것으로, 특정한증상에대한의약품을복용하는것으로부터웰니스목표, 예컨대체중감량, 근육량증가, 건강한생활습관등까지특정건강또는웰니스목표를달성하기위해사용자가기록된패턴을검사하는것을돕는그래프및차트를생성하고제공할수도있으며, 기록된패턴에기초하여행동변경을요구하거나, 사용자에대한정보에기초하여사용자가따라할맞춤프로그램을생성하여제공할수있는시스템에관한것이다. 또다른선행기술문헌으로한국등록특허제 호 ( ) 는스마트레인지및이의조리방법에관한것으로, 서버로부터전송받은기본조리정보를이용하여사용자가설정한인원수에따른신규조리정보를자동생성하고이에따라스마트레인지가해당음식을자동조리함으로써인원수변경에따른재료의준비및조리시간, 조리방법을자동으로제어및제공하도록하는것에관한것이다. 한편, 한국공개특허공보제 호 ( ) 는균형잡힌적정식사량을유도하는식탁과식판및방법에관한것으로, 음식물이종류별로균형있게놓이도록만들어진식탁또는식판에음식물의무게를감지하는센서를설치하고, 음식물섭취량에따라식탁또는식판에놓인음식물의무게가감소하는것을무게감지센서가감지하여, 즉식탁또는식판의음식물무게감소량이사용자가먹은음식량이므로, 이를통해사용자가적 - 4 -

5 정량의음식을먹을수있도록유도하는것을특징으로한다. [0009] [0010] [0011] [0012] 상기선행기술문헌에서제시된기술들은사용자의건강을관리, 스마트한요리를제공하거나음식물의무게를측정하여적정량의음식을먹도록유도하는것일뿐, 본발명에서추구하는음식물섭취에대한실시간자가수치화를위한사물인터넷기기를바탕으로헬스케어를수행하도록하는기술에대해서는제시되거나공개된바가없다. 또한종래의사물인터넷을통한제품으로는, 강아지에대해서체온을측정할수있는온도계를장착하고특정온도가넘으면주인에게알려주는것이있으며, 외출이나여행이잦아고양이의끼니를잘챙겨주지못하는사람들을위해인터넷에연결된고양이급식기를통해서급식이가능하고웹캠을통해서감시를수행하는것이있다. 또한칫솔에인터넷접속기능이있어, 인터넷으로치위생데이터를전송하는기술이있으며, 식물을인터넷에연결하여이산화탄소의배출을줄이고자하는제품도출시된바있다. 이러한제품들은대부분인터넷을통한정보의송수신을통해서식물이나동물을대상으로편리한기능을수행하기위한것들이다. 최근들어이러한기술을사람에게적용하여고령화시대에대처할필요성이증가하고있으나, 대부분의기술들이실시간자가수치화를수행하도록구성되지않고있어, 그실용성이떨어지는것이문제이다. 따라서본발명은음식물섭취에대한실시간자가수치화를실현할수있는헬스케어매트를제공하여, 이를통해서수집된음식물섭취에대한정보를자동으로수집관리하는시스템을제공함으로써, 사용자가보다편리하게식이조절프로그램을실행할수있도록하는방법과시스템을제시하고자한다. 발명의내용 [0013] [0014] [0015] 해결하려는과제본발명은상기와같은문제점을해결하기위해창작된것으로, 사용자의식사량에대해실시간으로식사량의무게를측정하고, 측정된데이터를저전력의근거리통신수단을통해인터넷을경유하여단말이나서버에전송함으로써그변화량을산출할수있는헬스케어매트를제공하는것을목적으로한다. 또한본발명은측정된데이터를전송받아분석, 기록, 알림서비스를수행하고, 칼로리데이터베이스를통해가져온정보를바탕으로헬스케어서비스를제공하는헬스케어앱을제공하는것을목적으로한다. 또한본발명은각식사재료의칼로리정보와실측되는각사용자의식사량정보를토대로각사용자의식사량에따른칼로리관리서비스를제공하는헬스케어서버를제공하는것을목적으로한다. [0016] [0017] [0018] 과제의해결수단본발명의일실시예에따른사물인터넷기반의헬스케어시스템은, 식사량의무게를포함한식이섭취정보를계측하여, 상기계측된정보를근거리통신수단을통해서인터넷으로송신하고, 인터넷으로부터송신된정보를수신하여상기측정조건을설정하는헬스케어매트 ; 상기헬스케어매트와정보를송수신하여식단을설정하고, 식사량에따른알람을발생하며, 칼로리를확인할수있도록하는헬스케어앱을구비한사용자단말 ; 및상기헬스케어매트, 헬스케어앱또는이들의조합을통해서각사용자의다이어트데이터를수집하거나, 또한이들에각음식물에대한칼로리정보를제공하는헬스케어서버 ; 를포함하며, 상기계측된식이섭취정보를자가수치화하고, 해당식품의영양정보및칼로리정보를데이터베이스화하여, 헬스케어를실시간으로언제어디서나수행하는것을특징으로한다. 또한본발명의일실시예에따른사물인터넷기반의헬스케어시스템에서, 상기헬스케어매트의기능은, 자체에서디스플레이를구비하여설정되거나, 외부에서구동된헬스케어앱을통해서설정되거나, 또는이들의조합을통해서설정되며, 상기헬스케어매트의통신수단은, 블루투스, RFID, 지그비, 와이파이, 이더넷, 또는이들의조합을포함한통신수단중에서적어도하나이상을포함하고, 상기통신수단을통해서비콘신호를송수신함으로써, 상호정보를송수신하는것을특징으로한다. 또한본발명의일실시예에따른헬스케어시스템에서, 상기헬스케어앱은, 헬스케어매트에직접 - 5 -

6 설치되거나, 스마트폰, 노트북 PC, 태블릿 PC, 범용 PC, 또는노트패드를포함한유무선단말에설치되어사용 되는것을특징으로한다. [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] 또한본발명의일실시예에따른헬스케어시스템에서, 상기헬스케어앱은, 상기헬스케어매트로부터음식물섭취에관한정보를수집하고, 상기헬스케어서버로부터음식물에대한칼로리정보를수집하여, 이들을상호결합함으로써, 사용자의음식물섭취에대한무게정보를토대로사용자의음식물섭취속도와섭취한음식물의칼로리를산출하여표시해주는것을특징으로한다. 또한본발명의일실시예에따른헬스케어시스템에서, 상기헬스케어서버는, 상기헬스케어매트나헬스케어앱을통해서수집된정보를데이터베이스에저장하고, 또한외부로부터음식물에대한칼로리정보를수집하여데이터베이스에저장하며, 상기헬스케어매트나헬스케어앱에서요청할경우, 해당음식물의칼로리정보를데이터베이스에서추출하여제공하는것을특징으로한다. 아울러본발명의또다른일실시예에따른사물인터넷기반의헬스케어방법은, 헬스케어매트나헬스케어앱을통해서식단을설정하는단계 ; 헬스케어매트를통해서섭취한식사량의무게를포함한식이섭취정보를계측하는단계 ; 상기계측한정보가설정치이상이면헬스케어앱을통해서알람을송출하는단계 ; 및상기정보에따른칼로리를실시간으로확인하고소모한운동량에따른칼로리소모를확인하는단계 ; 를포함하며, 상기계측한정보를자가수치화하고, 해당식품의영양정보및칼로리정보를데이터베이스화하여헬스케어를실시간으로언제어디서나수행할수있는것을특징으로한다. 또한본발명의또다른일실시예에따른헬스케어방법에서, 상기헬스케어매트는, 음식물섭취목표치설정및통신연결단계 ; 음식물무게측정을통한기준값 ( 초기값 ) 설정단계 ; 음식물무게의변화측정을통한음식물섭취량측정단계 ; 음식물섭취량의목표치도달여부체크및식사속도추출단계 ; 및최종음식물무게를측정하여최종음식물섭취량을도출하는단계 ; 를포함하여음식물섭취량의측정을수행하는것을특징으로한다. 또한본발명의또다른일실시예에따른헬스케어방법에서, 상기헬스케어앱은, 헬스케어앱활성화및식단을선택하는단계 ; 음식물섭취량을측정하는단계 ; 음식물섭취량의목표치섭취칼로리체크및음식물섭취속도산출하여표시하는단계 ; 및최종음식물섭취에따른칼로리와연관된정보를표시사용자단말에표시하는단계 ; 를포함하여헬스케어를수행하는것을특징으로한다. 또한본발명의또다른일실시예에따른헬스케어방법은, 헬스케어서버를통해상기섭취한음식물에대한정보를데이터베이스에저장하는단계 ; 및 SNS 서버를통해상기정보를공유하는단계 ; 를더포함하는것을특징으로한다. [0025] 발명의효과본발명은사물인터넷기반의헬스케어시스템및그방법에관한것으로서, 사물인터넷을이용하여실시간으로식사량의무게를포함한식이섭취정보를계측하여헬스케어를수행함으로써, 음식물의식이섭취에대한실시간자가수치화를실현하고, 또한다양한식품의영양정보및칼로리정보에대한데이터베이스를통해실시간으로언제어디서나헬스케어가이루어지도록하는시스템과그방법에관한것이다. [0026] 도면의간단한설명 도 1 은본발명에따른실시간으로식사량의무게를포함한식이섭취정보의계측을통한헬스케어시스템의개 념도. 도 2는본발명의일실시예에따른사용자자신의생체데이터를기반으로대사량과섭취열량을산출하여목표치를보여주는개념도. 도 3은본발명의일실시예에따른음식물섭취에대한실시간자가수치화에대한절차를나타낸흐름도. 도 4는본발명에일실시예에따른헬스케어매트, 헬스케어앱및헬스케어서버의구성을보인블록도. 도 5 내지도 7은본발명의일실시예에따른헬스케어매트, 헬스케어앱및헬스케어서버의처리흐름을나타 - 6 -

7 낸흐름도. 도 8 은본발명의일실시예에따른헬스케어앱의주요기능을나타낸예시도. [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 첨부된도면을참조하여본발명에따른사물인터넷기반의헬스케어시스템및그방법의일실시예를설명한다. 도 1은본발명에따른실시간으로식사량의무게를포함한식이섭취정보의계측을통한헬스케어시스템의개념도이다. 도 1에도시된바와같이, 헬스케어매트 (100) 를이용하여식사량의무게를포함한식이섭취정보를계측하여스마트폰 (200) 으로전송하게되면, 스마트폰 (200) 은해당측정으로인한결과를확인할수있도록, 특정음식물의칼로리정보를포함한헬스케어에필요한정보를헬스케어서버 (300) 로부터제공받아사용자에게제공할수있다. 헬스케어매트 (100) 는다양한종류의음식물에대해서센서 ( 예 : 무게센서 )(110) 를통해필요한음식물정보와생체정보를측정하고, 해당측정치에대한정보를 MCU(120) 에서수집하고이를 BLE 전송 (130) 을통해블루투스비콘신호를스마트폰으로전송하게된다. 센서 (110) 는다양한음식물에대해서무게를측정할수있도록헬스케어매트상의특정위치에설치되어있을수있다. 간단하게는하나의음식물에대해서측정할수도있지만, 적어도하나이상의무게센서를설치하여해당무게에대한정보를취득할수있도록한다. 이러한무게정보취득을위한센서의설치는다양한변형이가능하므로, 본발명에서는일일이그구성을한정하지않지만, 다양한형태와위치에무게를측정하기위한센서를설치할수있고, 또한무게를측정하는센서의종류에있어서도압력계등과같이무게를측정할수있는수단이되는센서이면족하다. 상기센서 (110) 에는식사량의무게를측정하는센서이외에도혈압, 혈당수치, 체중, 맥박등을측정하는측정장치를구비할수있다. 이러한측정기는헬스케어매트에내장되어있거나외장형측정기로부터블루투스, USB, NFC, RFID, 또는지그비와같은근거리통신수단을통해서입력받을수도있다. 한편, 본발명에따른헬스케어매트는 PHR(Personal Health Record) 과의인터페이스를마련하여, 개인의의료기록을헬스케어앱이나헬스케어서버로전송하여, 상기의료기록을참고한헬스케어가가능하도록하는것이가능하다. 이러한개인의료정보의송수신을통해서의료기관과접속이가능하게되고, 본발명에따른헬스케어매트, 헬스케어앱, 또는헬스케어서버는환자와의사간의원격진료를위한인터페이스역할을수행할수있다. 구체적으로는, 헬스케어매트를통해서개인의의료정보와건강상태를체크하여의료기관에전송할수있으며, 또한헬스케어앱을통해서환자의얼굴이나치료받을부분에대한영상을촬영하여송신하면, 의사는이를바탕으로진찰하고, 처방할수있다. 또한의료기관에서수신한 MRI, CT 등의영상을환자가의료기관에전송하거나, 의료기관에저장되어있는영상을열람할수있도록함으로써, 환자와의사가마치한자리에마주앉아진료를하는것과같은효과를얻을수있다. 또한 MCU(120) 는무게센서에서측정된무게정보를수집하는역할을수행하기도하지만, 음식물의위치와종류에대한설정을사용자가간단한디스플레이화면 (140) 을통해서수행할수있도록할수있다. 즉, 사용자는음식물의종류와해당음식물이놓일장소를디스플레이화면을통해서설정할수있다. 아울러 MCU(120) 는식사량의무게정보를수집하는것이외에도혈압, 혈당수치, 체중, 맥박등에대한측정값을수집하는역할도수행하며, PHR을통한의료기록을수집하여 BLE 통신을통해헬스케어앱이나헬스케어서버로전송하는역할을수행한다. 물론헬스케어매트의음식물무게측정을위한설정은헬스케어매트의설정치는스마트폰을통해서변경하거나새로이설정할수도있다. 헬스케어매트에서설정치를설정하거나변경할수도있고, 스마트폰에서헬스케어매트의설정치를설정하거나변경하는것도가능하다. 따라서상기설정을위한수단은헬스케어매트에구비되거나스마트폰을통한설정이가능하도록구비할수있다. 아울러상기설정은간단한설정은헬스케어매트에구비하도록하고, 좀더복잡한설정은스마트폰에서수행하도록구성할수도있다. 따라서상기설정을위한수단은헬스케어매트나스마트폰중어느하나의위치에구비할수있다. 따라서본발명에서는이들의설정을 - 7 -

8 위한수단을구비하는것을사용자의요구에따라다양하게변형하여적용할수있도록하는것이바람직하다. 또한경우에따라서는설정을위한수단이필요치않을수도있기때문이다. [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] 상기설정이필요한정보에대해서도헬스케어매트상의음식물의위치나종류를포함해서, 헬스케어매트를사용하는데필요한사용자정보 (ID, 이름, 나이, 성별, 몸무게, 등 ), 통신을위한정보 ( 접속포트, 통신수단, 패스워드, 등 ) 를포함하여다양한설정정보가필요할수있다. BLE 전송 (130) 은비콘 (beacon) 을송수신하여근거리통신을수행하는것으로, 헬스케어매트와스마트폰사이의통신을위한수단이다. 헬스케어매트는음식물의무게정보를포함한식이섭취정보를주기적으로전송하여스마트폰에서음식물의섭취속도와섭취량을산출하도록하고, 스마트폰은헬스케어매트를사용하는데필요한정보를설정하거나, 특정정보를요청하는비콘신호를전송할수있다. 여기서헬스케어매트는비록사용자가스마트폰을소지하고있지않더라도, 블루투스인터페이스를갖춘게이트웨이를통해서인터넷에접속하여헬스케어서버 (300) 와통신할수있도록구성하는것도가능하다. 이경우에는스마트폰이구비되지않더라도, 예컨대식당에미리설치된헬스케어매트를구비한식탁을통해서헬스케어서버 (300) 과접속하여 ( 예 : 로그인 ) 자신이필요한음식물정보를포함한식이섭취정보를전송하는것이가능하고, 실시간으로자신의칼로리정보를헬스케어매트의디스플레이상에표시하여실시간으로자신의식사량과섭취한음식물의칼로리량을체크할수있다. 여기서근거리통신을위한수단은근거리통신에국한되는것이아니라필요에따라중거리나장거리유무선통신수단을포괄적으로활용하는것이가능하다. 즉, 통신수단은블루투스, RFID, 지그비, 와이파이, 4G, 이더넷등통신수단의종류에제한을받지않는다. 헬스케어매트 (100) 는그설치되는장소와인프라에따라서, MCU(120) 에는별도의 OS가설치되어사용자에게앱을구동할수있도록하고, 이를통해서보다다양한다이어트서비스를제공할수있도록할수도있다. 물론스마트폰 (200) 에는헬스케어서버 (300) 에서다운로드받은헬스케어앱이설치되고, 이를통해서주변의헬스케어매트를스캔하여자신이사용하는스마트매트와연결이되도록할수있다. 또한실시간으로스마트매트에서전송되어오는정보를수집하여헬스케어서버 (300) 로제공받은음식물의칼로리정보와조합하여사용자의칼로리관리를가능하도록한다. 즉, 데이터베이스에저장된다양한식품의영양정보및칼로리정보를서버를통해서제공받아헬스케어가이루어진다. 또한상기스마트폰은별도의서버와접속할필요없이, 바로헬스케어앱을통해서자신의헬스케어가수행되도록할수있다. 이경우에는식품의영양정보및칼로리정보를스마트폰에미리저장하고있다가이를이용하여헬스케어를수행할수도있다. 그러나헬스케어서버 (300) 와연결하여 SNS와연계된다양한형태의식이조절빅데이터시스템을통해보다효율적으로식단을관리하고, 헬스케어를수행하는것이바람직하다. 즉, SNS와연계하면기본적인영양정보나칼로리정보이외에다른사용자들로부터 SNS를통해서얻을수있는다양한경험정보를활용하는것이가능하다. 즉, 기본정보에는포함되지않는음식물정보와칼로리정보를얻을수있고, 또한특정음식물에대한부가적인부작용이나연관되는음식물과의작용관계를통해각개인에게미칠수있는영향을고려하여식이조절을할수있기때문이다. 이러한정보는한시점에서모든정보가완성되는것이아니라시간의흐름에따라연속적으로새로운정보로진화해가므로, 사용자는항상새로운음식물과칼로리정보를획득하여자신의헬스케어에활용하여야하기때문이다. 헬스케어서버 (300) 는사용자에게다양한음식물정보와해당음식물의칼로리정보를기본적으로제공하지만, 이외에도음식물들간의상호작용에대한정보를포함하여사용자의연령과성별및지병의유무에따라해당음식물이미칠수있는전문가의임상자료도포함할수있기때문에, 다이어트를위한특화된시스템을서버에구현한것이다. 그밖에도, 헬스케어서버는자신이보유하고있는정보를타 SNS 서버 (400) 와접속하여상호교류할수있다. 또한, 헬스케어매트는음식물무게센서의위치에따른음식물의종류를설정할수있으며, 상기음식물의종류나위치에따라식단을꾸밀수있고, 이러한사항은복잡하므로음식물위치를자동으로기억하거나추적할수있다. 이를통해서사용자에게맞춤형식단을제시하고그섭취결과를기록함으로써, 음식물섭취에대한자가수치화를실현할수있다. 본발명에따르면근거리통신수단을사용하여로컬센서노드와통신함으로써, 원격지에서보다편리하게헬스 - 8 -

9 케어서비스를받을수있다. 이를위해서헬스케어매트위에올려놓은식사량의무게를측정해서실시간으로스마트폰으로전송해주는게가능하다. 예를들어헬스케어매트에서는음식물의무게변화를 1초단위로측정하고측정된누적데이터를 5초에한번씩스마트폰에서요청하면보내줄수도있다. 그리고스마트폰에누적된데이터는식사가끝나면헬스케어서버로정보가업로드되어원격지에서모니터링가능할수있다. [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] 도 2는본발명의일실시예에따른사용자자신의생체데이터를기반으로대사량과섭취열량을산출하여목표치를보여주는개념도이다. 도 2에도시된바와같이, 사용자는자신의생체데이터를수집하여스마트폰에기록하고, 이를기반으로다양한음식물을섭취하였을경우칼로리맵을제공할수있다. 즉, 사용자의생체데이터를기반으로음식물섭취량을측정하여 1일기초대사량과평균섭취열량 ( 칼로리 ) 을산출하여건강한식이요법을위한섭취열량의목표치를보여준다. 섭취하는음식의종류를선택하면데이터베이스를통해서해당음식물의그램 (g) 당칼로리에대한데이터를불러올수있으며, 이를통해서실시간으로특정사용자의칼로리맵을제공한다. 사용자는칼로리목표치를세팅할수있으며, 이에따른칼로리권장목표치에도달하기전사용자에게알람을주어섭취량을조절할수있게한다. 식사량은식사를함에따라음식물의무게가감소하는량을측정하여이에따른섭취속도를알려준다. 또한자이로센서, 만보기, 진동센서, 또는이들의조합을통해서사용자의활동량을측정하고, 사용자가일이나운동을통해소모한칼로리를안내한다. 도 3은본발명의일실시예에따른음식물섭취에대한실시간자가수치화에대한절차를나타낸흐름도이다. 음식물섭취에대한실시간자가수치화를사물인터넷기기를통해서수행하고자한다. 종래의피트니스밴드제품의자가수치화기능중음식물섭취에대한정보를자가수치화하는기능은수기로정보를입력하도록되어있다. 따라서피트니스나헬스케어분야에서탄수화물섭취관리는매우중요하나자가수치화가되지않고있다. 본발명에서는헬스케어매트를이용하여실시간자가수치화를수행하고자하며, 그절차로서먼저사용자는스마트폰의헬스케어앱을통해서식단을설정한다 (S110). 다음으로다이어트메트를통해서사용자의식사량을측정한다 (S120). 헬스케어매트의플레이트에올라가는다양한음식물에대해실시간으로칼로리를측정하는것이가능하다. 이를통해측정한식사량이설정치이상이면사용자에게알람을송출한다 (S130). 또한무게보정기능을통해정확한데이터의측정이가능한데, 이를위해서식사방법이나환경에따른무게의변동을보정하는알고리즘을사용할수있다. 즉, 상기알고리즘은식사속도, 음식물의종류, 식사중에새로운음식물이추가되는경우를고려하여그때마다음식물과칼로리의매칭을수행하여칼로리를산출해내는것을말한다. 또한헬스케어매트는접이형으로구성하도록하여간편한휴대가가능하고, 이동성을확보할수있어언제어디서든사용이가능하도록한다. 아울러원격모니터링을통해내가섭취하는식사량을확인할수있으므로식이조절프로그램에효율적으로이용할수있다. 따라서실시간으로섭취한음식물에따른칼로리를확인하고소모한운동량에따른칼로리의소모를확인한다 (S140). 이렇게산출되거나수집된칼로리정보는헬스케어서버를통해상기수집혹은산출된정보 ( 데이터 ) 를데이터베이스에저장하고헬스케어매니저에상기정보를제공한다 (S150). 그리고상기데이터는소셜기능을이용하여 SNS 서버를통해공유할수있다 (S160). 지금까지수행한절차에따라헬스케어매트를통해수집된정보는스마트폰의헬스케어앱을통하거나혹은직접적으로헬스케어서버를통해서데이터베이스에저장될수있다. 이러한과정은사물인터넷기술을사용하여음식물섭취에따른칼로리정보를실시간으로자가수치화할수있는것이며, 자가수치화된정보는사용자개인의헬스케어, 다이어트, 혹은피트니스등의목적으로활용될수있다. 지금까지설명하였듯이본발명에따른사물인터넷기반의헬스케어시스템은헬스케어매트 (100), 헬스케어앱 (200), 및헬스케어서버 (300) 으로구성되며, 헬스케어매트만구비하여도일정부분의다이어트기능을제공할수있으나, 헬스케어앱과헬스케어서버를구비할수록더욱더정교하고세련된헬스케어기능을제공할수있음을알수있다. 도 4는본발명에일실시예에따른헬스케어매트, 헬스케어앱및헬스케어서버의구성을보인블록도이다. 먼저헬스케어매트는이전에서설명하였듯이센서모듈, 통신인터페이스, 무게변화측정부, PHR 인터페이스또는이들의조합을포함하여구성되고, 이들의제어를총괄적으로수행할펌웨어가더포합될수있다. 펌웨어는일종의제어기능을담당하는것으로헬스케어매트의전체하드웨어를소프트웨어와결합하여원활하게동작하도록프로그램된것이므로, 사용자가각헬스케어매트의펌웨어를갱신하면서사용할수있다. 상기센서모듈은식사량의무게정보를포함한식이섭취정보를수집하는전자저울이외에도혈압, 혈당수치, 체중, 맥박등을 - 9 -

10 각각측정하는측정기가더구비될수도있다. [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] 다음으로헬스케어앱 (200) 은통신기능을통해서송수신된정보를이용하여어플리케이션프로그램 ( 앱 ) 에서이데이터를받아서원하는칼로리관리및헬스케어기능을수행할수있는것이다. 여기서 WiFi( 와이파이 ) 나 4G 등의통신수단은단말인스마트폰의네트워크연결조건에따라가장효율적인데이터송수신조건을선택하여, 예컨대헬스케어매트와는블루투스를통해서접속하고, 헬스케어서버와는와이파이나 4G와같은통신수단으로접속할수있다. 또한스마트폰에서실행되는헬스케어앱은헬스케어매트에서측정된음식물의무게에대한변화를헬스케어서버로부터추출한음식물에따른칼로리정보와매칭하여사용자가섭취한음식물의양을칼로리로환산하거나사용자가설정한칼로리에대한설정치와비교하여알람을발생하는등의역할을수행한다. 헬스케어서버 (300) 는헬스케어앱을통해서혹은다어어트매트를통해서수집된각사용자의음식물섭취정보와섭취한음식물정보를토대로각사용자마다몸무게, 섭취한음식물의칼로리정보를포함한사용자데이터를저장및관리한다. 각사용자는고유의식별정보를를가지며, 헬스케어매트의경우에도고유의식별정보를가진다. 또한상기헬스케어서버는소셜서비스를통해서자신이보유하고있는정보를다른 SNS 서버와공유하기도하지만, 외부 SNS 서버로부터음식물정보를수집하기도한다. 이렇게수집된정보는데이터베이스에저장하여빅데이터로활용되는로우데이터가되고, 이를가공하여사용자에게원하는정보를제공할수있다. 도 5 내지도 7은본발명의일실시예에따른헬스케어매트, 헬스케어앱및헬스케어서버의처리흐름을나타낸흐름도이다. 도 5 내지도 7에도시된바와같이, 헬스케어매트에서는통신연결이나음식물의무게를측정하거나측정하기위한위치와같이필요한정보를설정할수있도록한다 (S210). 다음으로상기설정치에따라최초무게를먼저측정하게된다 (S220). 이렇게하면최초무게가측정되고, 이를기준값설정데이터라고보면된다. 다음으로무게를연속적으로측정하게되고, 이를통해서목표치도달여부를검토하고이로부터식사속도에대해서도그데이터를산출하게된다 (S230). 이와같이음식물무게변화및음식물의변화속도를통해최종적으로근거리통신수단을통해서전송할데이터를도출하여스마트앱이나스마트서버로전송하게된다. 스마트앱에서는먼저앱을활성화하고사용자가원하거나시스템에서추천한식단을선택하게된다 (S310). 선택된식단에따라식사량이측정된다 (S320). 다음으로설정된목표칼로리와섭취한칼로리를실시간으로체크하고음식물의섭취속도를산출하여화면에표시해준다 (S330). 또한단말의화면에는스마트앱을통해서산?? 나최종결과및연관데이터를표시한다 (S340). 헬스케어서버 (300) 의경우, 먼저헬스케어앱이나헬스케어매트에접속한다 (S410). 접속한후에는상기헬스케어매트나헬스케어앱이접속하기시작했다는정보를로그에남긴다. 즉로그인정보를기록하게된다. 이와더불어식사가시작되었다는정보를기록하게된다 (S420). 다음으로식사종료시식사과정의데이터를취합하여기록하게된다 (S430). 즉, 식사과정에서어떤음식물의무게가얼마나빨리줄어드는지모든정보를취합하여기록한다. 다음으로헬스케어서버는헬스나헬스케어에대한관리정보를제공하고또한 SNS를통해서공유한다 (S440). 본발명에서는헬스케어매트와관련하여무게를특정할수있는그릇받침형태로구성하는것이가능하다. 또한무게를측정할수있는그릇받침은무게센서와상기무게센서에서취득한데이터를전송할수있는저전력블루투스모듈을포함한다양한통신모듈을구비한다. 또한상기헬스케어매트는그케이스를실리콘재질의받침으로 x 자형의접이식으로구성하여휴대성을높이는것이바람직하다. 또한본발명에따른헬스케어매트는다른건강계측용기기와호환이되도록블루투스로 API(Application Program Interface) 를통해연결된다. 예를들면, 종래의건강관련기기회사 ( 예 : Fitbit) 와제휴를통해해당회사의앱에서본발명에따른헬스케어매트를사용할수있도록한다. 또한무게데이터의보정을위해서그릇을누르거나들었다내려놓는다든지아니면그릇에새로운음식물을추가한다든지여러가능성이존재하므로, 이를위한규칙적인패턴을추출하여해당행위에대한인식을수행한다. 즉, 헬스케어매트에그릇이놓인장소가지나치게무게가상승하여도저히음식물의무게로인정하기어려운경우이거나, 음식물이줄어드는것이아니라오히려늘어나는것으로판명될경우, 음식물이그릇을포함하여완전히그무게가제로로되는경우에대해서는그이전에감지하였던무게정보를복구하여다음부터는신뢰할수없는정보로취급하여칼로리계산을하지않는다. 즉, 무게가최초무게보다더무거워졌을경

11 우, 무게데이터가하향곡선으로이루어져야하는데이전에측정한무게보다올라갔을때, 무게가 0 이되었을 경우, 또는뷔페, 초밥등특수한경우에헬스케어앱에서모드선택을통해지속적으로해당무게데이터를측 정할수있다. [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] 근거리통신은저전력블루투스 (BLE, 블루투스 4.0) 을이용하여전력소모량을낮출수있으나, 이러한통신방식은날로새롭게개선되고있으므로, 본발명에서제시하는헬스케어매트가특정근거리통신수단만을구비하는것이아니라다양한종류의효율적인통신방식을수용할수있도록설계되는것이바람직하다. 본발명에따른헬스케어매트에서필요로하는전원은 3V 리튬전지 ( 동전형 ) 를사용할수있으며, 전지에대한교환신호를디스플레이를통해서송출할수있다. 예를들어, BLE와 MCU의경우 3V로구동이가능하지만, 무게센서의경우새로운전원을설계하여사용하는것도가능하다. 무게센싱방식으로는로드셀, 커패시터, FSR, 기타압력센서중효율적인방법을채택하여사용할수있다. 도 8은본발명의일실시예에따른헬스케어앱의주요기능을나타낸예시도이다. 먼저헬스케어앱은사용자에대한기본정보와목표치를설정할수있도록인터페이스를제공한다. 즉, 다이어트를위한프로그램강도를지정할수있으며, 예컨대체중을 94Kg에서 74Kg으로감량하고자할경우이에대한프로그램을설정하게된다. 다음으로무게측정디바이스인헬스케어매트로부터전송받은데이터를취득하여칼로리정보를전환하여스마트폰에디스플레이한다. 스마트폰앱의주요기능으로는측정된데이터를전송받아분석, 기록, 알림서비스를제공하는것을포함한다. 또한스마트폰에저장된전화번호상의친구또는소셜네트워크상의친구와공유할수있는 SNS 기능을포함한다. 또한칼로리데이터베이스를통해음식물과관련한칼로리정보를가져와서, 기본정보와헬스케어매트를통해수집된정보를바탕으로헬스케어를수행한다. 즉, 입력되는측정데이터를바탕으로식사속도를체크하고, 자이로, 만보기등과같은다른앱과의연동을통해서사용자의칼로리소모를측정하고, 이를반영하여헬스케어를총괄적으로수행한다. 따라서본발명은사용자의식사량에대해서실시간으로무게를측정하여칼로리를관리하도록, 헬스케어매트, 헬스케어앱및헬스케어서버를제공하여, 실제사용자가식사하는양을실시간으로수치화하여해당식사에대한영양정보및칼로리정보에대해데이터베이스를구축하여수집하고, 수집된정보를이용하여헬스케어가이루어지도록, SNS와연계된식이조절빅데이터시스템을통해효율적인식단을제공하는방법과그장치를제공한다. 이상으로본발명은도면에도시된실시예를참고로하여설명되었으나, 이는예시적인것이불과하며, 당해기술이속하는분야에서통상의지식을가진자라면이로부터다양한변형및균등한타실시예가가능하다는점을이해할것이다. 따라서본발명의기술적보호범위는아래의특허청구범위에의해서정하여져야할것이다. [0073] 부호의설명 100: 헬스케어매트 110: 무게센서 120: MCU 130: BLE 통신 140: 디스플레이 150: PHR 인터페이스 200: 헬스케어앱 ( 사용자단말 ) 400: SNS 서버 300: 헬스케어서버

12 공개특허 도면 도면1 도면2-12 -

13 공개특허 도면3 도면4-13 -

14 공개특허 도면5 도면6-14 -

15 공개특허 도면7 도면8-15 -

이도경, 최덕재 Dokyeong Lee, Deokjai Choi 1. 서론

이도경, 최덕재 Dokyeong Lee, Deokjai Choi 1. 서론 2. 관련연구 2.1 MQTT 프로토콜 Fig. 1. Topic-based Publish/Subscribe Communication Model. Table 1. Delivery and Guarantee by MQTT QoS Level 2.1 MQTT-SN 프로토콜 Fig. 2. MQTT-SN