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Private LoRa (통신)기반 실시간 지능형 언택트 헬스 모니터링 시스템

전수책임자
윤태현
참여자
김호겸, 윤태현, 장병태, 최현균
기술이전수
1
이전연도
2021
협약과제
20HS7600, 대규모 산업시설 근무자의 감염 예방을 위한 Private LoRa (통신)기반 실시간 지능형 언택트 헬스 모니터링 시스템 개발, 장병태
이 기술은 작업장 환경 원격 모니터링 기술을 기반으로 작업자의 생체 정보(체온, 심박수 등)를 원격으로 모니터링하고 작업자의 건강 상태를 실시간으로 관리할 수 있는 시스템이다.
이 시스템은 근로자의 생체 정보를 지속적이고 효율적으로 모니터링함으로써 근로자의 코로나19 증상을 신속하게 파악하고 효과적인 대응 방안을 지원한다.
- 화학공장, 조선소 등 다수의 작업자가 근무하는 대규모 작업장에서 코로나 확진자가 발생하면 공장 전체 폐쇄에 따른 생산 지연, 막대한 방역 비용, 코로나 확산에 따른 인명피해 등 천문학적인 비용 손실이 발생함.
- 현재는 이를 체계적으로 관리하는 시스템이 구축되어 있지 않고 출입 시 일회성으로 체온 검사를 수행하는 비효율적인 방법으로 감염병 관리를 진행하고 있음.
- 일회성의 체온 관리로는 작업 중 발생하는 확진자의 건강 상태 변화 감지, 확진자 동선 및 접촉자 관리 등이 불가능하므로 감염병의 효율적인 대응 및 관리를 위해서는 상시적이고 효율적인 작업자의 체온 관리를 통해 작업자의 코로나 징후를 빠르게 확인하고 효과적으로 대응할 방법이 요구됨.
- 따라서 위와 같은 현장의 요구사항 및 코로나 위기 상황에 발맞추어 ICT 기반의 작업장 환경 원격 모니터링 기술을 바탕으로 작업자의 생체 정보를 원격으로 모니터링하고 작업자 건강 상태를 실시간으로 관리할 수 있는 시스템이 필요함.
1. 이전기술의 특징
원격에서 작업자의 건강 상태 및 위치 정보를 수집하는 IoT 기반 웨어러블 생체신호 측정장치(WHGD : Wearable Health-information Gathering Device)와 수집된 정보를 바탕으로 작업자 건강 상태 모니터링 및 최적의 감염병 대응 가이드라인을 제공하는 인공지능 기반 작업자 헬스 모니터링 플랫폼(WHMP: Worker’s Health Monitoring Platform)으로 구성
1) 웨어러블 생체신호 측정장치(WHIGD : Wearable Health Information Gathering Device)
· 작업자의 움직임에 지장을 주지 않도록 소형으로 구성
· 접촉식 센서를 통한 생체신호(체온, 심박 등) 측정
· GPS, BLE 비컨 기반 위치 감지
· 자이로 센서 기반 착용자 움직임 및 단말 착용 여부 감지
· Private LoRa 네트워크를 통한 수집 데이터 전송

2) 인공지능 기반 작업자 헬스 모니터링 플랫폼(WHMP: Worker’s Health Monitoring Platform)
· 실시간 헬스 모니터링 제공
· 측정된 생체신호의 오차 보정 기능 제공
· 주의 상황 발생 시 알람을 통한 신속한 대응 지원
· 긴급상황 대처 가이드라인 제시
· 작업자 헬스 모니터링 관련 다양한 서비스 제공

2. 이전기술의 장점
- 출입시 일회적인 체온 등의 작업자 건강 상태를 측정하는 기존의 작업장 감염병 관리와는 다르게 실시간으로 작업자의 건강상태 및 감염병 징후 파악, 접촉자 관리 가능
- LoRa 통신기술을 이용한 본 시스템은 조선소와 같이 광범위한 영역을 커버할 수 있으며 내부망을 구성하여 활용 가능
- 넓은 지역, 다수의 작업자 건강 상태를 실시간 감시하고 전염병 발생시 최소/최적의 대응을 통해 손해의 최소화 가능
o 본 기술은 아래의 내용에 대한 기술자문에 국한되며, 아래의 기술을 포함하는 것이 아님

A. 실시간 작업자 헬스 모니터링 시스템(RWHMS : Real-Time Worker’s Health Monitoring System) 기술
1. 원격에서 작업자의 건강 상태 및 위치 정보를 수집하는 IoT 기반 웨어러블 생체신호 측정장치(WHGD : Wearable Health-information Gathering Device)
2. 수집된 정보를 바탕으로 작업자 건강 상태 모니터링 및 최적의 감염병 대응 가이드라인을 제공하는 인공지능 기반 작업자 헬스 모니터링 플랫폼(WHMP: Worker’s Health Monitoring Platform)
A. 실시간 작업자 헬스 모니터링 시스템(RWHMS : Real-Time Worker’s Health Monitoring System) 기술
1. 원격에서 작업자의 건강 상태 및 위치 정보를 수집하는 IoT 기반 웨어러블 생체신호 측정장치(WHGD : Wearable Health-information Gathering Device)
- 생체신호 측정장치 보정 알고리즘
- Private LoRa 네트워크를 통한 수집 데이터 전송 알고리즘

2. 수집된 정보를 바탕으로 작업자 건강 상태 모니터링 및 최적의 감염병 대응 가이드라인을 제공하는 인공지능 기반 작업자 헬스 모니터링 플랫폼(WHMP: Worker’s Health Monitoring Platform)
- 주의 상황 발생 시 대응 지원 알고리즘
- 긴급상황 대처 가이드라인 제시 및 작업자 헬스 모니터링 관련 다양한 서비스 지원 방안
- 실시간으로 작업자의 체온, 작업자의 위치 및 동선 등을 수집하고 이를 LPWAN(Low Power Wide Area Network, 저전력 장거리 통신) 기술인 LoRa를 통해 안정적으로 전송하여 작업자의 건강상태를 모니터링할 수 있도록 함으로써 효율적인 감염병 관리를 지원함. 이를 통해 감염병 발생 시 최적의 방역 지역 선정, 접촉자 격리, 확진자 동선 기반의 부분적 작업장 폐쇄 등이 가능함으로써 공장 전체 폐쇄에 따른 생산 지연, 막대한 방역 비용, 코로나 확산에 따른 인명피해를 최소화할 수 있음.