체압 분포를 재는 침대와 깔창

하드웨어 · 펌웨어 · PC 프로그램 · 알고리즘2020.01 ~ 2020.06

압력 센서를 배열한 침대와 깔창을 만들고, 값을 실시간으로 히트맵으로 그리는 프로그램과 분석 알고리즘을 붙였습니다.


과제 배경

병원용 압력 측정 장비는 비싸고 설치가 복잡해 일상에서 쓰기 어려웠습니다. 값을 모아도 실시간으로 보거나 분석하는 부분이 없어 활용되지 못했습니다.

주요 설계 결정

통신 경로

블루투스와 USB 를 함께 지원했습니다

센서 수십 개에서 값이 동시에 올라옵니다. 무선으로 감당이 안 되는 자리가 있고, 반대로 선을 끌 수 없는 자리도 있습니다.

제품별 회로

침대형과 깔창형에 센서 수와 배치를 각각 맞춰 설계했습니다

누운 몸과 선 발은 하중이 실리는 자리가 다릅니다. 같은 배열을 쓰면 한쪽은 빈 곳을 재게 됩니다.

분석 알고리즘

논문의 알고리즘을 제품 조건에 맞게 바꿔 넣었습니다

논문은 정제된 데이터로 돕니다. 실제 센서 값에는 잡음과 결측이 있어 그대로는 안 돕니다.

제공 기능

제공 기능
기능내용
압력 센서 배열센서를 배열해 체중이 어디에 실리는지를 세밀하게 잡습니다.
실시간 시각화Qt 로 만든 프로그램이 들어오는 값을 그래프와 히트맵으로 그립니다.
유무선 동시 지원블루투스와 USB 를 함께 써서 설치 환경에 맞게 고릅니다.
패턴 분석압력 패턴에서 족저질환과 허리 불균형 징후를 가려 위험도를 냅니다.

수행 결과

  • 수십 개 센서 값을 실시간으로 받아 그래프와 히트맵으로 그립니다.
  • 침대형과 깔창형을 같은 소프트웨어로 다룹니다.
  • 수기로 적고 나중에 분석하던 과정이 사라졌습니다.

시스템 구성도

사용자와 기기서버아날로그BT / USB압력 센서 배열침대형 / 깔창형하중 분포를 잽니다수집 보드ESP32 + PCB센서를 모아 보냅니다시각화 프로그램Qt히트맵으로 그립니다분석 알고리즘패턴에서 징후를 봅니다

점선은 외부 서비스를 사용하는 항목입니다.

설계 원칙

설계 원칙과 적용 방법
원칙적용 방법
무선이 안 되는 자리에서도 쓸 수 있다블루투스와 USB 를 함께 지원합니다
누운 몸과 선 발을 같은 배열로 재지 않는다제품별로 센서 수와 배치를 따로 설계했습니다

적용 기술

ESP32QtPCBBluetoothUSBArduinoCAD

관련 프로젝트