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KR20210023599A - Smart Matteress - Google Patents

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KR20210023599A
KR20210023599A KR1020190104024A KR20190104024A KR20210023599A KR 20210023599 A KR20210023599 A KR 20210023599A KR 1020190104024 A KR1020190104024 A KR 1020190104024A KR 20190104024 A KR20190104024 A KR 20190104024A KR 20210023599 A KR20210023599 A KR 20210023599A
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오당찬
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오당찬
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Abstract

The present invention comprises: a mattress supporting a body of a user (a sleeper); a cover stacked on the mattress; and a sensor unit provided between the mattress and the cover. Provided are a smart mattress and a smart mattress system, wherein the sensor unit is operated to measure a sleeping state while tracking a motion and a bio-signal of the user when the user is lying on the cover. Therefore, the present invention improves a sleeping habit of the user by tracking the sleeping state of the user.

Description

스마트 매트리스{Smart Matteress}Smart Matteress

본 발명은 스마트 매트리스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 매트리스 사용자의 수면 상태를 측정 및 관리하는 스마트 매트리스 및 스마트 매트리스 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart mattress, and more particularly, to a smart mattress and a smart mattress system for measuring and managing the sleeping state of the mattress user.

일반적으로, 매트리스는 침대틀상에 탑재되어 쿠션력 및 완충력을 제공하는 수단으로서 사용자의 수면을 도와준다. 이러한 매트리스는 스프링 조립체의 상면과 하면에 각각 적층되는 쿠션부재를 이용하여 쿠션력 및 완충력을 제공하는 취침기구로서, 이 매트리스는 상기 스프링 조립체에 몰딩폼을 밀봉 또는 탑재한 상태에서 그 상면에 쿠션부재를 개재하고 커버를 재봉하여 구성한다In general, a mattress is mounted on a bed frame to help the user sleep as a means of providing cushioning and cushioning power. Such a mattress is a sleeping device that provides cushioning force and cushioning force using cushion members stacked on the upper and lower surfaces of the spring assembly, and the mattress is a cushion member on the upper surface of the spring assembly in a state where the molding foam is sealed or mounted. It is composed by sewing the cover through the

한편, 사용자의 수면 상태를 측정하기 위해 매트리스에 사용자가 안착하고, 뇌파, 심전도 등을 측정하기 위해서 신체에 일부 장비들을 부착하여 측정하거나, 손목시계형 팔찌나 팬던트 등의 장치를 통해 사용자의 수면 상태를 모니터링하였다. 신체에 부착된 장치를 통해 혈압, 맥박, 체온 등의 생체정보가 측정되고, 측정된 생체정보가 기준치를 벗어나는지 등의 여부를 모니터링하여 수면 상태를 측정할 수 있었다. On the other hand, the user is seated on a mattress to measure the user's sleep state, and some equipment is attached to the body to measure EEG, ECG, etc., or the user's sleep state through a device such as a wristwatch bracelet or pendant. Was monitored. Biometric information such as blood pressure, pulse, and body temperature is measured through a device attached to the body, and sleep state can be measured by monitoring whether the measured biometric information deviates from a reference value.

그러나 기존의 수면 측정 장치 사용자들은 센서가 무겁고, 몸에 부착할 경우 수면이 불편하다는 이유 등으로 수면 측정 장치를 거부하여 측정이 어려운 문제가 있다.However, users of the existing sleep measuring device have a problem in that it is difficult to measure because the sensor is heavy and the sleep measuring device is uncomfortable when attached to the body.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수면중인 사용자의 움직임 및 생체 신호를 측정하고, 측정된 사용자의 움직임 및 생체 신호를 분석하여 사용자의 수면 상태를 검출하며, 사용자의 수면상태를 수집 및 분석하여 얻은 사용자의 수면 패턴을 하나의 건강 관리 서비스로서 사용자의 휴대기기를 통해 출력할 수 있는 스마트 매트리스를 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is a user obtained by measuring the user's movement and bio-signal while sleeping, and by analyzing the measured user's movement and bio-signal to detect the user's sleep state, and collecting and analyzing the user's sleep state. It is to provide a smart mattress that can output the sleep pattern of the user through a user's mobile device as a health care service.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자(수면자)의 신체를 받쳐주는 매트리스; 상기 매트리스에 적층되는 커버; 및 상기 매트리스와 상기 커버 사이에 마련된 센서부;를 포함하여, 사용자가 상기 커버에 안착하면, 상기 센서부가 작동하여, 사용자의 움직임 및 생체 신호을 추적하면서 수면 상태를 측정할 수 있는 스마트 매트리스를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a mattress that supports the body of the user (sleeper); A cover laminated on the mattress; And a sensor unit provided between the mattress and the cover; including, when a user is seated on the cover, the sensor unit operates to provide a smart mattress capable of measuring a sleep state while tracking the user's movement and biometric signals. .

또한, 상기 센서부는, 사용자가 상기 커버에 압력을 가하면, 상기 커버로부터 가해지는 압력을 측정하는 압력센서를 포함하는 스마트 매트리스를 제공한다.In addition, the sensor unit provides a smart mattress including a pressure sensor that measures the pressure applied from the cover when a user applies pressure to the cover.

또한, 상기 압력센서는, 터치센서와, 피에조 센서, FSR 필름 센서 중 적어도 어느 하나 이상으로 구비된 스마트 매트리스를 제공한다.In addition, the pressure sensor provides a smart mattress provided with at least one of a touch sensor, a piezo sensor, and an FSR film sensor.

또한, 상기 센서부는, 사용자의 심박수 및/또는 맥박수를 측정하는 심박센서와, 사용자로부터 발생하는 소리와 호흡량 중 적어도 하나를 측정하는 소음측정 센서와, 상기 커버의 주변 온도 및 습도를 측정하는 대기감지센서를 구비하는 스마트 매트리스를 제공한다.In addition, the sensor unit includes a heart rate sensor that measures a user's heart rate and/or pulse rate, a noise measurement sensor that measures at least one of a sound and a respiration volume generated from the user, and an air sensor that measures the ambient temperature and humidity of the cover. It provides a smart mattress equipped with a sensor.

본 발명은 또한, 상기 스마트 매트리스, 상기 스마트 매트리스와 유무선 통신하는 수면 트래킹 서버 또는/및 사용자 단말기를 포함하는 스마트 매트리스 시스템으로서, 상기 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기는, 상기 센서부가 작동하여 감지된 사용자의 움직임 및 생체 신호을 바탕으로 사용자의 수면을 추적하여 렘(REM) 수면 또는 논렘(NREM) 수면 상태인지를 판단하는 수면 판단부를 포함하는 스마트 매트리스 시스템을 제공한다.The present invention also provides a smart mattress system including the smart mattress, a sleep tracking server in wired/wireless communication with the smart mattress, and/and a user terminal, wherein the sleep tracking server or user terminal is operated by the sensor unit to detect a user's It provides a smart mattress system including a sleep determination unit that tracks a user's sleep based on motion and biometric signals to determine whether it is in a REM sleep or a NREM sleep state.

또한, 상기 수면 판단부는 상기 논렘 수면 상태를 4단계로 구분하여 판단하는 스마트 매트리스 시스템을 제공한다.In addition, the sleep determination unit provides a smart mattress system that divides and determines the non-REM sleep state into four stages.

또한, 상기 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기는 스마트 매트리스가 받는 압력에 따라 체압 분산 및 분포된 상태를 3차원 그래프로 시각화하거나 다양한 색이나 명암으로 구분되는 색분포로 시각화하여 디스플레이하는 출력부를 더 포함하는 스마트 매트리스 시스템을 제공한다.In addition, the sleep tracking server or the user terminal further comprises an output unit for visualizing the distribution and distribution of body pressure in a three-dimensional graph according to the pressure received by the smart mattress, or visualizing and displaying a color distribution divided into various colors or shades. Provides a mattress system.

또한, 상기 출력부는 시간 경과에 따른 체압 분산 및 분포 변화를 디스플레이하는 스마트 매트리스 시스템을 제공한다.In addition, the output unit provides a smart mattress system that displays body pressure distribution and distribution changes over time.

본 발명의 스마트 매트리스에 따르면, 사용자의 수면 상태를 추적하여 사용자의 수면 습관을 개선하는 효과가 있다.According to the smart mattress of the present invention, there is an effect of improving the user's sleeping habits by tracking the user's sleeping state.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 첨구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the appended scope.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 매트리스를 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 매트리스 시스템 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 매트리스를 나타내는 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 매트리스를 나타내는 순서도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래프를 나타내는 도이다.
1 is a side view showing a smart mattress according to an embodiment of the present invention,
2 is a configuration diagram of a smart mattress system according to an embodiment of the present invention,
3 is a block diagram showing a smart mattress according to an embodiment of the present invention,
4 is a flow chart showing a smart mattress according to an embodiment of the present invention,
5A and 5B are diagrams showing graphs according to an embodiment of the present invention.

이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Before describing the present invention in detail below, it is understood that the terms used in the present specification are for describing specific embodiments and are not intended to limit the scope of the present invention, which is limited only by the scope of the appended claims. shall. All technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art unless otherwise stated.

본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.Throughout this specification and claims, unless otherwise stated, the term "comprise, comprises, comprising" means to include the recited object, step or group of objects, and steps, and any other object It is not used in the sense of excluding a step, a group of objects, or a group of steps.

한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.On the other hand, various embodiments of the present invention may be combined with any other embodiments unless clearly indicated to the contrary. Any feature indicated to be particularly desirable or advantageous may be combined with any other feature and features indicated to be desirable or advantageous. Hereinafter, embodiments of the present invention and effects thereof will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 매트리스를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시마트 매트리스 시스템에 관한 도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 매트리스를 나타내는 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 매트리스를 나타내는 순서도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래프를 나타내는 도이다.1 is a side view showing a smart mattress according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram of a sea-mart mattress system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a smart mattress according to an embodiment of the present invention It is a block diagram showing a mattress, Figure 4 is a flow chart showing a smart mattress according to an embodiment of the present invention, Figures 5a and 5b are diagrams showing a graph according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 스마트 매트리스에 대하여 일 실시예를 설명하면, 스마트 매트리스 시스템은 스마트 매트리스(1), 상기 스마트 매트리스와 유무선 통신하는 수면 트래킹 서버(200) 또는/및 사용자 단말기(300)를 포함하는 스마트 매트리스 시스템일 수 있다. 사용자 단말기는 수면 트래킹 서버와 유무선 통신할 수 있으며, 스마트 매트리스(1)와 직접 유무선 통신할 수도 있다. 유무선 통신 방법은 제한되지 않으며, 상용화된 방법을 이용할 수 있다.When an embodiment of the smart mattress of the present invention is described with reference to FIGS. 1 to 4, the smart mattress system includes a smart mattress 1, a sleep tracking server 200 in wired/wireless communication with the smart mattress, or/and a user terminal. It may be a smart mattress system including 300. The user terminal may perform wired or wireless communication with the sleep tracking server, and may directly communicate with the smart mattress 1 wired or wirelessly. The wired/wireless communication method is not limited, and a commercially available method can be used.

상기 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기는, 상기 센서부가 작동하여 감지된 사용자의 움직임 및 생체 신호을 바탕으로 사용자의 수면을 추적하여 렘(REM) 수면 또는 논렘(NREM) 수면 상태인지를 판단하는 수면 판단부를 포함한다. The sleep tracking server or user terminal includes a sleep determination unit that determines whether the user is in a REM sleep or a NREM sleep state by tracking the user's sleep based on the user's motion and biometric signals detected by the operation of the sensor unit. do.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 매트리스를 설명한다. 스마트 매트리스는 사용자(수면자)의 신체를 받쳐주는 매트리스(10)와, 매트리스(10)에 적층되는 커버(30)와, 매트리스(10)와 커버(30) 사이에 마련된 센서부(20)를 포함한다. 사용자가 커버(30)에 안착하면, 커버(30)를 통하여 압력이 전달되어 센서부(20)가 작동하고, 사용자의 움직임 및 생체 신호를 추적(트래킹;Tracking)하면서 수면 상태를 측정할 수 있게 된다. First, a smart mattress according to an embodiment of the present invention will be described. The smart mattress includes a mattress 10 that supports the body of a user (sleeper), a cover 30 stacked on the mattress 10, and a sensor unit 20 provided between the mattress 10 and the cover 30. Includes. When the user is seated on the cover 30, the pressure is transmitted through the cover 30 so that the sensor unit 20 operates, and the user's movement and bio-signals are tracked (tracking) so that the sleep state can be measured. do.

매트리스(10)는 사용자의 인체가 직접 접촉하는(별도의 시트가 더 적층될 수도 있음) 커버(30)가 적층되고, 커버(30)의 하부 즉, 매트리스(10)와 커버(30) 사이에 구비되는 센서부(20)을 포함한다. 여기서, 매트리스(10)는 폴리우레탄, 라텍스, 합성수지 중 적어도 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다. 그러나 이러한 소재들로 한정되는 것은 아니며, 천연 섬유소재, 탄성부재 등도 사용될 수 있다. 커버(30)는 사용자가 안착하여 신체에 접촉되는 시트 등으로 마련될 수 있다. In the mattress 10, a cover 30, which is in direct contact with the user's human body (a separate sheet may be further stacked) is stacked, and between the lower portion of the cover 30, that is, between the mattress 10 and the cover 30. It includes a sensor unit 20 provided. Here, the mattress 10 may be made of at least one of polyurethane, latex, and synthetic resin. However, it is not limited to these materials, and natural fiber materials, elastic members, and the like may also be used. The cover 30 may be provided with a sheet or the like that is seated by the user and is in contact with the body.

센서부(20)는 매트리스(10)와 커버(30)의 사이에 구비되어, 사용자의 움직임을 감지하고, 사용자의 심박수, 맥박수 및 호흡량, 소리에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 감지한다. 센서부(20)는 수면시 사용자의 수면상태에 대하여 실시간으로 또는 주기적으로 측정할 수 있다. 이러한 센서부(20)는 복수개의 센서를 마련하여 수면상태 판단의 정확도를 높일 수 있다.The sensor unit 20 is provided between the mattress 10 and the cover 30, detects the user's movement, and senses at least one of information on the user's heart rate, pulse rate and respiration volume, and sound. The sensor unit 20 may measure the user's sleep state in real time or periodically during sleep. The sensor unit 20 may increase the accuracy of determining the sleep state by providing a plurality of sensors.

센서부(20,130)는 압력센서, 대기감지센서(온도 센서, 습도센서), 심박센서, 맥박센서, FSR필름센서, 소음측정센서 등을 포함한다. 이러한 센서부(20,130)에서 얻은 측정값은 제어부(100)를 통해 무선통신부(140)를 이용하여 외부의 수면 트레킹 서버 및/또는 사용자 단말기로 전송될 수 있다.The sensor units 20 and 130 include a pressure sensor, an air sensor (temperature sensor, humidity sensor), a heart rate sensor, a pulse sensor, an FSR film sensor, a noise measurement sensor, and the like. The measured values obtained from the sensor units 20 and 130 may be transmitted to an external sleep tracking server and/or a user terminal using the wireless communication unit 140 through the control unit 100.

압력센서는 사용로부터 가해지는 압력을 측정할 수 있다. 압력센서는 로드셀(load cell)로 구성되고, 종방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되는 복수 개의 상부전극와, 복수 개의 상부전극과 서로 교차하도록 횡방향으로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되는 복수 개의 하부전극과, 상부전극과 하부전극 사이에 구비되는 유전체층을 포함하여 구비될 수 있다. 압력센서는, 터치센서, 피에조 센서, 사용자 체중의 분산 및 분포도를 추적할 수 있는 FSR필름센서 등으로 구비될 수 있다. The pressure sensor can measure the pressure exerted from use. The pressure sensor is composed of a load cell, a plurality of upper electrodes disposed in parallel at a predetermined distance apart in the longitudinal direction, and a plurality of lower electrodes disposed in parallel at a predetermined distance apart in the transverse direction so as to cross each other with the plurality of upper electrodes. It may include an electrode and a dielectric layer provided between the upper electrode and the lower electrode. The pressure sensor may be provided with a touch sensor, a piezo sensor, and an FSR film sensor capable of tracking the distribution and distribution of the user's weight.

심박센서와 맥박센서는 각각 사용자의 심박수 및/또는 맥박수를 측정한다. 소음측정센서는 사용자로부터 발생하는 소리와 호흡량 중 적어도 하나를 측정한다. 즉, 소음측정센서는 사용자의 코고는 소리, 이가는 소리, 잠꼬대, 뒤척이는 소리, 숨쉬는 소리 등을 감지한다. 대기 감지 센서는 커버(30)에 표면 주변의 온도 및 습도를 측정할 수 있다. 이때, 제어부(100)는 소음측정센서로부터 사용자의 소리를 측정된 소음값을 전송받아 노이즈를 제거하여 사용자에게서 발생하는 소음만을 분석함으로써 정확성을 높일 수 있다. The heart rate sensor and the pulse rate sensor measure the user's heart rate and/or pulse rate, respectively. The noise measurement sensor measures at least one of a sound generated by a user and a respiration volume. That is, the noise measurement sensor detects the user's snoring sound, lice sound, drooling sound, turning sound, breathing sound, and the like. The atmospheric sensor may measure the temperature and humidity around the surface of the cover 30. In this case, the control unit 100 may increase accuracy by receiving a noise value measured by the user's sound from the noise measurement sensor, removing noise, and analyzing only the noise generated by the user.

또한, 스마트 매트리스에는 별도의 입력부(110)를 구비할 수 있다. 입력부를 통해 사용자 정보의 입력과 새로운 사용자 정보를 직접 입력할 수 있다. 일례로, 스마트 매트리스에 구비된 터치패널로 구성될 수 있다. 입력부를 통해 입력된 정보는 제어부를 거쳐 무선통신부를 통해 외부에 전송할 수 있다.In addition, a separate input unit 110 may be provided in the smart mattress. User information and new user information can be directly input through the input unit. For example, it may be configured with a touch panel provided in a smart mattress. Information input through the input unit may be transmitted to the outside through a wireless communication unit through a control unit.

한편, 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기에서 상기 입력부의 기능을 수행할 수 있으며, 이 경우 스마트 매트리스의 입력부는 생략될 수 있다.Meanwhile, the sleep tracking server or the user terminal may perform the function of the input unit, and in this case, the input unit of the smart mattress may be omitted.

다음, 스마트 매트리스 시스템에 있어서, 상기 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기는, 상기 센서부가 작동하여 감지된 사용자의 움직임 및 생체 신호을 바탕으로 사용자의 수면을 추적하여 렘(REM) 수면 또는 논렘(NREM) 수면 상태인지를 판단하는 수면 판단부를 포함할 수 있다(한편, 수면 판단부는 스마트 매트리스 자체에 존재할 수도 있으며, 이를 본 발명에서 제외하지 않는다). 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기는 스마트 매트리스로부터 전송된 센싱 정보를 실시간 또는 주기적으로 저장하는 저장부를 둘 수 있다. Next, in the smart mattress system, the sleep tracking server or user terminal tracks the user's sleep based on the user's movement and biometric signals sensed by the operation of the sensor unit to track a REM sleep or a NREM sleep state. It may include a sleep determination unit that determines whether or not (on the other hand, the sleep determination unit may exist in the smart mattress itself, which is not excluded from the present invention). The sleep tracking server or user terminal may have a storage unit that stores sensing information transmitted from the smart mattress in real time or periodically.

또는, 사용자 단말기에 상기 수면 판단부를 구비할 수도 있다. 상기 수면 판단부는 수면 트래킹 어플리케이션을 설치하여 수행될 수 있다. 사용자 단말기는 수면 트래킹 서버를 통해 센싱 정보를 제공받을 수도 있으며, 스마트 매트리스와의 무선 통신을 통해 직접 센싱 정보를 제공받을 수도 있다.Alternatively, the user terminal may be provided with the sleep determination unit. The sleep determination unit may be performed by installing a sleep tracking application. The user terminal may receive sensing information through a sleep tracking server, or may receive sensing information directly through wireless communication with a smart mattress.

상기 수면 판단부는 상기 논렘 수면 상태를 4단계로 구분하여 판단할 수 있다. 여기서 렘수면은, 깨어 있는 것에 가까운 얕은 수면이며, 안구의 빠른 운동에 의해 구분된 수면의 단계이다. The sleep determination unit may determine the non-REM sleep state by dividing it into four stages. Here, REM sleep is a shallow sleep that is close to waking, and is a stage of sleep that is divided by the rapid movement of the eyeball.

논렘수면을 4단계로 구분할 경우, 1단계는 졸립고, 나른하며, 심박수, 호흡수 약간 감소하며, 아주 짧은 구간인 잠에 드는 구간으로 뇌파가 베타파에 알파파로 바뀌는 구간이다. 또, 2단계는 심박수, 호흡수 감소, 체온 감소, 주변환경 자극을 거의 느끼지 못하고, 노력하면 깰수는 있으며, 잠에 깊이 빠져드는 구간으로 방추형과 K복합 뇌파가 나타나는 구간이다. 3단계는 부교감신경, 자극에도 반응이 없고, 깊이 잠든 상태로서 근골격계 완전 이완, 코골이 등이 가능하며, 이때에는 몽유병, 야경증 같은 수면 장애가 발생할 수 있고, 이는 무의식 중에 발생하여 인지하지 못한다. 4단계는 깊은 수면, 심박수와 호흡수는 깨어있을 때보다 20~30% 감소하고, 근육은 매우 이완된 상태로, 꿈도 가능하고, 성장호르몬이 분비된다. 여기서, 3단계와 4단계는 델타파가 나오기 시작하며 3단계와 4단계는 델타파의 양으로 구분될 수 있다.When non-REM sleep is divided into four stages, the first stage is drowsy, drowsy, heart rate, and respiratory rate slightly decreased, and a very short period of sleep, in which brain waves change from beta waves to alpha waves. In addition, the second stage is a section where you can hardly feel heart rate, respiratory rate decrease, body temperature decrease, stimulus of the surrounding environment, and you can wake up if you try, and you fall deeply into sleep. This is a section in which fusiform and K-complex brain waves appear. Stage 3 is a state in which there is no response to parasympathetic nerves or stimulation, and is a state of deep sleep, complete relaxation of the musculoskeletal system, snoring, etc., at this time, sleep disorders such as sleepwalking and night terror may occur, which occur unconsciously and are not recognized. In the fourth stage, deep sleep, heart rate and respiration rate decrease by 20-30% compared to awakening, muscles are very relaxed, dreams are possible, and growth hormone is secreted. Here, in steps 3 and 4, a delta wave starts to appear, and steps 3 and 4 can be classified by the amount of delta waves.

렘수면 및 논렘수면의 판단은 다양한 사용자의 센싱 정보를 빅데이터화하여 분석함으로써 소정 기준을 정할 수 있다. 예시로서, 다수의 피시험자 뇌파 정보 및 스마트 매트리스 센싱정보를 함께 취득하여 빅데이터화하고, 뇌파 정보 및 스마트 매트리스 센싱 결과를 비교 분석하여 렘수면 및 4단계의 논렘수면 각각에서의 스마트 매트리스 센싱의 기준값을 정할 수 있다. Determination of REM sleep and non-REM sleep can determine predetermined criteria by analyzing the sensing information of various users into big data. As an example, a number of test subjects' EEG information and smart mattress sensing information are acquired together to make big data, and by comparing and analyzing EEG information and smart mattress sensing results, a reference value for smart mattress sensing in each of REM sleep and non-REM sleep in step 4 can be determined. I can.

수면 판단부는 센서부(20,130)에서 전송받은 센싱값을 이용하여 각 수면 단계에서의 센싱 기준값과 대비하여 렘수면인지 여부 및 논렘수면의 몇단계인지를 판단하고, 그 결과를 그래프, 숫자, 문자 등으로 결과를 도출하거나 점수화할 수 있다. The sleep determination unit determines whether or not REM sleep is in comparison with the sensing reference value at each sleep stage using the sensing values transmitted from the sensor units 20 and 130, and determines the number of stages of non-REM sleep, and uses the result as graphs, numbers, characters, etc. Results can be derived or scored.

상기 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기는 출력부를 더 포함할 수 있으며, 상기 출력부는 수면 판단부에서 도출된 결과를 시각적으로 디스플레이할 수 있으며, 그래프, 숫자, 문자, 색상 등을 이용하여 디스플레이할 수 있다. 또한, 사용자의 수면 시간 경과에 따라 변화되는 수면 판단 결과를 디스플레이할 수 있다. 이를 통해 언제 렘수면/논렘수면이었는지, 렘수면 총시간 및 논렘수면 총시간 등을 사용자가 쉽게 알 수 있게 된다.The sleep tracking server or user terminal may further include an output unit, and the output unit may visually display a result derived from the sleep determination unit, and may display a result using graphs, numbers, characters, colors, and the like. In addition, it is possible to display a sleep determination result that changes according to the lapse of the user's sleep time. Through this, the user can easily know when it was REM/NON REM sleep, total REM sleep time and total non REM sleep time.

한편, 출력부는 각각의 센싱 정보를 별도로 디스플레이할 수도 있으며 일례로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 스마트 매트리스가 받는 압력 정보를 바탕으로 체압 분산 및 분포된 상태를 3차원 그래프로 시각화하거나 다양한 색이나 명암으로 구분되는 색분포로 시각화하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 압력이 높은 엉덩이 부분은 붉은색으로 표시되고, 상대적으로 압력이 낮은 등 및 허리쪽은 파란색으로 표시될 수 있다. 3차원 그래프로 표현하는 경우에는, 압력이 높은 부분을 높은 그래프로 표현하고 낮은 부분을 낮은 그래프로 표현할 수 있다. 또한, 상기 출력부는 시간 경과에 따른 체압 분산 및 분포 변화를 시각적으로 디스플레이할 수 있다.On the other hand, the output unit may separately display each sensing information. For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, the body pressure distribution and distribution state based on the pressure information received by the smart mattress can be visualized in a 3D graph or It can be visualized and displayed as a color distribution divided by various colors or shades. For example, a hip portion having a high pressure may be indicated in red, and a back and a waist portion having a relatively low pressure may be indicated in blue. In the case of expressing as a three-dimensional graph, a high pressure area can be expressed as a high graph and a low pressure area can be expressed as a low graph. In addition, the output unit may visually display the body pressure distribution and distribution change over time.

이를 통해 사용자가 수면 중의 움직임 정도, 수면 자세 등을 확인하여 수면 자세 교정도 이루어질 수 있게 된다. Through this, the user can check the degree of movement during sleep, the sleep posture, and the like and correct the sleep posture.

또한, 출력부는 수면 중의 뒤척임 횟수, 심박수, 맥박수, 호흡량(무호흡 등), 코고는 시간 등을 나타낼 수 있다.In addition, the output unit may indicate the number of turns during sleep, heart rate, pulse rate, respiration volume (apnea, etc.), snoring time, and the like.

도 3을 참조하여 본 발명의 스마트 매트리스의 작동방법을 설명하면, 사용자가 입력부를 통해 사용자 개인정보 등을 입력한다(S10). 센서부(20,130)는 스마트 매트리스에 누운 사용자의 움직임 및 생체 신호를 실시간으로 센싱하여 측정한다. (S20). Referring to Figure 3 to describe the operation method of the smart mattress of the present invention, the user inputs user personal information, etc. through the input unit (S10). The sensor units 20 and 130 sense and measure in real time the user's movement and biometric signals lying on the smart mattress. (S20).

수면판단부는 센서부(20,130)에서 측정한 측정값들을 무선통신부(140)를 통하여 수신하고, 사용자 수면 트레킹을 진행하여 수면을 판단하며, 렘수면/논렘수면 단계 결과값을 도출한다(S30).The sleep determination unit receives the measured values measured by the sensor units 20 and 130 through the wireless communication unit 140, determines sleep by performing user sleep tracking, and derives the REM sleep/non REM sleep step result values (S30).

사용자가 스마트 매트리스에서 벗어나 부존재하는 경우(S40), 수면 종료로 판단하여 수면 트레킹 서버 및/또는 사용자 단말기는 수면 트레킹을 종료한다(S50). 출력부는 수면 트레킹 결과값을 자동으로 또는 사용자의 요청에 의해 디스플레이 한다.If the user deviates from the smart mattress and does not exist (S40), the sleep tracking server and/or the user terminal end the sleep trekking by determining that the sleep is terminated (S50). The output unit displays the sleep tracking result automatically or at the request of the user.

수면 판단부의 수면 판단의 일례로서, 전송받은 측정값을 기초하여 논렘수면의 최초 심박수, 맥박수와, 호흡수가 약간 감소하면, 논렘수면 1단계로 판단하며, 논렘수면의 1단계에서 심박수, 맥박수와 호흡수, 체온 등이 감소하면, 2단계의 조건에 해당하는 것으로 판단한다. 논렘수면의 2단계에서, 근골격계 완전 이완으로 압력센서에 가해지는 압력값이 커지고, 코골이 등을 감지하면 논렘수면 3단계로 판단한다. 논렘수면의 3단계에서 근육이 매우 이완된 상태로 압력값이 더 높아지고, 심박수와 맥박수, 호흡수 등이 깨어있을 때 측정시(최초)보다 20~30% 감소하면, 논렘수면 4단계로 판단한다. As an example of sleep determination by the sleep determination unit, if the initial heart rate, pulse rate, and respiration rate of non-REM sleep slightly decrease based on the transmitted measurement value, it is determined as the first stage of non-REM sleep, and the heart rate, pulse rate and respiration in the first stage of non-REM sleep. If water, body temperature, etc. decrease, it is determined that the condition in step 2 is met. In the second stage of non-REM sleep, the pressure applied to the pressure sensor increases due to complete relaxation of the musculoskeletal system, and when snoring is detected, it is judged as the third stage of non-REM sleep. In the third stage of non-REM sleep, when the pressure value is higher with the muscles in a very relaxed state, and the heart rate, pulse rate, and respiratory rate decrease by 20 to 30% from the time of measurement when awake (initial), it is judged as the 4th stage of non-REM sleep. .

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 매트리스는 사용자의 수면 상태를 실시간으로 추적하여 사용자의 수면 상태를 알려주고, 수면 습관을 개선할 수 있는 효과가 있다.As described above, the smart mattress according to an embodiment of the present invention has the effect of tracking the user's sleep state in real time to inform the user of the user's sleep state, and to improve sleep habits.

전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like illustrated in each of the above-described embodiments may be combined or modified for other embodiments by a person having ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 매트리스
20: 센서부
30: 커버
10: mattress
20: sensor unit
30: cover

Claims (8)

사용자(수면자)의 신체를 받쳐주는 매트리스;
상기 매트리스에 적층되는 커버; 및
상기 매트리스와 상기 커버 사이에 마련된 센서부;를 포함하여,
사용자가 상기 커버에 안착하면, 상기 센서부가 작동하여, 사용자의 움직임 및 생체 신호을 추적하면서 수면 상태를 측정할 수 있는 스마트 매트리스.
A mattress that supports the body of the user (sleeper);
A cover laminated on the mattress; And
Including; a sensor unit provided between the mattress and the cover,
When the user is seated on the cover, the sensor unit operates, and a smart mattress capable of measuring a sleep state while tracking the user's movement and biometric signals.
제1항에 있어서,
상기 센서부는,
사용자가 상기 커버에 압력을 가하면, 상기 커버로부터 가해지는 압력을 측정하는 압력센서를 포함하는 스마트 매트리스.
The method of claim 1,
The sensor unit,
When a user applies pressure to the cover, a smart mattress comprising a pressure sensor that measures the pressure applied from the cover.
제2항에 있어서,
상기 압력센서는, 터치센서와, 피에조 센서, FSR 필름 센서 중 적어도 어느 하나 이상으로 구비된 스마트 매트리스.
The method of claim 2,
The pressure sensor is a smart mattress provided with at least one of a touch sensor, a piezo sensor, and an FSR film sensor.
제1항에 있어서,
상기 센서부는,
사용자의 심박수 및/또는 맥박수를 측정하는 심박센서와,
사용자로부터 발생하는 소리와 호흡량 중 적어도 하나를 측정하는 소음측정 센서와,
상기 커버의 주변 온도 및 습도를 측정하는 대기감지센서를 구비하는 스마트 매트리스.
The method of claim 1,
The sensor unit,
A heart rate sensor that measures the user's heart rate and/or pulse rate,
A noise measurement sensor that measures at least one of sound and respiration volume generated by a user,
Smart mattress having an air sensor for measuring the ambient temperature and humidity of the cover.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 한의 스마트 매트리스,
상기 스마트 매트리스와 유무선 통신하는 수면 트래킹 서버 또는/및 사용자 단말기를 포함하는 스마트 매트리스 시스템으로서,
상기 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기는,
상기 센서부가 작동하여 감지된 사용자의 움직임 및 생체 신호을 바탕으로 사용자의 수면을 추적하여 렘(REM) 수면 또는 논렘(NREM) 수면 상태인지를 판단하는 수면 판단부를 포함하는 스마트 매트리스 시스템.
The smart mattress of any one of claims 1 to 4,
A smart mattress system comprising a sleep tracking server or/and a user terminal in wired/wireless communication with the smart mattress,
The sleep tracking server or user terminal,
Smart mattress system comprising a sleep determination unit that determines whether a REM sleep or a NREM sleep state by tracking the user's sleep based on the user's motion and biometric signals detected by the operation of the sensor unit.
제5항에 있어서,
상기 수면 판단부는 상기 논렘 수면 상태를 4단계로 구분하여 판단하는 스마트 매트리스 시스템.
The method of claim 5,
The sleep determination unit is a smart mattress system that determines the non-REM sleep state by dividing it into four stages.
제5항에 있어서,
상기 수면 트래킹 서버 또는 사용자 단말기는 스마트 매트리스가 받는 압력에 따라 체압 분산 및 분포된 상태를 3차원 그래프로 시각화하거나 다양한 색이나 명암으로 구분되는 색분포로 시각화하여 디스플레이하는 출력부를 더 포함하는 스마트 매트리스 시스템.
The method of claim 5,
The sleep tracking server or user terminal further comprises an output unit for visualizing the distribution and distribution of body pressure in a three-dimensional graph according to the pressure received by the smart mattress, or visualizing and displaying a color distribution divided into various colors or shades. .
제7항에 있어서,
상기 출력부는 시간 경과에 따른 체압 분산 및 분포 변화를 디스플레이하는 스마트 매트리스 시스템.
The method of claim 7,
The output unit is a smart mattress system that displays body pressure distribution and distribution change over time.
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