도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 운동처방 시스템을 개념적으로 설명하기위한 설명도이다.1 is an explanatory diagram for conceptually explaining the exercise prescription system according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다수의 운동기구들을 구비하는 피트니스센터와 같은 운동시설에서 사용되는 운동처방 시스템으로, 운동기구 관리서버(400), 운동기구 단말기(300), 사용자 단말기(100)를 구비한다.The present invention is an exercise prescription system used in an exercise facility, such as a fitness center having a plurality of exercise equipment, the exerciseequipment management server 400,exercise equipment terminal 300, theuser terminal 100 is provided.
본 발명에 있어서, 먼저 사용자가 처음 피트니스센터에 오게 되면, 가장 먼저 과거 병력을 포함한 의료기록 및 개인 기본정보를 작성하게 되고, 이는 바로 운동기구 관리서버에 “개인 기본정보”로 저장된다. 그 후 기초체력 측정장치를 통해 개인이 가지고 있는 현재의 체력상태를 측정하게 되고 이 정보 역시 “기초체력 정보”로 운동기구 관리서버에 저장된다. 개인 기본정보는 과거 병력, 키, 몸무게, BMI, 혈압, 심박수, 그리고 체성분 분석치(추가)가 포함되며, 기초체력정보는 민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 유연성, 근력이 포함된다. 후술되는 유산소 운동에서의 운동처방은, 최초 피트니스센터 방문으로 얻은 두 가지 정보, 즉 개인 기본정보와 기초체력 정보를 바탕으로 운동처방 군(群)이 나눠지게 되고, 그 분류는 다시 개인의 VO2max값에 따라 운동처방이 24주 프로그램으로 사용자에게 제공될 수 있다.In the present invention, when a user first comes to the fitness center, first of all, the medical record including the past medical history and personal basic information is created, which is immediately stored in the exercise equipment management server as "personal basic information". Afterwards, the basic physical fitness measuring device measures the current physical condition of the individual and this information is also stored in the exercise equipment management server as "basic fitness information". Personal basic information includes past medical history, height, weight, BMI, blood pressure, heart rate, and body composition analysis (additional). Basic fitness information includes agility, muscular endurance, quickness, balance, flexibility and strength. The exercise prescription in aerobic exercise, which will be described later, is divided into exercise prescription groups based on two pieces of information obtained during the first visit to the fitness center, that is, personal basic information and basic physical fitness information. Depending on the exercise prescription can be provided to the user in a 24-week program.
사용자 단말기(100)는 사용자에게 장착되어, 사용자의 심전도, PPG, 활동도, 체온 등의 생체 신호를 검출하며, 검출된 생체신호는 블루투스(bluetooth)를 통해 사용자 단말기를 장착한 시용자가 운동중인 운동기구 단말기(300)로 전송한다. 사용자 단말기(100)는 슬레이브 모듈(Slave module)과 마스터 모듈(master module)로 이루어지거나, 슬레이브 모듈만으로 이루어질 수 있으며, 이들 모듈들은 배터리 구비하여 구동된다.Theuser terminal 100 is mounted on the user, and detects a biosignal such as an electrocardiogram, PPG, activity, and body temperature of the user, and the detected biosignal is a workout in which a user equipped with the user terminal is exercising via Bluetooth. Send toinstrument terminal 300. Theuser terminal 100 may be composed of a slave module and a master module, or may consist only of a slave module, and these modules are driven with a battery.
슬레이브 모듈(110)은 체스트(chest) 벨트와 함께 결합되어 흉부에 착용되며, 심전도, PPG, 활동도, 체온 등의 생체 신호를 검출하며, 검출된 생체신호는 시용자가 운동중인 운동기구 단말기(300)로 전송된다.Theslave module 110 is combined with a chest belt and worn on the chest, and detects bio signals such as electrocardiogram, PPG, activity, and body temperature, and the detected bio signals areexercise device terminals 300 by which the user is exercising. Is sent).
마스터 모듈(210)은 암(arm)밴드와 함께 상완에 착용되어, 운동기구(310)의 TV음원수신, 핸즈프리, MP3의 기능을 하며, 슬레이브 모듈로부터 수신된 데이터를 저장하여, 필요에 따라 USB 인터페이스 등을 통해 개인용 컴퓨터(미도시), 전문가 서버(미도시) 또는 운동기구 관리서버(400) 등에 데이터를 전송할 수 있다. 마스터 모듈은 MP3 데이터, 슬레이브 모듈로부터 수신된 데이터를 저장하기위해 메모리 카드를 내장하고 있으며, 상기 메모리 카드는 마이크로 SD 카드(micro-SD card)일 수있다.Themaster module 210 is worn on the upper arm together with the arm band, and functions as a TV sound source, hands-free, and MP3 of theexercise device 310, and stores data received from the slave module, if necessary, by USB. Data may be transmitted to a personal computer (not shown), an expert server (not shown), or an exerciseequipment management server 400 through an interface. The master module has a built-in memory card for storing MP3 data, data received from the slave module, the memory card may be a micro-SD card.
즉, 슬레이브 모듈(110)은 생체 데이터 측정 및 전송(Bluetooth)을 행하며, 마스터 모듈은 엔터테인먼트(entertainment) 기능, 즉 운동기구 TV장치와 음원 연결, 휴대폰 핸즈프리, MP3 듣기) 등과, 데이터 저장(micro-SD card) 기능, 그리고 엔터테인먼트 기능구현을 위한 음원 송수신(Bluetooth)의 역할을 수행한다.That is, theslave module 110 performs biometric data measurement and transmission (Bluetooth), the master module entertains (entertainment) function, that is, connecting the sports equipment TV device, sound source, mobile phone hands-free, MP3 listening, etc., data storage (micro-) SD card) function, and plays a role of Bluetooth transmission and reception for the implementation of entertainment functions.
또한, 슬레이브 모듈 내부에 사용자 ID가 저장되어 있으며, 이는 운동기구 단말기와의 통신 프로토콜 속에 존재할수 있다. 운동기구 단말기가 자동으로 주변 블루투스 장치를 지속적으로 찾고 있는 상태에서, 운동자가 체스트 밸트에 슬레이브 모듈을 결합하여 (또는 슬레이브 모듈이 마스터 모듈과 결합된 형태로 상완에 착용되어) 운동기구 단말기에 접근했을 때, 운동기구 단말기는 주변 블루투스 장치를 운동 기구 출력부 GUI를 통해 사용자에게 보여지고, 자산이 착용하고 있는 단말기의 ID로 검색된 블루투스를 선택하도록 유도한다. 현재 운동자의 ID로 검색된 블루투스 장치가 운동기구 단말기의 블루투스 장치와 연결이 되면, 비로소 운동처방이 운동기구 관리서버로부터 운동자의 개인 정보들이 운동기구 단말기로 정보를 보내주고, 슬레이브 모듈에서는 운동자의 생체신호를 실시간으로 계측하여 운동기구 단말기로 전송하게 된다.In addition, a user ID is stored inside the slave module, which may exist in a communication protocol with the exercise equipment terminal. With the exercise device automatically searching for peripheral Bluetooth devices, the athlete may have attached the slave module to the chest belt (or the slave module worn on the upper arm in combination with the master module) to access the exercise device. When the exercise equipment terminal shows the peripheral Bluetooth device to the user through the exercise equipment output GUI, it induces the user to select the Bluetooth searched by the ID of the terminal worn by the asset. When the Bluetooth device searched by the ID of the current exerciser is connected to the Bluetooth device of the exercise equipment terminal, the exercise prescription sends the personal information of the exerciser to the exercise equipment terminal from the exercise equipment management server, and the slave module transmits the bio signal of the exerciser terminal. It is measured in real time and transmitted to the exercise equipment terminal.
운동기구 단말기(300)는 유선 또는 무선으로 통신을 통하여 운동기구 관리서버(400)로부터 사용자의 운동 히스토리(History) 정보를 수신하며, 사용자 단말기(100)로부터 사용자의 생체신호들을 수신하며, 이들을 바탕으로 사용자에게 알맞는 운동처방을 결정하여 운동기구(310)를 제어한다. 주어진 정보에 따라 정량적으로 세분화된 운동처방 정보를 받은 운동기구(310)는 처방 정보에 따라 자동으로 기구를 제어함으로써 사용자에게 맞춤형 운동처방을 제시한다.Theexercise device terminal 300 receives exercise history information of the user from the exercisedevice management server 400 through wired or wireless communication, receives the user's bio signals from theuser terminal 100, and based on these, By controlling the exercise prescription suitable for the user to control the exercise device (310). Theexercise device 310 that receives the exercise prescription information quantitatively divided according to the given information presents a customized exercise prescription to the user by automatically controlling the device according to the prescription information.
운동기구 단말기(300)는 사용자 단말기(100)의 슬레이브 모듈로부터 사용자 ID를 전달받으면, 운동기구 관리서버(400)에서 해당 사용자에 대한 지난 운동정보와 개인 기본 정보 및 기초 체력정보를 요청하고, 이들 정보를 바탕으로 초기 운동처방을 내리게 된다.When theexercise equipment terminal 300 receives the user ID from the slave module of theuser terminal 100, the exerciseequipment management server 400 requests past exercise information, personal basic information, and basic fitness information for the corresponding user. Based on the information, the initial exercise prescription is given.
지난 운동정보와 최초 개인 기본정보 및 기초 체력 정보를 통한 운동처방뿐만 아니라 슬레이브 모듈에서 실시간으로 계측되는 생체 정보들을 바탕으로 운동 중 생체의 정보가 어떻게 변화하는지를 모니터링하고, 이를 실시간으로 운동처방에 반영하여 처방 및 운동기구(310)의 제어가 이루어지게 한다.Based on the biometric information measured in real time by the slave module as well as the prescription through past exercise information and basic personal information and basic physical fitness information, it monitors how the biometric information changes during exercise and reflects it in the exercise prescription in real time. Control of the prescription andexercise equipment 310 is made.
운동기구 단말기(300)와의 최초 연결은 슬레이브 모듈의 블루투스이고, 이 통신이 확보되면, 2차적으로 마스터 모듈의 블르투스가 운동기구 단말기(300)와 연결되어 통신망이 확보된다.The first connection with theexercise equipment terminal 300 is the Bluetooth of the slave module, and if this communication is secured, the Bluetooth of the master module is secondarily connected with theexercise equipment terminal 300 to secure the communication network.
운동기구 관리서버(400)는 운동 시설을 이용하는 사람들의 기본 개인 정보 데이터를 저장하고 있으며, 운동기구 단말기(300)로부터 해당 사용자의 운동처방 데이터를 수신하여 저장한다. 운동기구 관리서버(400)는 운동 시설 내의 서버로서, TCP-IP통신으로 유선또는 무선으로 운동기구 단말기(300)와 통신한다.The exerciseequipment management server 400 stores basic personal information data of people using exercise facilities, and receives and stores exercise prescription data of the corresponding user from theexercise equipment terminal 300. The exerciseapparatus management server 400 is a server in an exercise facility, and communicates with theexercise apparatus terminal 300 by wire or wirelessly by TCP-IP communication.
 각 슬레이브 모듈(110) 또는 마스터 모듈(210)은 RFID 테그를 구비하여, 사용자별로 사용초기에 운동기구 관리서버(400)에 등록되어 질 수 있으며, 운동기구 단말기(300)는 이를 자동검지할 수 있다. Eachslave module 110 ormaster module 210 is provided with an RFID tag, can be registered in the exerciseequipment management server 400 at the beginning of use for each user, theexercise equipment terminal 300 can automatically detect this. have.
도 2는 도 1의 운동처방 시스템의 구성을 설명하기위한 설명도이다.2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the exercise prescription system of FIG.
슬레이브 모듈(110)은 생체신호 검출부(120), 신호전처리부(140), A/D변환기(170), 슬레이브모듈 연산처리부(180), 슬레이브모듈 송수신부(190)를 구비한다.Theslave module 110 includes abiosignal detector 120, asignal preprocessor 140, an A /D converter 170, a slavemodule operation processor 180, and aslave module transceiver 190.
생체신호 검출부(120)는 센서들을 이용하여 생체신호, 즉 심전도 신호, PPG 신호, 활동도신호, 체온신호 등을 검출하는 수단으로, 심전도 전극부(122), PPG 센서부(124), 활동도 센서부(126), 체온 센서부(128)를 포함한다.Thebiosignal detection unit 120 is a means for detecting a biosignal, i.e., an electrocardiogram signal, a PPG signal, an activity signal, a body temperature signal, etc. using sensors, and theelectrocardiogram electrode 122, thePPG sensor 124, and the activity diagram. Thesensor unit 126 and the bodytemperature sensor unit 128 are included.
심전도 전극부(122)는 2개 이상의 심전도 전극을 구비하여, 심전도 신호를 검출한다. 슬레이브 모듈(110)에 심전도 전극을 2개 구비하여 심전도 신호를 검출할 수 있는데, 즉, 심전도 전극을 사용자의 양쪽 가슴에 부착함에 따라 운동 중 사용자의 리드I(Lead I) 심전도 신호를 검출한다. 여기서는 미도시되었지만, 경우에 따라서는, 상완에 장착된 마스터 모듈(210)에 심전도 전극을 1개 더 구비하고, 귀에 장착되는 이어폰부(미도시)에 심전도 전극을 1개 더 구비하여 리드II로 심전도 신호를 검출할 수 있다.TheECG electrode part 122 includes two or more ECG electrodes to detect an ECG signal. The ECG signal may be detected by providing two ECG electrodes in theslave module 110. That is, the ECG signals of the user may be detected during exercise by attaching the ECG electrodes to both chests of the user. Although not shown here, in some cases, one ECG electrode is further provided in themaster module 210 mounted on the upper arm, and one ECG electrode is provided in the earphone unit (not shown) mounted on the ear. ECG signals can be detected.
PPG 센서부(124)는 발광부와 수광부를 구비하여, PPG 신호를 검출한다.ThePPG sensor unit 124 includes a light emitting unit and a light receiving unit to detect a PPG signal.
활동도 센서부(126)는 가속도 센서를 구비하여 움직임에 따른 활동도를 검출한다. 가속도 센서로 3축 가속도 센서를 사용할 수 있으며, 그럼에 의해 움직임에 따른 3축 가속도 신호를 검출하여 활동도를 측정할 수 있다.Activity sensor unit 126 has an acceleration sensor to detect the activity according to the movement. As an acceleration sensor, a 3-axis acceleration sensor can be used, thereby detecting activity by measuring a 3-axis acceleration signal according to the movement.
체온 센서부(128)는 피부와 접촉가능한 부분에 위치하여 체온을 검출한다.The bodytemperature sensor unit 128 is located at a part in contact with the skin and detects body temperature.
신호전처리부(140)는 상기 생체신호 검출부(120)로부터 검출된 생체신호, 즉 심전도 신호, PPG 신호, 활동도신호 등을 증폭하고 잡음을 제거하는 등 전처리하는 수단으로, 심전도 전처리부(142), PPG 전처리부(144), 활동도 전처리부(146), 체온 전처리부(148)를 포함한다.Thesignal preprocessor 140 is a means for preprocessing amplifying a biosignal detected from thebiosignal detector 120, that is, an electrocardiogram signal, a PPG signal, an activity signal, and the like, and removing noise. ,PPG preprocessor 144,activity preprocessor 146,body temperature preprocessor 148.
심전도 전처리부(142)는 심전도 전극들에서 검출된 심전도 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.TheECG preprocessor 142 amplifies the ECG signal detected by the ECG electrodes and removes noise.
PPG 전처리부(144)는 PPG 센서부(124)에서 검출된 PPG 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.ThePPG preprocessor 144 amplifies the PPG signal detected by thePPG sensor 124 and removes noise.
활동도 전처리부(146)는 활동도 센서부(126)에서 검출된 활동도 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.Theactivity preprocessor 146 amplifies the activity signal detected by theactivity sensor unit 126 and removes noise.
체온 전처리부(148)는 체온 센서부(128)에서 검출된 체온 신호를 증폭 등의 전처리를 한다.Thebody temperature preprocessor 148 performs preprocessing such as amplification of the body temperature signal detected by thebody temperature sensor 128.
A/D변환기(170)는 신호전처리부(140)의 출력신호를 디지탈신호로 변환한다.The A /D converter 170 converts the output signal of thesignal preprocessor 140 into a digital signal.
슬레이브모듈 연산처리부(180)는 A/D변환기(170)의 출력신호를 슬레이브모듈 송수신부(190)에서 송신하기위한 신호로 변환한다. 슬레이브모듈 송수신부(190)로부터 운동기구 단말기(300)의 요청을 수신하며, 수신된 요청에 따라 사용자 ID 등 사용자 정보를 슬레이브모듈 송수신부(190)를 통해 운동기구 단말기(300)로 전송한다. 경우에따라서, 슬레이브모듈 연산처리부(180)는 생략되어질 수 있다.The slavemodule operation processor 180 converts the output signal of the A /D converter 170 into a signal for transmission from theslave module transceiver 190. Receives a request of theexercise device terminal 300 from theslave module transceiver 190, and transmits user information such as a user ID to theexercise device terminal 300 through theslave module transceiver 190 according to the received request. In some cases, the slave modulecalculation processing unit 180 may be omitted.
슬레이브모듈 송수신부(190)는 슬레이브모듈 연산처리부(180)의 출력신호를 운동기구 단말기(300)로 전송한다.Theslave module transceiver 190 transmits an output signal of the slavemodule operation processor 180 to theexercise device terminal 300.
미도시되었지만, 슬레이브 모듈(110)은 슬레이브모듈 메모리부를 더 구비할 수 있다. 슬레이브모듈 메모리부(미도시)는 사용자 ID등 사용자 기본정보를 저장하고 있으며, 운동기구 단말기(300)의 요청에 따라 사용자 ID를 슬레이브모듈 송수신부(190)를 통해 운동기구 단말기(300)로 전송한다.Although not shown, theslave module 110 may further include a slave module memory unit. The slave module memory unit (not shown) stores user basic information such as a user ID, and transmits the user ID to theexercise device terminal 300 through theslave module transceiver 190 according to a request of theexercise device terminal 300. do.
본 발명에서 A/D변환기(170), 슬레이브모듈 연산처리부(180), 슬레이브모듈 송수신부(190)는 슬레이브모듈 데이터 수집부로서, 경우에 따라서는 하나의 데이터 수집 칩으로 이루어질 수 있다.In the present invention, the A /D converter 170, the slavemodule operation processor 180, and theslave module transceiver 190 are slave module data collectors, and in some cases, may be formed of one data acquisition chip.
마스터 모듈(210)은 음원 연결부(220), MP3(230), 휴대폰 헨즈프리부(240), 메모리카드(250), 마스터모듈 송수신부(290), 마스터모듈 설정부(280)를 구비한다.Themaster module 210 includes a soundsource connection unit 220, anMP3 230, a mobile phone hands-free unit 240, amemory card 250, amaster module transceiver 290, and a mastermodule setting unit 280.
음원 연결부(220)는 운동기구(310)의 옆에 장착되어 있는 TV의 음원 또는 운동기구 단말기(300)로부터 마스터모듈 송수신부(290)를 통해 수신되는 음원을 출력한다. 음원 연결부(220)는 스피커 또는 헤드셋을 통해 음원을 출력한다.The soundsource connection unit 220 outputs a sound source received through themaster module transceiver 290 from the sound source of the TV mounted on theexercise device 310 or theexercise device terminal 300. The soundsource connection unit 220 outputs a sound source through a speaker or a headset.
MP3(230)는 일반 MP3 장치를 내장하고 있어, 사용자가 운동중에 스피커, 헤드셋 등을 통해 음원을 들을 수 있다.TheMP3 230 includes a general MP3 device so that a user can listen to a sound source through a speaker, a headset, or the like during a workout.
휴대폰 헨즈프리부(240)는 휴대폰 헨즈프리 장치를 내장하고 있어, 사용자가 운동중에 마이크가 장착된 헤드셋 등을 통해 의사소통을 할수 있다.The mobile phone hands-free unit 240 has a mobile phone hands-free device, so that the user can communicate through a headset equipped with a microphone during exercise.
메모리카드(250)는 개인 기본 정보를 저장하고 있으며, 사용자가 운동중 듣는 음원 중 저장하고 싶은 음원 등을 저장할 수 있다. 미도시되었지만, 경우에 따라서는 슬레이브 모듈(110)에서 검출된 생체신호를 무선 수신하여 저장할 수 있다. 메모리카드(250)의 데이터는 경우에 따라서 출력포트(미도시)를 통해 컴퓨터 등에 저장할 수 있다.Thememory card 250 stores personal basic information, and may store a sound source that the user wants to store among sound sources that the user listens to during exercise. Although not shown in some cases, the biosignal detected by theslave module 110 may be wirelessly received and stored. Data of thememory card 250 may be stored in a computer or the like through an output port (not shown) in some cases.
마스터모듈 수신부(290)는 운동기구 단말기(300)로부터 TV의 음원 또는 운동기구 단말기(300)에서 생성된 음원을 수신하며, 수신된 음원을 음원 연결부(220)로 전송한다. 또한, 메모리카드(250)로부터의 정보, 즉 개인 기본 정보 등을 수신하여, 운동기구 단말기(300) 또는 인접한 컴퓨터로 전송한다.The mastermodule receiving unit 290 receives a sound source generated from theexercise device terminal 300 or the sound source generated by theexercise device terminal 300, and transmits the received sound source to the soundsource connection unit 220. In addition, information from thememory card 250, that is, personal basic information, is received and transmitted to theexercise equipment terminal 300 or an adjacent computer.
미도시되었지만, 마스터모듈 연산처리부를 마스터모듈 수신부(290)의 앞단에 더 구비할 수 있으며, 마스터모듈 연산처리부와 마스터모듈 수신부(290)는 하나의 데이터 수집 칩으로 이루어질 수 있다.Although not shown, the master module calculation processing unit may be further provided at the front end of the mastermodule receiving unit 290, and the master module calculation processing unit and the mastermodule receiving unit 290 may be formed of one data collection chip.
마스터모듈 설정부(280)는 음원 연결모드, MP3모드, 휴대폰 헨즈프리부모드, 메모리 모드 등을 설정한다.The mastermodule setting unit 280 sets a sound source connection mode, an MP3 mode, a mobile phone hands-free unit mode, a memory mode, and the like.
운동기구 단말기(300)는 운동기구 송수신부(310), 운동기구 연산처리부(320), 운동기구 설정부(330), 운동기구 메모리부(340), 운동기구 출력부(350), TV포트(360), 운동기구 제어부(370) 등을 포함한다.Theexercise equipment terminal 300 includes asports equipment transceiver 310, a sportsequipment operation processor 320, a sportsequipment setup unit 330, asports equipment memory 340, a sportsequipment output unit 350, and a TV port ( 360, theexercise equipment controller 370, and the like.
운동기구 송수신부(310)는 슬레이브모듈 송수신부(190), 마스터모듈 송수신부(290)로부터 수신된 신호를 운동기구 연산처리부(320)로 전송하며, 운동기구 연산처리부(320)에서 출력된 ID 요청신호를 슬레이브모듈 송수신부(190)로 전송하며, 알람신호 등을 마스터모듈 송수신부(290)로 전송한다.Thesports equipment transceiver 310 transmits a signal received from theslave module transceiver 190 and themaster module transceiver 290 to the sportsequipment operation processor 320, and the ID output from the sportsequipment operation processor 320 is included. The request signal is transmitted to theslave module transceiver 190, and the alarm signal and the like are transmitted to themaster module transceiver 290.
운동기구 연산처리부(320)는 슬레이브모듈 송수신부(190)로부터 운동기구 송수신부(310)를 통해 사용자 ID를 전달받으면, 운동기구 관리서버(400)에게 해당 사용자에 대한 지난 운동정보와 개인 기본 정보 및 기초 체력정보를 요청하고, 이들 정보를 바탕으로 초기 운동처방을 내린다. 또한, 지난 운동정보와 최초 개인 기본정보 및 기초 체력 정보를 통한 운동처방뿐만 아니라 슬레이브모듈 송수신부(190)로부터 운동기구 송수신부(310)를 통해 수신된 실시간으로 계측되는 생체 정보들을 바탕으로 운동 중 생체의 정보가 어떻게 변화하는지를 모니터링하고, 이를 실시간으로 운동처방에 반영하여 운동처방을 내린다. 이렇게 얻어진 운동처방을 근거로 운동기구 제어신호를 생성하여 운동기구 제어부(370)으로 전송하여 운동기구(310)의 제어가 이루어지게 한다.When the exercisemachine operation processor 320 receives the user ID from theslave module transceiver 190 through theexercise machine transceiver 310, the exercisemachine management server 400 sends the last exercise information and the personal basic information about the user. And basic fitness information, and based on the information, the initial exercise prescription. In addition, based on the biometric information measured in real time received through theexercise equipment transceiver 310 from theslave module transceiver 190 as well as exercise prescription through the last exercise information and the initial personal basic information and basic fitness information. It monitors how the information of the living body changes, and reflects this on the exercise prescription in real time to lower the exercise prescription. The exercise machine control signal is generated based on the exercise prescription thus obtained and transmitted to theexercise machine controller 370 to control theexercise machine 310.
운동기구 설정부(330)는 운동기구 온오프(ON/OFF), 운동기구 사용시간, 운동기구 사용모드 등을 수동 설정할 수 있다.The exercisedevice setting unit 330 may manually set an exercise device ON / OFF, an exercise device use time, an exercise device use mode, and the like.
운동기구 메모리부(340)는 사용자 ID, 사용자의 생체정보, 운동처방을 임시 저장하며, 운동기구 사용중 또는 종료후에 운동기구 관리서버(400)로 전송한다.The exercisedevice memory unit 340 temporarily stores the user ID, the user's biometric information, and the exercise prescription, and transmits to the exercisedevice management server 400 after the use of the exercise device or after the exercise device is finished.
운동기구 출력부(350)는 운동기구 연산처리부(320)의 출력신호를 출력한다. 즉, 사용자의 현재 운동처방, 사용자의 생체신호 및 건강상태 등등을 출력한다.The exercisemachine output unit 350 outputs an output signal of the exercisemachine operation processor 320. That is, it outputs the user's current exercise prescription, the user's biosignal, health status, and the like.
TV포트(360)는 운동기구(310)의 옆에 장착되어 있는 TV의 음원포트와 연결되어, TV의 음원을 운동기구 송수신부(310)를 통해 마스터 모듈(210)로 전송된다.The TV port 360 is connected to the sound source port of the TV mounted next to theexercise device 310, and transmits the sound source of the TV to themaster module 210 through theexercise device transceiver 310.
운동기구 제어부(370)는 운동기구 연산처리부(320)로부터의 운동기구 제어신호에따라 운동기구(310)를 제어한다.Theexercise device controller 370 controls theexercise device 310 according to the exercise device control signal from the exercisedevice calculation processor 320.
운동기구 관리서버(400)는 운동 시설 내의 서버로서, 운동 시설을 이용하는 사람들의 기본 개인 정보 데이터를 저장하고 있으며, 운동기구 단말기(300)로부터 해당 사용자의 운동처방 데이터를 수신하여 저장하며, 운동기구 단말기(300)의 데이터 요청시 요청된 데이터를  운동기구 단말기(300)로 전송한다.The exerciseequipment management server 400 is a server in an exercise facility, and stores basic personal information data of people using the exercise facility, receives and stores exercise prescription data of the corresponding user from theexercise equipment terminal 300, and exercise equipment. When the data request from the terminal 300 transmits the requested data to the exercise device terminal (300).
운동기구 단말기(300)는 운동기구 출력포트(395)를 통해 운동기구 관리서버(400)와 데이터 통신할 수 있다.Theexercise equipment terminal 300 may communicate data with the exerciseequipment management server 400 through the exerciseequipment output port 395.
도 3은 도 2의 운동기구 단말기에서의 운동처방을 결정하는 흐름도의 일예이다.3 is an example of a flowchart for determining an exercise prescription in the exercise device terminal of FIG. 2.
기초정보 수신단계로, 운동기구 단말기(300)의 운동기구 연산처리부(320)는 운동기구 관리서버(400)에게 해당 사용자에 대한 지난 운동정보와 개인 기본 정보 및 기초 체력정보를 요청하고, 운동기구 관리서버(400)로부터 이들 데이터를 수신한다(S110).In the basic information receiving step, the exerciseequipment operation processor 320 of theexercise equipment terminal 300 requests the exerciseequipment management server 400 the last exercise information and personal basic information and basic fitness information for the user, Receive these data from the management server 400 (S110).
여기서 기본 개인정보로, 신장, 체중, BMI, 수축기 혈압(mmHg), 확장기 혈압(mmHg), 안정시 심박수(Rest HR), 최대 심박수(Max HR) 등이 있다. 또한, 기초 체력 측정정보로, 민첩성(Side Step), 민첩성(근육반응), 민첩성(신경반응), 근 지구력, 순발력(ms), 평형성, 유연성(Cm), 근력 등이 있다. 이 정보는 피트니스 센터에 최초 방문 시 처음 측정하게 된다. 현재의 개인의 상태를 확인할 수 있는 파라미터들로,  24주 운동처방이 완료된 후 다시 재측정하여 다시 운동처방 군(群) 및 VO2max 단계를 재설정하는데 필요한 요소로 활용된다.The basic personal information may include height, weight, BMI, systolic blood pressure (mmHg), diastolic blood pressure (mmHg), resting heart rate (Rest HR), and maximum heart rate (Max HR). In addition, basic physical fitness measurement information includes agility (Side Step), agility (muscle reaction), agility (nerve reaction), muscle endurance, quickness (ms), balance, flexibility (Cm), muscle strength and the like. This information is initially measured on your first visit to the fitness center. As a parameter to check the current state of the individual, it is used as a necessary element to reset the exercise prescription group and the VO2max stage again by measuring again after the completion of the 24 weeks exercise prescription.
초기 운동처방단계로, 슬레이브 모듈로부터 수신된 심전도신호, PPG신호 등으로 부터 심혈관계 정보를 나타내는 심박수(HR), 심박변이도(HRV)와, 기초정보 수신단계에 수신된 기본개인정보, 기초체력측정정보를 바탕으로 VO2max를 추정하고, 추정된 VO2max로부터 초기 운동처방을 결정한다(S120).In the initial exercise prescription phase, heart rate (HR), heart rate variability (HRV) indicating cardiovascular information from an ECG signal, a PPG signal, etc. received from a slave module, and basic personal information and basic fitness measurement received in the basic information receiving step. VO2max is estimated based on the information, and the initial motion prescription is determined from the estimated VO2max (S120).
기구제어단계로, 운동처방에 따라 운동기구의 기구제어신호를 생성하여, 운동기구를 제어한다(S130).In the mechanical control step, by generating the mechanical control signal of the exercise equipment in accordance with the exercise prescription, and controls the exercise equipment (S130).
운동처방변경여부 판단단계로, 슬레이브 모듈(110)로부터 수신된 생체신호, 즉 심전도, PPG, 체온등으로부터 심박수(HR), 심박변이도(HRV), QT간격(QTinterval(QTc)), 체온 등의 신호를 운동기구 메모리부(340)에 저장된 기준범위 신호와 비교하여 운동처방을 변경할 것인지 여부를 결정한다(S140).In the step of determining the exercise prescription, the bio signals received from theslave module 110, that is, the heart rate (HR), heart rate variability (HRV), QT interval (QTinterval (QTc)), body temperature, etc. The signal is compared with the reference range signal stored in theexercise device memory 340 to determine whether to change the exercise prescription (S140).
즉, 운동처방변경 여부는 자동적으로 이루어지는데, 이는 현재 실시간 계측되고 있는 생체 파라미터를 바탕으로 판단하게 된다. 현재 계측되고 있는 심전도로부터 심박 정보와 심박변이도에서 자율신경계의 변화를 알 수 있는 주파수 분석을 실시간으로 평가하여 현재 주어진 운동 처방을 제대로 수행할 수 있는지를 지속적으로 실시간 모니터링하게 된다. 자율신경계의 주로 활성화된 주파수 영역의 PSD(power spectrum density) 수치에 따라 현재 운동자의 피로도를 분석하고 심전도의 QT interval/QTc를 계산하여 이를 바탕으로 현재 운동처방을 지속할 것인지, 변경할 것인지, 멈출 것인지를 판단하게 된다. 이때 운동기구 메모리부(340)에는 질환별, 연령별, 성별에 대하여 VO2max 값을 얻어, 이를 바탕으로 생체 신호 표준화 작업을 행하여, 각 생체신호에 대한 기준범위가 기저장되어 있다.That is, whether to change the exercise prescription is made automatically, which is determined based on the biometric parameters that are currently measured in real time. From the current electrocardiogram, the heart rate information and the frequency analysis that shows the changes in the autonomic nervous system in the heart rate variability are evaluated in real time to continuously monitor whether the current exercise regimen can be properly performed. Analyzes the current fatigue of the exerciser according to the power spectrum density (PSD) values of the autonomic nervous system, and calculates the QT interval / QTc of the ECG. Based on this, the current exercise prescription is continued, changed or stopped. Will be judged. At this time, the exercisedevice memory unit 340 obtains the VO2max value for each disease, age, and sex, and performs standardization of the biosignal based on this, and a reference range for each biosignal is stored in advance.
운동처방 재설정단계로, 운동처방변경여부 판단단계에서 운동처방을 변경한다고 판정되면, 운동처방을 재설정하고, 기구제어단계로 되돌아 간다(S150).In the exercise prescription resetting step, when it is determined that the exercise prescription is changed in the exercise prescription change status determination step, the exercise prescription is reset and the process returns to the instrument control step (S150).
유산소 운동일 경우,  기초정보(신장, 체중, BMI, 혈압, HR, Max HR 등)와, VO2max(기구측정치, 추후측정치로 대체), 운동량(Kcal), 기초체력정보 활용(민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 유연성, 근력) 을 통하여 점수화(기본 개인 정보만으로 얻는 정보에 대한 운동능력평가에서 보정값으로 역할)를 구하여 운동량, 즉운동처방을 결정한다. 즉, 유산소 운동에서의 운동처방은, 최초 피트니스센터 방문으로 얻은 두 가지 정보, 즉, 개인 기본정보와 기초체력 정보를 바탕으로 운동처방 군(群)이 나눠지게 되고, 그 분류는 다시 개인의 VO2max값에 따라 운동처방이 24주 프로그램으로 사용자에게 제공될 수 있다.In the case of aerobic exercise, basic information (height, weight, BMI, blood pressure, HR, Max HR, etc.), VO2max (measured and replaced by future measurements), exercise amount (Kcal), and use of basic fitness information (agility, muscle endurance, Quickness, balance, flexibility and strength) The amount of exercise, namely exercise prescription, is determined by obtaining scoring (which serves as a correction value in the exercise ability evaluation for information obtained only with basic personal information). That is, exercise prescription in aerobic exercise is divided into exercise prescription group based on two pieces of information obtained from the first visit to the fitness center, that is, personal basic information and basic fitness information, and the classification is again divided into individual VO2max. Depending on the value, exercise prescriptions may be provided to the user in a 24-week program. 다시말해, 운동처방은 개인 기본정보와 기초 체력정보를 통해 운동처방 군을 분류하고 다시 그 분류에서 VO2max에 의해 운동 프로토콜이 제시되는 방식으로 제공된다. VO2max값을 심혈관계의 정보로 1차적인 추정이 이루어진 후 2차적으로 상관성이 높은 개인 기초정보들을 선별하여 적용함으로써 에러율을 낮추는 방법으로 VO2max를 추정하게 된다.In other words, exercise prescriptions are provided in such a way as to classify exercise prescription groups through personal basic information and basic fitness information and again in the classification an exercise protocol is presented by VO2max. After the VO2max value is first estimated as the cardiovascular information, the VO2max is estimated by lowering the error rate by selecting and applying secondly highly correlated personal basic information.
무산소운동의 운동처방의 경우, 횟수, 중량, 세트 수 조합으로 운동처방을 결정한다.In the case of exercise prescription for anaerobic exercise, the exercise prescription is determined by the combination of the number, weight, and number of sets.
즉, 무산소운동의 운동처방의 경우, 최초 방문 시 10RM 테스트를 통해 1RM을 추정하며, 1RM(repetition maximum test) 값을 추정함으로써 운동자의 근력 운동능력을 판단하고 이에 맞게 횟수, 중량, 세트 수를 제공하게 된다. 1회 최대 반복량(1RM) 추정식은 가장 오차가 적다고 알려진 Wathan의 수학식 1을 통해 1차적으로 추정한다.That is, in the case of exercise prescription of anaerobic exercise, 1RM is estimated by the 10RM test at the first visit, and 1RM (repetition maximum test) value is estimated to determine the exerciser's strength exercise ability and provide the number, weight, and number of sets accordingly. Done. The one-time maximum repetition amount (1RM) estimate is primarily estimated from Wathan's Equation 1, which is known to have the least error.
[규칙 제26조에 의한 보정 24.03.2010] 
수학식 1[Revision 24.03.2010 under Rule 26]
 Equation 1 (단, REPS는 반복수임.)(However, REPS is a repetition number.)
종료여부 판단단계로, 만약 운동처방변경여부 판단단계에서 운동처방을 변경안한다고 판정되면, 사용자에 의한 운동정지인지(S160), 운동프로토콜 종료에 의한 운동정지인지(S170)을 판단하여, 사용자에 의한 운동정지인지이거나, 운동프로토콜 종료에 의한 운동정지이면 종료하고, 사용자에 의한 운동정지가 아니거나, 운동프로토콜 종료에 의한 운동정지가 아니면, 기구제어단계로 되돌아 간다.If it is determined that the exercise prescription is not changed in the determination of whether to change the exercise prescription, whether to stop the exercise by the user (S160) or determine whether the exercise stops by the termination of the exercise protocol (S170). If the exercise is stopped or if the exercise is stopped by the end of the exercise protocol, the process is terminated. If the exercise is not stopped by the user or the exercise is not stopped by the end of the exercise protocol, the process returns to the mechanism control step.
본발명에서는 사용자가 사용자 단말기를 장착하고 운동기구에서 운동을 하는 동안 사용자 단말기를 통해 사용자의 생체정보(Bio-Data)가 실시간적으로 운동기구 단말기에 전송되어 전송된 생체정보와 기존의 운동기구 관리서버에 있는 데이터를 바탕으로 실시간적으로 바이오 피드백(Bio-Feedback)되어 운동기구를 제어한다.In the present invention, the user's bio-data is transmitted to the exercise equipment terminal in real time through the user terminal while exercising on the exercise equipment, and the user manages the existing sports equipment Based on the data in the server, bio-feedback is performed in real time to control exercise equipment.
본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것이 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.The present invention is not limited to the above described and illustrated in the drawings, and of course, more modifications and variations are possible to those skilled in the art within the scope of the following claims.