一種智能人體跌倒監(jiān)護裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種人體隨身攜帶的監(jiān)護裝置，尤其涉及一種能夠?qū)θ梭w是否跌倒進行監(jiān)護的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)代人的生活標準不斷提高，人們也越來越重視健康問題。同時，我國正在進入到老齡化社會，孤寡老人變?yōu)橐粋€不可忽視的大群體，更多的年輕人由于工作或其他原因不能陪伴老人，導(dǎo)致老人無人看護，出現(xiàn)老人發(fā)生跌倒后無人幫忙從而造成更大身心傷害。所以，如果可以通過智能穿戴設(shè)備來幫助老人在出現(xiàn)跌倒意外后及時通知到監(jiān)護人或者及時報警到相關(guān)醫(yī)護人員，使得老人能夠在最短時間得到幫助，是一件非常有意義的事情。
[0003]目前關(guān)于跌倒方面檢測的技術(shù)，通用的方法是通過加速度傳感器來檢測在跌倒過程中身體碰撞到地面時的劇烈變化的信號以及跌倒后一段時間內(nèi)無法動彈的一段相對靜止信號，以此來判斷老人是否跌倒，從而報警。然而這種檢測方式會有很大可能的誤報(實際沒有跌倒但報警的情況)，除了算法方面的準確率之外一個更重要的原因是設(shè)備其實并沒有佩戴所導(dǎo)致的，比如檢測裝置從使用者身上或是人為或是意外地脫離下來，再比如檢測裝置沒有被正確地佩戴等等。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種準確率高的智能人體跌倒監(jiān)護裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種智能人體跌倒監(jiān)護裝置，包括信號采集模塊、定位模塊和無線通訊模塊，所述信號采集模塊、所述定位模塊和所述無線通訊模塊均與信號處理模塊連接，所述信號處理模塊還連接有人機交互模塊和報警模塊；
[0006]所述信號采集模塊包括跌倒監(jiān)測信號采集模塊和佩戴監(jiān)測信號采集模塊。
[0007]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述跌倒監(jiān)測信號采集模塊包括加速度傳感器和氣壓傳感器。
[0008]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述佩戴監(jiān)測信號采集模塊包括溫度傳感器和壓力傳感器。
[0009]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述速度傳感器為三軸加速度傳感器。
[0010]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述定位模塊包括GPS、北斗或移動基站定位裝置。
[0011]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述無線通訊模塊包括GSM通訊單元和藍牙通訊單
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[0012]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號處理模塊包括MCU處理器。
[0013]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述人機交互模塊包括按鈕、觸屏、語音識別裝置和手勢識別裝置。
[0014]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述報警模塊包括語音報警裝置、震動報警裝置和光報警裝置。
[0015]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述智能人體跌倒監(jiān)護裝置安裝在腰帶上，所述腰帶上設(shè)有安裝槽，所述智能人體跌倒監(jiān)護裝置安裝在所述安裝槽內(nèi)且外表面不高于腰帶的外表面。
[0016]由于采用了上述技術(shù)方案，一種智能人體跌倒監(jiān)護裝置，包括信號采集模塊、定位模塊和無線通訊模塊，所述信號采集模塊、所述定位模塊和所述無線通訊模塊均與信號處理模塊連接，所述信號處理模塊還連接有人機交互模塊和報警模塊；所述信號采集模塊包括跌倒監(jiān)測信號采集模塊和佩戴監(jiān)測信號采集模塊；使用時，信號采集模塊將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)輸送給信號處理模塊，信號處理模塊進行分析計算后作出判斷，如果人體跌倒，輸出信號到報警裝置進行報警，并通過無線通訊模塊將人體跌倒的相關(guān)信息和地理位置發(fā)送給家人和相關(guān)的急救人員；如果跌倒的老人沒有受傷，老人可以通過人機交互模塊控制信號處理模塊發(fā)出取消前面報警的信息；佩戴監(jiān)測信號采集模塊能夠監(jiān)測本監(jiān)護裝置佩戴是否正確，從而減少因佩戴錯誤或未佩戴帶來的錯誤報警。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例的原理框圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例是否佩戴以及佩戴方式是否正確的檢測工作流程圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例跌倒檢測的流程圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例一幅非常典型的發(fā)生跌倒的三軸加速度數(shù)據(jù)折線圖；
[0021]圖5是本實用新型實施例自動退出跌倒模式的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護范圍。
[0023]如圖1所示，一種智能人體跌倒監(jiān)護裝置，包括信號采集模塊、定位模塊和無線通訊模塊，所述信號采集模塊包括跌倒監(jiān)測信號采集模塊和佩戴監(jiān)測信號采集模塊，所述跌倒監(jiān)測信號采集模塊包括加速度傳感器和氣壓傳感器，所述速度傳感器為三軸加速度傳感器；所述佩戴監(jiān)測信號采集模塊包括溫度傳感器和壓力傳感器；所述定位模塊包括GPSdk斗或移動基站定位裝置；所述無線通訊模塊包括GSM通訊單元和藍牙通訊單元；所述信號采集模塊、所述定位模塊和所述無線通訊模塊均與信號處理模塊連接，所述信號處理模塊包括MCU處理器，所述信號處理模塊還連接有人機交互模塊和報警模塊，所述人機交互模塊包括按鈕、觸屏、語音識別裝置和手勢識別裝置。所述報警模塊包括語音報警裝置、震動報警裝置和光報警裝置。
[0024]為了便于佩戴，所述智能人體跌倒監(jiān)護裝置安裝在腰帶上，所述腰帶上設(shè)有安裝槽，所述智能人體跌倒監(jiān)護裝置安裝在所述安裝槽內(nèi)且外表面不高于腰帶的外表面。
[0025]信號采集模塊主要采集信號有:溫度信號、氣壓信號、加速度信號和壓力信號。
[0026]通過溫度信號可以正確區(qū)分本監(jiān)護裝置是否佩戴在人體周圍；通過壓力信號，可以判別用戶是否佩戴好，比如會不會太過于松動或太過于緊，而影響裝置的監(jiān)測精度或用戶體驗；通過三軸加速度信號，可以判斷用戶佩戴本發(fā)明裝置的方向是否正確，這樣就可以正確區(qū)分用戶直立狀態(tài)以及平躺狀態(tài)。特別地，為了解決用戶在佩戴以及人為摘除本監(jiān)護裝置過程中遇到的問題，加入了人機交互模塊，實時提示用戶操作方法或播報設(shè)備狀態(tài)，大大提升用戶體驗。
[0027]為了達到更完備地跌倒報警方案，裝置包含用戶“一鍵式”報警功能按鈕。
[0028]通過信號采集模塊采集人體動作數(shù)據(jù)、環(huán)境氣壓數(shù)據(jù)以及佩戴部位一周的壓力數(shù)據(jù)，通過上述信號來判斷人體是否發(fā)生跌倒。依據(jù)主要是人體發(fā)生跌倒時三軸加速度會有在摔倒瞬間有短暫的“巨變”，隨后有一段時間會相對靜止；氣壓數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為高度信號，在跌倒前后有一定的高度差；壓力數(shù)據(jù)可以判斷人體著地面的受力情況。通過上述判斷給出是否跌倒的結(jié)論。
[0029]特別地，考慮到傳感器的欠采樣情況、算法的準確率、跌倒姿態(tài)的多樣性等因素，并沒有一種百分百準確的算法一定識別出用戶跌倒，這種情況下，本發(fā)明裝置提供一個“一鍵式”報警按鈕，更加完備地覆蓋跌倒報警方案。
[0030]本實用新型還提供了自動退出跌倒報警的方法。為了可以提供及時的跌倒報警，通常設(shè)備會在人體跌倒后相對較短的時間周期內(nèi)(如2-4秒)就會發(fā)出報警，但使用者可能在跌倒后休息一段時間(如10秒)后自行爬起或其他方式站立起來，這種情況下本發(fā)明裝置可以自動退出跌倒報警模式，并告知監(jiān)護人。
[0031]具體地，在發(fā)生跌倒后，持續(xù)對佩戴者的身體姿態(tài)數(shù)據(jù)進行判斷，識別佩戴者是否已經(jīng)站立起來。主要通過:1、三軸加速度傳感器數(shù)據(jù)判斷使用者軀干與地面夾角，若達到一定閾值(正常情況下大于60° )即可說明軀干拜托跌倒?fàn)顟B(tài)；2、同時判斷氣壓數(shù)據(jù)，氣壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高度數(shù)據(jù)后可以給出跌倒后與爬起來的相對高度差，若大于設(shè)定閾值(如佩戴腰部，正常高度約I米)則可以判為脫離跌倒?fàn)顟B(tài)。
[0032]信號采集模塊主要包含:三軸加速度傳感器、氣壓傳感器、壓力傳感器，主要負責(zé)采集人體行為姿態(tài)數(shù)據(jù)、環(huán)境氣壓數(shù)據(jù)、佩戴部位壓力數(shù)據(jù)；信號處理模塊主要是MCU處理器；無線通訊模塊主要是GSM及藍牙等可以無線方式與遠程終端(手機、電腦、上位機等)進行通信的芯片；定位模塊主要是GPS、北斗等定位技術(shù)芯片用于獲取使用者的地理位置信息；人機交互模塊主要是可以進行互動的方式如按鈕、觸屏、語音識別等技術(shù)模塊，負責(zé)用戶信息錄入、與用戶之間進行信息交互等；報警模塊主要是信號處理模塊判定用戶跌倒情況下進行求救，如揚聲器或發(fā)送信息方式通知遠程的監(jiān)護人等。
[0033]圖2是本監(jiān)護裝置是否佩戴以及佩戴方式是否正確的檢測工作流程圖，工作原理如下:
[0034]SO1:啟動設(shè)備，初始化；
[0035]S02:信號采集模塊不間斷采集數(shù)據(jù)，包括:溫度信號、氣壓信號、壓力信號、加速度信號。其中溫度信號包括:設(shè)備貼近人體一側(cè)的溫度信號Tl及設(shè)備暴露于空氣中一側(cè)的溫度信號T2 ;壓力信號為一組矩陣式分布的壓力傳感器等間距分布在設(shè)備佩戴所用的帶子上(如腰帶上)所采集的信號，這一系列的壓力值設(shè)為Pl，P2，…，Pn ;加速度信號主要是三軸加速度傳感器采集的信號，設(shè)實時采集的三軸加速度數(shù)據(jù)為AX，AY, AZ ;
[0036]S03:信號評估模塊對比Tl與T2，如果人體沒有佩戴設(shè)