本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種檢測人體摔倒的方法、裝置和鞋子。

背景技術(shù)：

隨著中國老齡化趨勢的加劇，中老年人口數(shù)量越來越多，同時(shí)隨著人們安全意識(shí)的提高，如何保證人身安全，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)處于危險(xiǎn)狀態(tài)的人，越來越受到重視。而中老年正是摔跤的高發(fā)人群，特別是一部分患中風(fēng)的中老年人，中風(fēng)發(fā)生之前可能會(huì)有一些類似頭暈頭疼以及眼前發(fā)黑等的癥狀，很容易導(dǎo)致突然摔跤。因?yàn)橹酗L(fēng)引起的突然摔跤而得不到快速的救治，其后果是難以想象的。另外還有些行動(dòng)不便的人在不小心摔跤后，無法得到快速及時(shí)的救治也有可能造成難以治愈的創(chuàng)傷，如何及時(shí)檢查出老年人摔倒越來越受到重視。

現(xiàn)有技術(shù)中，出現(xiàn)了具有計(jì)步、稱重等功能的鞋子，但無法檢測人體是否摔倒。因此，如何為鞋子增加一種能夠檢測人體是否摔倒的功能，是當(dāng)前亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的為提供一種檢測人體摔倒的方法、裝置和鞋子，旨在為鞋子增加一種檢測人體是否摔倒的功能。

為達(dá)以上目的，本發(fā)明實(shí)施例提出檢測人體摔倒的方法，所述方法應(yīng)用于鞋子，所述鞋子包括加速度傳感器和壓力傳感器，所述方法包括以下步驟：

讀取所述加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)；

判斷所述加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；

當(dāng)滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)，讀取所述壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)；

判斷所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝担?/p>

當(dāng)所述差值小于或等于閾值時(shí)，判定人體摔倒。

可選地，所述加速度檢測數(shù)據(jù)包括重力加速度的檢測方向，所述判斷所述加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件包括：

計(jì)算所述重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度；

判斷所述偏移角度是否大于或等于預(yù)設(shè)角度；

若是，則判定滿足所述預(yù)設(shè)條件。

可選地，所述預(yù)設(shè)角度大于或等于60度。

可選地，所述加速度檢測數(shù)據(jù)包括x軸、y軸或z軸的加速度值，所述判斷所述加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件包括：

判斷所述加速度值是否大于或等于預(yù)設(shè)值；

若是，則判定滿足所述預(yù)設(shè)條件。

可選地，所述讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)包括：定時(shí)讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。

可選地，所述讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)包括：當(dāng)接收到中斷信號(hào)時(shí)，讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。

可選地，所述判斷所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝蛋ǎ?/p>

計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)讀取的所述壓力檢測數(shù)據(jù)的平均值與初始?jí)毫χ档牟钪担?/p>

判斷所述平均值與所述初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝担?/p>

若是，則判定所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝怠?/p>

可選地，所述判斷所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝蛋ǎ?/p>

計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)每次讀取的所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪担?/p>

判斷是否每一個(gè)差值均小于或等于閾值；

若是，則判定所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝怠?/p>

可選地，所述判定人體摔倒的步驟之后還包括：進(jìn)行報(bào)警操作。

可選地，所述進(jìn)行報(bào)警操作包括：發(fā)出報(bào)警聲和/或向指定的終端發(fā)送報(bào)警信息。

本發(fā)明實(shí)施例同時(shí)提出一種檢測人體摔倒的裝置，所述裝置應(yīng)用于鞋子，所述鞋子包括加速度傳感器和壓力傳感器，所述裝置包括：

第一讀取模塊，用于讀取所述加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)；

第一判斷模塊，用于判斷所述加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；

第二讀取模塊，用于當(dāng)滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)，讀取所述壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)；

第二判斷模塊，用于判斷所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝担?/p>

判定模塊，用于當(dāng)所述差值小于或等于閾值時(shí)，判定人體摔倒。

可選地，所述加速度檢測數(shù)據(jù)包括重力加速度的檢測方向，所述第一判斷模塊包括：

角度計(jì)算單元，用于計(jì)算所述重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度；

角度判斷單元，用于判斷所述偏移角度是否大于或等于預(yù)設(shè)角度；

第一條件判定單元，用于若所述偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度，則判定滿足所述預(yù)設(shè)條件。

可選地，所述加速度檢測數(shù)據(jù)包括x軸、y軸或z軸的加速度值，所述第一判斷模塊包括：

加速度判斷單元，用于判斷所述加速度值是否大于或等于預(yù)設(shè)值；

第二條件判定單元，用于若所述加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值，則判定滿足所述預(yù)設(shè)條件。

可選地，所述第一讀取模塊用于：定時(shí)讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。

可選地，所述第一讀取模塊用于：當(dāng)接收到中斷信號(hào)時(shí)，讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。

可選地，所述第二判斷模塊包括：

第一差值計(jì)算單元，用于計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)讀取的所述壓力檢測數(shù)據(jù)的平均值與初始?jí)毫χ档牟钪担?/p>

第一差值判斷單元，用于判斷所述平均值與所述初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝担?/p>

第一壓力判定單元，用于若所述平均值與所述初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝?，則判定所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝怠?/p>

可選地，所述第二判斷模塊包括：

第二差值計(jì)算單元，用于計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)每次讀取的所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪担?/p>

第二差值判斷單元，用于判斷是否每一個(gè)差值均小于或等于閾值；

第二壓力判定單元，用于若每一個(gè)差值均小于或等于閾值，則判定所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝怠?/p>

可選地，所述裝置還包括報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊用于：當(dāng)判定人體摔倒后，進(jìn)行報(bào)警操作。

可選地，所述報(bào)警模塊用于：發(fā)出報(bào)警聲和/或向指定的終端發(fā)送報(bào)警信息。

本發(fā)明實(shí)施例還提出一種鞋子，所述鞋子包括鞋本體，以及設(shè)置于所述鞋本體的加速度傳感器、壓力傳感器、存儲(chǔ)器、處理器和至少一個(gè)被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并被配置為由所述處理器執(zhí)行的應(yīng)用程序，所述應(yīng)用程序被配置為用于執(zhí)行前述檢測人體摔倒的方法。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種檢測摔倒的方法，通過在鞋子中設(shè)置加速度傳感器和壓力傳感器，并讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)和壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)，對(duì)加速度檢測數(shù)據(jù)和壓力檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)準(zhǔn)確的判斷出人體是否摔倒，從而為鞋子增加了一種檢測人體是否摔倒的功能，使得摔倒者能夠及時(shí)快速的得到救助，避免了重大傷害、癱瘓甚至死亡等嚴(yán)重后果的發(fā)生。本發(fā)明實(shí)施例檢測摔倒的方法，結(jié)合加速度傳感器和壓力傳感器在人體摔倒過程中的變化規(guī)律來共同判斷人體是否摔倒，大幅度提高了檢測的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明檢測人體摔倒的方法第一實(shí)施例的流程圖；

圖2是本發(fā)明的檢測人體摔倒的方法第二實(shí)施例的流程圖；

圖3是應(yīng)用本發(fā)明檢測人體摔倒的方法的鞋子的一種主電子裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是應(yīng)用本發(fā)明檢測人體摔倒的方法的鞋子的一種輔電子裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖3所示的主電子裝置的中央處理單元和壓力傳感器以及加速度傳感器的連接示意圖；

圖6是本發(fā)明的檢測人體摔倒的裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖6中的第一判斷模塊的模塊示意圖；

圖8是圖6中的第一判斷模塊的另一模塊示意圖；

圖9是圖6中的第二判斷模塊的模塊示意圖；

圖10是圖6中的第二判斷模塊的另一模塊示意圖；

圖11是本發(fā)明檢測人體摔倒的裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或無線耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的全部或任一單元和全部組合。

參照?qǐng)D1，提出本發(fā)明檢測人體摔倒的方法第一實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：

s11、讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例檢測人體摔倒的方法，主要應(yīng)用于鞋子，該鞋子內(nèi)置檢測人體摔倒的電子裝置，該電子裝置包括加速度傳感器和壓力傳感器?？梢詢H在一只鞋子內(nèi)設(shè)置電子裝置，優(yōu)選在兩只鞋子內(nèi)均設(shè)置電子裝置。加速度傳感器優(yōu)選為三軸加速度傳感器，可以檢測x軸、y軸和z軸三個(gè)方向的加速度，以及重力加速度的方向。

可選地，可以定時(shí)讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。

可選地，當(dāng)加速度傳感器上x軸、y軸或z軸方向上的加速度發(fā)生變化時(shí)，該加速度傳感器會(huì)產(chǎn)生中斷。當(dāng)接收到加速度傳感器的中斷信號(hào)時(shí)，則讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。從而當(dāng)腳靜止時(shí)，就無需頻繁讀取數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就可以進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而節(jié)省電量。

加速度檢測數(shù)據(jù)包括重力加速度的檢測方向以及x軸、y軸和/或z軸方向的加速度值中的任意一種或兩種?？梢詢H讀取一只鞋子的加速度檢測數(shù)據(jù)，也可以讀取兩只鞋子的加速度檢測數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，可以在短時(shí)間內(nèi)(如1秒內(nèi))連續(xù)多次(每次間隔t0時(shí)間，t0優(yōu)選毫秒級(jí))循環(huán)讀取重力加速度的檢測方向和/或xyz方向上的加速度值，以提高檢測精度，防止誤判。

s12、判斷加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件。當(dāng)滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，進(jìn)入步驟s13；當(dāng)不滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，結(jié)束流程。

預(yù)設(shè)條件可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，可以根據(jù)重力加速度的檢測方向設(shè)置預(yù)設(shè)條件，也可以根據(jù)xyz軸方向的加速度值設(shè)置預(yù)設(shè)條件，還可以綜合前述重力加速度的檢測方向和xyz軸方向的加速度值設(shè)置預(yù)設(shè)條件。

可選地，當(dāng)加速度檢測數(shù)據(jù)包括重力加速度的檢測方向時(shí)，則首先計(jì)算重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度，然后判斷偏移角度是否大于或等于預(yù)設(shè)角度，如果偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度，則判定滿足預(yù)設(shè)條件，否則判定不滿足預(yù)設(shè)條件。

人體在摔倒時(shí)，特別是向前撲倒時(shí)，鞋子一般會(huì)翻轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致內(nèi)置于鞋子內(nèi)的加速度傳感器的重力加速度的檢測方向也會(huì)相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)。因此，假設(shè)加速度傳感器的坐標(biāo)系中z軸豎直向下，則鞋子平放時(shí)重力加速度的檢測方向?yàn)閦軸方向，設(shè)z軸方向?yàn)橹亓铀俣鹊某跏挤较?。?dāng)鞋子發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，由于重力加速度的實(shí)際方向始終豎直向下，而鞋子翻轉(zhuǎn)后加速度傳感器也隨之翻轉(zhuǎn)，因此重力加速度的檢測方向也會(huì)生翻轉(zhuǎn)，不再是z軸方向，而是偏移z軸方向一定角度。當(dāng)鞋子偏移z軸方向(即初始方向)預(yù)設(shè)角度時(shí)，則認(rèn)定人體疑似摔倒，判定滿足預(yù)設(shè)條件。

當(dāng)步驟s11中在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次循環(huán)讀取重力加速度的檢測方向時(shí)，則需要每次讀取的重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度均大于或等于預(yù)設(shè)角度時(shí)，或者多次讀取的重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度的平均角度大于或等于預(yù)設(shè)角度時(shí)，或者讀取的重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度的次數(shù)超過預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，才判定滿足預(yù)設(shè)條件。從而可以提高檢測精度，防止誤判。

預(yù)設(shè)角度可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，可選地，可以設(shè)置預(yù)設(shè)角度為大于或等于60度，如設(shè)置在60度到90度之間。

可選地，當(dāng)加速度檢測數(shù)據(jù)包括x軸、y軸和/或z軸的加速度值時(shí)，則比較該加速度值與預(yù)設(shè)值的大小，判斷該加速度值是否大于或等于預(yù)設(shè)值，如果該加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值，則判定滿足預(yù)設(shè)條件，否則判定不滿足預(yù)設(shè)條件。

人體滑倒時(shí)，包括向前滑動(dòng)、向后滑倒、側(cè)向滑倒等，鞋子的加速度通常會(huì)瞬間增大。因此，通過比較x軸、y軸和/或z軸方向的加速度值與預(yù)設(shè)值的大小，當(dāng)任一方向的加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，則認(rèn)定人體疑似摔倒，判定滿足預(yù)設(shè)條件。預(yù)設(shè)值可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，如可以設(shè)置為10m/s2左右。

當(dāng)步驟s11中在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次循環(huán)讀取xyz方向上的加速度值時(shí)，則需要每次讀取的加速度值均大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，或者多次讀取的加速度值的平均值大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，或者讀取的加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值的次數(shù)超過預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，才判定滿足預(yù)設(shè)條件。

可選地，也可以將前述兩種方案結(jié)合起來，當(dāng)重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度，且x軸、y軸或z軸的加速度值的加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，才判定滿足預(yù)設(shè)條件。這種情況一般是人體滑倒且至少一只鞋子飛出去的情形。

s13、讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)。

當(dāng)滿足預(yù)設(shè)條件，認(rèn)定人體疑似摔倒時(shí)，則讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)，以進(jìn)行進(jìn)一步判斷和確認(rèn)。

可選地，可以在判定滿足預(yù)設(shè)條件后的預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，連續(xù)多次循環(huán)讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)，以提高檢測精度，防止誤判。所述預(yù)設(shè)時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，如設(shè)定為5-10秒鐘。

s14、判斷壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝怠．?dāng)差值小于或等于閾值時(shí)，進(jìn)入步驟s14；當(dāng)差值大于閾值時(shí)，結(jié)束流程，可以判定人體沒有摔倒。

當(dāng)人體摔倒時(shí)，人體的重量已不再全部落在鞋子上，因此鞋子的壓力檢測數(shù)據(jù)會(huì)明顯減小，并接近初始?jí)毫χ?。?dāng)接近初始?jí)毫χ颠_(dá)到一定程度，即壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝禃r(shí)，則進(jìn)入步驟s15，確定人體摔倒。

鞋子的初始?jí)毫χ?，可以是鞋子閑置時(shí)(即沒有腳穿進(jìn)鞋子時(shí))其壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)?？蛇x地，當(dāng)人體正常行走時(shí)，兩只腳交替騰空和落地，此時(shí)鞋子的壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)也在一個(gè)較大的和一個(gè)較小的數(shù)據(jù)之間輪流交替，而且較大的數(shù)據(jù)與較小的數(shù)據(jù)相差很大，可以求出多次測得的較小的壓力檢測數(shù)據(jù)的平均值作為初始?jí)毫χ怠?/p>

當(dāng)步驟s13中在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次循環(huán)讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)時(shí)，可以計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)讀取的壓力檢測數(shù)據(jù)的平均值與初始?jí)毫χ档牟钪?，并判斷平均值與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝担羰?，則判定壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝?。也可以?jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)每次讀取的壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪?，并判斷是否每一個(gè)差值均小于或等于閾值，若是，則判定壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝?。從而可以提高檢測精度，防止誤判。

s15、判定人體摔倒。

當(dāng)鞋子的壓力檢測數(shù)據(jù)接近初始?jí)毫χ颠_(dá)到一定程度，即壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝禃r(shí)，則判定人體摔倒。

進(jìn)一步地，如圖2所示，在本發(fā)明檢測人體摔倒的方法第二實(shí)施例中，步驟s15之后還包括：

步驟s16、進(jìn)行報(bào)警操作。

當(dāng)人體摔倒時(shí)，可以直接通過發(fā)聲裝置發(fā)出報(bào)警聲，以引起附近的人的注意而獲得幫助。也可以向指定的終端發(fā)送報(bào)警信息，也通知指定人員，，如家人、醫(yī)護(hù)人員或者其他可以實(shí)施救護(hù)的人員。還可以既發(fā)出報(bào)警聲，又向指定的終端發(fā)送報(bào)警信息，從多種渠道獲取幫助。從而讓摔倒者能夠得到及時(shí)救治，盡可能避免重大傷害、癱瘓甚至死亡等嚴(yán)重后果的發(fā)生。

本發(fā)明實(shí)施例檢測人體摔倒的方法，可以應(yīng)用于鞋子，并可以在兩只鞋子內(nèi)均設(shè)置檢測人體摔倒的電子裝置，優(yōu)選設(shè)置在鞋子的鞋跟內(nèi)。一只鞋中的電子裝置為主電子裝置，另一只鞋子中的電子裝置為輔電子裝置。

如圖3所示，主電子裝置包括中央處理單元、電池、壓力傳感器、加速度傳感器、藍(lán)牙單元，還可以進(jìn)一步包括報(bào)警單元，還可以進(jìn)一步包括充電電源管理單元，中央處理單元分別與壓力傳感器、加速度傳感器、藍(lán)牙單元、報(bào)警單元和充電電源管理單元連接。

如圖4所示，輔電子裝置與主電子裝置相比，節(jié)省了中央處理單元和報(bào)警單元，藍(lán)牙單元分別與壓力傳感器、加速度傳感器和充電電源管理單元連接。主電子裝置與輔電子裝置通過藍(lán)牙單元以主從(master-slave)方式連接，中央處理單元通過藍(lán)牙單元讀取輔電子裝置的加速度傳感器和壓力傳感器的檢測數(shù)據(jù)，從而使得兩只鞋子共用一個(gè)中央處理單元和報(bào)警單元，節(jié)省了元件成本。

前述藍(lán)牙單元優(yōu)選藍(lán)牙低功耗(bluetoothlowenergy，ble)片上系統(tǒng)(systemonachip，soc)芯片，以降低功耗，節(jié)省電量。

如圖5所示，主電子裝置中，中央處理單元通過i2c總線分別與加速度傳感器和壓力傳感器連接。中央處理單元可以通過i2c總線定時(shí)讀取加速度傳感器加速度檢測數(shù)據(jù)?？蛇x地，中央處理單元還可以通過中斷口與加速度傳感器連接，當(dāng)加速度傳感器上xyz方向上的加速度有變化時(shí)，該加速度傳感器會(huì)產(chǎn)生中斷，通過中斷口通知中央處理單元，中央處理單元接收到中斷信號(hào)后，則讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)，這種讀取方式更加省電。

加速度傳感器優(yōu)選三軸加速度傳感器，其首先得到的是x、y、z方向上的加速度的模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)經(jīng)過放大器放大處理，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，就得到了x、y、z方向上的加速度的數(shù)值，此數(shù)值可以被中央處理單元通過i2c總線讀取。

在人行走過程中，中央處理單元讀取至少一只鞋子的加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)，判斷該加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)，判斷壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝?，?dāng)差值小于或等于閾值時(shí)，判定人體摔倒。

其中，當(dāng)至少一只鞋子的重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度，且至少一只鞋子的壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝禃r(shí)，可以判定人體向前摔倒；當(dāng)至少一只鞋子的x軸、y軸或z軸的加速度值的加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值，且至少一只鞋子的壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝禃r(shí)，可以判定人體向后摔倒；當(dāng)至少一只鞋子的重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度，且至少一只鞋子的壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝?，以及至少一只鞋子的壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝禃r(shí)，可以判定人體摔倒且至少一只鞋子脫離了腳。

本發(fā)明實(shí)施例的檢測人體摔倒的方法，通過在鞋子中設(shè)置加速度傳感器和壓力傳感器，并讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)和壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)，對(duì)加速度檢測數(shù)據(jù)和壓力檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)準(zhǔn)確的判斷出人體是否摔倒，從而為鞋子提供了檢測人體摔倒的功能，使得摔倒者能夠及時(shí)快速的得到救助，避免了重大傷害、癱瘓甚至死亡等嚴(yán)重后果的發(fā)生。本發(fā)明實(shí)施例檢測摔倒的方法，結(jié)合加速度傳感器和壓力傳感器在人體摔倒過程中的變化規(guī)律來共同判斷人體是否摔倒，大幅度提高了檢測的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明實(shí)施例的檢測人體摔倒的方法，適用于老人、兒童等需要照顧的人群，特別適用于中風(fēng)患者及行動(dòng)不便的容易摔倒的中老年人。并且人們起床后必穿鞋子，且穿上鞋子就開始檢測，因此基本上能實(shí)現(xiàn)外出時(shí)的全天候檢測，不會(huì)出現(xiàn)遺漏或遺忘的情形，極大的提升了用戶體驗(yàn)。

參照?qǐng)D6，提出本發(fā)明檢測人體摔倒的裝置第一實(shí)施例，該裝置主要應(yīng)用于鞋子，該鞋子包括加速度傳感器和壓力傳感器。該裝置包括第一讀取模塊10、第一判斷模塊20、第二讀取模塊30、第二判斷模塊40和判定模塊50，其中：

第一讀取模塊10：用于讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)，并將加速度檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給第一判斷模塊20。

可選地，第一讀取模塊10可以定時(shí)讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。

可選地，當(dāng)加速度傳感器上x軸、y軸或z軸方向上的加速度發(fā)生變化時(shí)，該加速度傳感器會(huì)產(chǎn)生中斷。當(dāng)接收到加速度傳感器的中斷信號(hào)時(shí)，第一讀取模塊10則讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)。從而當(dāng)腳靜止時(shí)，就無需頻繁讀取數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就可以進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而節(jié)省電量。

加速度檢測數(shù)據(jù)包括重力加速度的檢測方向以及x軸、y軸和/或z軸方向的加速度值中的任意一種或兩種。第一讀取模塊10可以僅讀取一只鞋子的加速度檢測數(shù)據(jù)，也可以讀取兩只鞋子的加速度檢測數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，第一讀取模塊10可以在短時(shí)間內(nèi)(如1秒內(nèi))連續(xù)多次(每次間隔t0時(shí)間，t0優(yōu)選毫秒級(jí))循環(huán)讀取重力加速度的檢測方向和/或xyz方向上的加速度值，以提高檢測精度，防止誤判。

第一判斷模塊20：用于判斷加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件。當(dāng)滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，通知第二讀取模塊30。

預(yù)設(shè)條件可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，可以根據(jù)重力加速度的檢測方向設(shè)置預(yù)設(shè)條件，也可以根據(jù)xyz軸方向的加速度值設(shè)置預(yù)設(shè)條件，還可以綜合前述重力加速度的檢測方向和xyz軸方向的加速度值設(shè)置預(yù)設(shè)條件。

第一判斷模塊20可以通過以下方式判斷加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件：

可選地，當(dāng)加速度檢測數(shù)據(jù)包括重力加速度的檢測方向時(shí)，第一判斷模塊20如圖7所示，包括角度計(jì)算單元21、角度判斷單元22和第一條件判定單元23，其中：角度計(jì)算單元21，用于計(jì)算重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度；角度判斷單元22，用于判斷重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度是否大于或等于預(yù)設(shè)角度；第一條件判定單元23，用于若偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度，則判定滿足預(yù)設(shè)條件。

人體在摔倒時(shí)，特別是向前撲倒時(shí)，鞋子一般會(huì)翻轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致內(nèi)置于鞋子內(nèi)的加速度傳感器的重力加速度的檢測方向也會(huì)相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)。因此，假設(shè)加速度傳感器的坐標(biāo)系中z軸豎直向下，則鞋子平放時(shí)重力加速度的檢測方向?yàn)閦軸方向，設(shè)z軸方向?yàn)橹亓铀俣鹊某跏挤较?。?dāng)鞋子發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，由于重力加速度的實(shí)際方向始終豎直向下，而鞋子翻轉(zhuǎn)后加速度傳感器也隨之翻轉(zhuǎn)，因此重力加速度的檢測方向也會(huì)生翻轉(zhuǎn)，不再是z軸方向，而是偏移z軸方向一定角度。當(dāng)鞋子偏移z軸方向(即初始方向)預(yù)設(shè)角度時(shí)，第一判斷模塊20則認(rèn)定人體疑似摔倒，判定滿足預(yù)設(shè)條件，否則判定不滿足預(yù)設(shè)條件。

當(dāng)?shù)谝蛔x取模塊10在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次循環(huán)讀取重力加速度的檢測方向時(shí)，則需要每次讀取的重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度均大于或等于預(yù)設(shè)角度時(shí)，或者多次讀取的重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度的平均角度大于或等于預(yù)設(shè)角度時(shí)，或者讀取的重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度的次數(shù)超過預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，第一判斷模塊20才判定滿足預(yù)設(shè)條件。從而可以提高檢測精度，防止誤判。

預(yù)設(shè)角度可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，可選地，可以設(shè)置預(yù)設(shè)角度為大于或等于60度，如設(shè)置在60度到90度之間。

可選地，當(dāng)加速度檢測數(shù)據(jù)包括x軸、y軸和/或z軸的加速度值時(shí)，第一判斷模塊20如圖8所示，包括加速度判斷單元24和第二條件判定單元25，其中：加速度判斷單元24，用于判斷x軸、y軸和/或z軸的加速度值是否大于或等于預(yù)設(shè)值；第二條件判定單元25，用于若x軸、y軸和/或z軸的加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值，則判定滿足預(yù)設(shè)條件，否則判定不滿足預(yù)設(shè)條件。

人體滑倒時(shí)，包括向前滑動(dòng)、向后滑倒、側(cè)向滑倒等，鞋子的加速度通常會(huì)瞬間增大。因此，第一判斷模塊20通過比較x軸、y軸和/或z軸方向的加速度值與預(yù)設(shè)值的大小，當(dāng)任一方向的加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，則認(rèn)定人體疑似摔倒，判定滿足預(yù)設(shè)條件。預(yù)設(shè)值可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，如可以設(shè)置為10m/s²左右。

當(dāng)?shù)谝蛔x取模塊10在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次循環(huán)讀取xyz方向上的加速度值時(shí)，則需要每次讀取的加速度值均大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，或者多次讀取的加速度值的平均值大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，或者讀取的加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值的次數(shù)超過預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，第一判斷模塊20才判定滿足預(yù)設(shè)條件。

可選地，也可以將前述兩種方案結(jié)合起來，當(dāng)重力加速度的檢測方向與初始方向的偏移角度大于或等于預(yù)設(shè)角度，且x軸、y軸或z軸的加速度值的加速度值大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，第一判斷模塊20才判定滿足預(yù)設(shè)條件。這種情況一般是人體滑倒且至少一只鞋子飛出去的情形。

第二讀取模塊30：用于當(dāng)加速度檢測數(shù)據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)。并將壓力檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給第二判斷模塊40。

可選地，第二讀取模塊30可以在判定滿足預(yù)設(shè)條件后的預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，連續(xù)多次循環(huán)讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)，以提高檢測精度，防止誤判。所述預(yù)設(shè)時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，如設(shè)定為5-10秒鐘。

第二判斷模塊40：用于判斷壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝怠Ｈ羰?，則通知判定模塊50。

當(dāng)人體摔倒時(shí)，人體的重量已不再全部落在鞋子上，因此鞋子的壓力檢測數(shù)據(jù)會(huì)明顯減小，并接近初始?jí)毫χ?。?dāng)接近初始?jí)毫χ颠_(dá)到一定程度，即壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝禃r(shí)，則說明人體摔倒。

鞋子的初始?jí)毫χ担梢允切娱e置時(shí)(即沒有腳穿進(jìn)鞋子時(shí))其壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)?？蛇x地，當(dāng)人體正常行走時(shí)，兩只腳交替騰空和落地，此時(shí)鞋子的壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)也在一個(gè)較大的和一個(gè)較小的數(shù)據(jù)之間輪流交替，而且較大的數(shù)據(jù)與較小的數(shù)據(jù)相差很大，可以求出多次測得的較小的壓力檢測數(shù)據(jù)的平均值作為初始?jí)毫χ怠?/p>

當(dāng)?shù)诙x取模塊30在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次循環(huán)讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)時(shí)，第二判斷模塊40可以通過以下方式判斷壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝担?/p>

可選地，第二判斷模塊40如圖9所示，包括第一差值計(jì)算單元41、第一差值判斷單元42和第一壓力判定單元43，其中：第一差值計(jì)算單元41，用于計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)讀取的壓力檢測數(shù)據(jù)的平均值與初始?jí)毫χ档牟钪担坏谝徊钪蹬袛鄦卧?2，用于判斷平均值與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝?；第一壓力判定單?3，用于若平均值與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝?，則判定壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝?。從而可以提高檢測精度，防止誤判。

可選地，第二判斷模塊40如圖10所示，包括第二差值計(jì)算單元44、第二差值判斷單元45和第二壓力判定單元46，其中：第二差值計(jì)算單元44，用于計(jì)算在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)每次讀取的壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪?；第二差值判斷單?5，用于判斷是否每一個(gè)差值均小于或等于閾值；第二壓力判定單元46，用于若每一個(gè)差值均小于或等于閾值，則判定壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝?。從而可以提高檢測精度，防止誤判。

判定模塊50：用于當(dāng)壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝禃r(shí)，判定人體摔倒。

當(dāng)鞋子的壓力檢測數(shù)據(jù)接近初始?jí)毫χ颠_(dá)到一定程度，即壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪敌∮诨虻扔陂撝禃r(shí)，判定模塊50則判定人體摔倒。

進(jìn)一步地，如圖11所示，在本發(fā)明檢測人體摔倒的裝置第二實(shí)施例中，該裝置還包括報(bào)警模塊60，該報(bào)警模塊60用于：當(dāng)人體摔倒時(shí)，進(jìn)行報(bào)警操作。

具體的，當(dāng)人體摔倒時(shí)，報(bào)警模塊60可以直接通過發(fā)聲裝置發(fā)出報(bào)警聲，以引起附近的人的注意而獲得救助。也可以向指定的終端發(fā)送報(bào)警信息，也通知指定人員，如家人、醫(yī)護(hù)人員或者其他可以實(shí)施救護(hù)的人員。還可以既發(fā)出報(bào)警聲，又向指定的終端發(fā)送報(bào)警信息，從多種渠道獲取幫助。從而讓摔倒者能夠得到及時(shí)救治，盡可能避免重大傷害、癱瘓甚至死亡等嚴(yán)重后果的發(fā)生。

本發(fā)明實(shí)施例檢測摔倒的裝置，通過在鞋子中設(shè)置加速度傳感器和壓力傳感器，并讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)和壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)，對(duì)加速度檢測數(shù)據(jù)和壓力檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)準(zhǔn)確的判斷出人體是否摔倒，從而為鞋子提供了檢測人體摔倒的功能，使得摔倒者能夠及時(shí)快速的得到救助，避免了重大傷害、癱瘓甚至死亡等嚴(yán)重后果的發(fā)生。本發(fā)明實(shí)施例檢測摔倒的裝置，結(jié)合加速度傳感器和壓力傳感器在人體摔倒過程中的變化規(guī)律來共同判斷人體是否摔倒，大幅度提高了檢測的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明同時(shí)提出一種鞋子，該鞋子包括鞋本體，以及設(shè)置于鞋本體的加速度傳感器、壓力傳感器、存儲(chǔ)器、處理器和至少一個(gè)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并被配置為由處理器執(zhí)行的應(yīng)用程序，所述應(yīng)用程序被配置為用于執(zhí)行檢測人體摔倒的方法。所述檢測人體摔倒的方法包括以下步驟：讀取加速度傳感器的加速度檢測數(shù)據(jù)；判斷所述加速度檢測數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；當(dāng)滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)，讀取壓力傳感器的壓力檢測數(shù)據(jù)；判斷所述壓力檢測數(shù)據(jù)與初始?jí)毫χ档牟钪凳欠裥∮诨虻扔陂撝?；?dāng)所述差值小于或等于閾值時(shí)，判定人體摔倒。本實(shí)施例中所描述的檢測人體摔倒的方法為本發(fā)明中上述實(shí)施例所涉及的檢測人體摔倒的方法，在此不再贅述。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明包括涉及用于執(zhí)行本申請(qǐng)中所述操作中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備。這些設(shè)備可以為所需的目的而專門設(shè)計(jì)和制造，或者也可以包括通用計(jì)算機(jī)中的已知設(shè)備。這些設(shè)備具有存儲(chǔ)在其內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序，這些計(jì)算機(jī)程序選擇性地激活或重構(gòu)。這樣的計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)在設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī))可讀介質(zhì)中或者存儲(chǔ)在適于存儲(chǔ)電子指令并分別耦聯(lián)到總線的任何類型的介質(zhì)中，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括但不限于任何類型的盤(包括軟盤、硬盤、光盤、cd-rom、和磁光盤)、rom(read-onlymemory，只讀存儲(chǔ)器)、ram(randomaccessmemory，隨機(jī)存儲(chǔ)器)、eprom(erasableprogrammableread-onlymemory，可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器)、eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)、閃存、磁性卡片或光線卡片。也就是，可讀介質(zhì)包括由設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī))以能夠讀的形式存儲(chǔ)或傳輸信息的任何介質(zhì)。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以用計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)圖和/或框圖和/或流圖中的每個(gè)框以及這些結(jié)構(gòu)圖和/或框圖和/或流圖中的框的組合。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以將這些計(jì)算機(jī)程序指令提供給通用計(jì)算機(jī)、專業(yè)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理方法的處理器來實(shí)現(xiàn)，從而通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理方法的處理器來執(zhí)行本發(fā)明公開的結(jié)構(gòu)圖和/或框圖和/或流圖的框或多個(gè)框中指定的方案。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明中已經(jīng)討論過的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案可以被交替、更改、組合或刪除。進(jìn)一步地，具有本發(fā)明中已經(jīng)討論過的各種操作、方法、流程中的其他步驟、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、組合或刪除。進(jìn)一步地，現(xiàn)有技術(shù)中的具有與本發(fā)明中公開的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、組合或刪除。

以上參照附圖說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)，可以有多種變型方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，比如作為一個(gè)實(shí)施例的特征可用于另一實(shí)施例而得到又一實(shí)施例。凡在運(yùn)用本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)在本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。