專利名稱：身體狀態(tài)監(jiān)測裝置、安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于遠(yuǎn)程人體狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，尤其涉及一種基于ZigBee技術(shù)和GSM技術(shù)的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置及安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的不斷提高以及城市老齡化比例的提高，人口老齡化呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢，人們越來越關(guān)注健康問題，醫(yī)療檢測設(shè)備的家庭化逐漸成為了趨勢。預(yù)計(jì)到2015年，北京老年人口將達(dá)到360萬；到2020年，這一數(shù)字更將上升至450萬，占總?cè)丝诘?0%，社會(huì)進(jìn)入深度老齡化階段。這些老年人和殘障人士需要大量的看護(hù)服務(wù)。從某種意義上講，如何對(duì)老年人和殘障人士進(jìn)行全方位的服務(wù)是社會(huì)進(jìn)步和文明的表現(xiàn)，老齡問題是關(guān)系國計(jì)民生和社會(huì)穩(wěn)定的一個(gè)重大社會(huì)問題。
目前，國內(nèi)在獨(dú)居老年人遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)方面的研究還不多，首都醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系完成的獨(dú)居老年人行動(dòng)分析及異常報(bào)警系統(tǒng)利用檢測到的信號(hào)，能夠主動(dòng)判斷檢測對(duì)象(如老年人)的狀況，對(duì)實(shí)現(xiàn)獨(dú)居老年人的照顧進(jìn)行了一種嘗試。但是由于上述系統(tǒng)在進(jìn)行所述行動(dòng)分析時(shí)采用單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算，只能進(jìn)行比較簡單的算法，因此系統(tǒng)的智能性較低。另外，上海交通大學(xué)圖像分析與機(jī)器智能實(shí)驗(yàn)室提出并實(shí)現(xiàn)的家庭遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)報(bào)警和咨詢智能系統(tǒng)，運(yùn)用數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘、小波分析、模式識(shí)別、人工智能等方法對(duì)通過攝像頭獲取的現(xiàn)場信息進(jìn)行分析，具有一定的智能性，但由于采用了家庭醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀、可控萬向云臺(tái)等設(shè)備，其成本較高，主要適用于針對(duì)患者進(jìn)行監(jiān)護(hù)。一些大學(xué)研制的老年人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)對(duì)監(jiān)護(hù)信息的傳送進(jìn)行了探索。另外一些生產(chǎn)商研制了老人監(jiān)護(hù)手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)緊急呼叫等功能。在西方發(fā)達(dá)國家，特別是美國、日本，近些年，有許多大學(xué)、公司和研究機(jī)構(gòu)也在開展這一課題的研究工作。美國維吉尼亞大學(xué)的醫(yī)療設(shè)備自動(dòng)化研究中心設(shè)計(jì)的智能居所監(jiān)護(hù)系統(tǒng)采用低成本的傳感器獲取老年人活動(dòng)，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立老年人的活動(dòng)規(guī)律。能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)不同老年人的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，只是需要布置大量的傳感器，對(duì)老年人的生活帶來了極大的不便。日本國立長壽研究所老年學(xué)部也提出了一種針對(duì)老年人的無監(jiān)督的健康監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法。另外，法國的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室也正在進(jìn)行針對(duì)獨(dú)居老年人的多感應(yīng)器的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。綜上，現(xiàn)有技術(shù)的遠(yuǎn)程人體狀態(tài)監(jiān)測方法，不能兼顧監(jiān)測效果、產(chǎn)品成本以及使用上的便利性。因此，需要開發(fā)一種監(jiān)測效果好、成本低且使用便利的老年人檢測裝置與方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種更適于家庭和社區(qū)環(huán)境下應(yīng)用的低成本、高可靠性、便于老年人攜帶的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種更適于家庭和社區(qū)環(huán)境下應(yīng)用的低成本、高可靠性、方便使用的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種更適于家庭和社區(qū)環(huán)境下應(yīng)用的低成本、高可靠性的監(jiān)測方法。本發(fā)明的上述目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，用于安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，由所述對(duì)被監(jiān)測對(duì)象佩戴以檢測所述被監(jiān)測對(duì)象的身體狀態(tài)并傳送狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置包括—外殼；一傳感器，位于所述外殼內(nèi)，用于采集加速度數(shù)據(jù)；
GSM模塊，用于發(fā)送報(bào)警短信；無線ZigBee模塊，用于發(fā)送所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息；微處理器，封裝于外殼內(nèi)，與所述傳感器和所述GSM模塊以及所述無線ZigBee模塊相連，接收加速的數(shù)據(jù)并判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體狀態(tài)。本發(fā)明的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，優(yōu)選的，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置佩戴于所述被監(jiān)測對(duì)象的腰部；所述身體活動(dòng)狀態(tài)包括六種站立、躺下、俯臥、左側(cè)臥倒、右側(cè)臥倒、摔倒；所述微處理器通過各所述身體活動(dòng)狀態(tài)與三軸加速度傳感器的電壓值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，優(yōu)選的，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置上設(shè)置有報(bào)警按鍵以實(shí)現(xiàn)緊急情況下的報(bào)警，或者當(dāng)所述被監(jiān)測對(duì)象發(fā)生摔倒?fàn)顟B(tài)時(shí)報(bào)警，所述報(bào)警的方法為通過所述GSM模塊短信報(bào)警。一種安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，具有一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置。本發(fā)明的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)還包括協(xié)調(diào)器基站，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置與所述監(jiān)控中心之間的通信借助所述協(xié)調(diào)器基站實(shí)現(xiàn)，所述協(xié)調(diào)器基站初始化和維護(hù)一個(gè)有所述一個(gè)或多個(gè)身體狀態(tài)監(jiān)測裝置加入的無線網(wǎng)絡(luò)，且通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置進(jìn)行無線通信，所述協(xié)調(diào)器基站與所述監(jiān)控中心之間通過串口進(jìn)行有線通信。本發(fā)明的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述協(xié)調(diào)器基站和所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置間的ZigBee無線通信平臺(tái)使用IP_Linkl223模塊；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的傳感器為MMA7260QT型；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的語音模塊為WT588D ;所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的微處理器為PIC單片機(jī)。本發(fā)明的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)用于接收所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息并存儲(chǔ)和顯示，所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)用于向相應(yīng)的所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置發(fā)送提醒信息，提醒所述被監(jiān)測對(duì)象的完成日常動(dòng)作，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置可以語音播放提醒信息。一種監(jiān)測方法，用于對(duì)被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測，其特征在于，所述對(duì)被監(jiān)測對(duì)象佩戴身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，以檢測所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置內(nèi)的傳感器采集三軸向加速度數(shù)據(jù)；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置內(nèi)的微處理器接收所述三軸向加速度數(shù)據(jù)以判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置將所述身體活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送于所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心以實(shí)現(xiàn)所述身體活動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測。
本發(fā)明的監(jiān)測方法，優(yōu)選的，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置判斷得到被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)后，判斷是否與前一次的所述身體活動(dòng)狀態(tài)相同，若相同則繼續(xù)監(jiān)測；如不相同，則向所述監(jiān)控中心發(fā)送所述數(shù)身體活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)測。本發(fā)明的監(jiān)測方法，優(yōu)選的，所述監(jiān)控中心根據(jù)所存儲(chǔ)的被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體健康狀況以發(fā)出相應(yīng)提醒。本發(fā)明有益效果在于，相比于現(xiàn)有技術(shù)的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置與監(jiān)測系統(tǒng)，本發(fā)明的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)及身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，使用方便，配置簡單，系統(tǒng)可靠性高，易于推廣和實(shí)現(xiàn)。身體狀態(tài)監(jiān)測裝置采用主動(dòng)監(jiān)測方式，即不像以往的監(jiān)測等待老年人觸發(fā)來實(shí)現(xiàn)，而將監(jiān)測設(shè)備佩戴于老年人身體上，這樣避免了在家中大規(guī)模布置傳感器的缺點(diǎn)。同時(shí)，被監(jiān)測人也可按動(dòng)報(bào)警按鈕實(shí)現(xiàn)緊急情況下的報(bào)警。本發(fā)明立足于對(duì)被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息的監(jiān)測，通過獲取被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息，比如“站立、躺、臥、摔倒”等動(dòng) 作的檢測對(duì)老年人進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)可向被監(jiān)測人發(fā)送提示信息并可由身體狀態(tài)監(jiān)測裝置語音播報(bào)。并且，本發(fā)明的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)及身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，其所適用的被監(jiān)測對(duì)象不限于老年人，也適用于需要進(jìn)行身體活動(dòng)監(jiān)測的孩童、患者、殘障人
+坐
I■ Tj- O本發(fā)明的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)及身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，通信平臺(tái)采用現(xiàn)在工業(yè)上新興的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在家庭環(huán)境下的一對(duì)多監(jiān)測，即能夠?qū)Χ辔焕夏耆吮O(jiān)護(hù)的需求。本發(fā)明借助ZigBee技術(shù)自組網(wǎng)、低成本、自組織、低功耗的特點(diǎn)，構(gòu)建了一種適合家庭及社區(qū)環(huán)境下針對(duì)老年人使用的無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，使用監(jiān)測老年人身體活動(dòng)狀態(tài)的方式判斷老年人的健康情況，并在有緊急情況時(shí)能夠發(fā)送信息進(jìn)行報(bào)警，避免了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)布置困難，系統(tǒng)成本高，安裝維護(hù)難度大的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基于ZigBee技術(shù)和GSM技術(shù)的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的工作流程圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的協(xié)調(diào)器基站的模塊結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心的模塊結(jié)構(gòu)圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的通信架構(gòu)圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心的預(yù)設(shè)界面示意圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心的主界面示意圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心的查詢界面示意圖。
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，通過本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測方法實(shí)現(xiàn)被監(jiān)測對(duì)象的狀態(tài)監(jiān)測。本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，具有本發(fā)明實(shí)施例的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置。本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測方法，也需要借助于佩戴于被監(jiān)測對(duì)象身體某個(gè)部位的本發(fā)明實(shí)施例的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，主要由以下幾部分組成監(jiān)控中心、ZigBee協(xié)調(diào)器基站(以下簡稱為協(xié)調(diào)器基站)和身體狀態(tài)監(jiān)測裝置。從總的工作原理來講，佩戴于被監(jiān)測對(duì)象身上的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置用于感知被監(jiān)測對(duì)象身體活動(dòng)狀態(tài)的變化(例如站、臥、跌倒等)，從而實(shí)現(xiàn)被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測；而身體狀態(tài)監(jiān)測裝置所得到的所述表示身體活動(dòng)狀態(tài)變化的監(jiān)測數(shù)據(jù)要借助于所述協(xié)調(diào)器基站傳送給所述監(jiān)控中心進(jìn)行處理，監(jiān)控中心的處理方式包括進(jìn)行報(bào)警、進(jìn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析等。而從通信方式的角度講，監(jiān)控中心與協(xié)調(diào)器基站之間是有線連接，通過有線通信方式(例如串行或并行通信)進(jìn)行信息或數(shù)據(jù)傳遞；而身體狀態(tài)監(jiān)測裝置與協(xié)調(diào)器基站之間，是無線連接，通過無線ZigBee通信方式進(jìn)行信 息或數(shù)據(jù)傳遞，身體狀態(tài)監(jiān)測裝置與監(jiān)護(hù)人手機(jī)之間通過GSM短信的方式進(jìn)行信息傳遞。下面分別介紹本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的各部分的功能、工作原理和相互間的連接關(guān)系及數(shù)據(jù)傳送。首先介紹身體狀態(tài)監(jiān)測裝置。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，可以同時(shí)支持多個(gè)身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的工作。而對(duì)每一個(gè)被監(jiān)測對(duì)象而言，其只需佩戴一個(gè)即可。其所適用的被監(jiān)測對(duì)象不限于老年人，也適用于需要進(jìn)行身體活動(dòng)監(jiān)測的孩童、患者、殘障人士等。而所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的操作者，并不局限于被監(jiān)測對(duì)象，也可以包括被監(jiān)測對(duì)象的監(jiān)護(hù)人及其他可操作身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的相關(guān)人員。所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，用于檢測和傳送被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，佩戴于被監(jiān)測對(duì)象的身體的某個(gè)部位，優(yōu)選的，佩戴于被監(jiān)測對(duì)象的腰部，因?yàn)獒槍?duì)身體的不同的活動(dòng)狀態(tài)，均與腰部的動(dòng)作有關(guān)，且佩戴于腰部，也會(huì)給被監(jiān)測對(duì)象最大的佩戴舒適感，也不會(huì)影響被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)。下面再介紹所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的軟硬件配置。從硬件配置上講，身體狀態(tài)監(jiān)測裝置包括一外殼，傳感器模塊、微處理器、穩(wěn)壓模塊等被封裝在所述外殼內(nèi)，所述外殼上可設(shè)置有各種按鍵、電池盒、指示燈和SIM卡槽。如圖2所示，被監(jiān)測對(duì)象所佩戴的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的內(nèi)部模塊連接關(guān)系為PIC微處理器分別與穩(wěn)壓模塊、LED指示燈、WT588D語音模塊、GSM模塊、IP_Linkl223模塊、按鍵以及作為傳感器的加速度傳感器MMA7260QT相連接。PIC微處理器每隔一定時(shí)間對(duì)加速度傳感器三個(gè)方向上的加速度檢測的輸出值進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，而后進(jìn)一步進(jìn)行狀態(tài)的判定。所述按鍵的按鍵可以分為幾種，包括開關(guān)按鍵、報(bào)警按鍵、功能按鍵等。開關(guān)按鍵用于控制監(jiān)測開關(guān)的“開”與“關(guān)”的操作；報(bào)警按鍵用于被監(jiān)測對(duì)象發(fā)生異常情況(例如跌倒、眩暈等)需要幫助時(shí)使用；而功能按鍵包括例如“加入網(wǎng)絡(luò)”、“退出網(wǎng)絡(luò)”的功能按鍵，用于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的操作；為了便于被監(jiān)測對(duì)象攜帶和使用，身體狀態(tài)監(jiān)測裝置可使用兩節(jié)7號(hào)電池作為供電電源，電源與所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的供電電路之間還連接有穩(wěn)壓模塊；GSM模塊可向監(jiān)護(hù)人發(fā)送報(bào)警求救短信；WT588D語音模塊可利用揚(yáng)聲器向被監(jiān)測對(duì)象播放語音提醒信息；IP_Linkl223模塊利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)向協(xié)調(diào)器基站發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例的所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置內(nèi)部，用于檢測被監(jiān)測對(duì)象身體活動(dòng)狀態(tài)的傳感器優(yōu)選的為飛思卡爾(Freescale)公司的三軸向加速度傳感器(以下簡稱MMA7260QT), MMA7260QT具有三軸向的感應(yīng)功能，工作時(shí)電流消耗僅為500 μ A，在休眠模式狀態(tài)下電流消耗3 μ Α,并能夠在2. 2至3. 6V的低電壓下運(yùn)行。如圖3所示，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的工作流程的如下所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置初始化后，掃描信道，并加入到所述協(xié)調(diào)器基站建立的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中，獲得16位網(wǎng)絡(luò)地址，按動(dòng)“加入網(wǎng)絡(luò)”按鈕后，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置與所述協(xié)調(diào)器基站建立綁定關(guān)系，身體狀態(tài)監(jiān)測裝置開始進(jìn)行身體狀態(tài)的檢測，每隔一定的間隔(例如O. 5秒)讀取加速度傳感器MMA7260QT的三軸加速度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，通過分類器的判斷得到被監(jiān)測對(duì)象的身體狀態(tài)，并判斷是否與前一次的狀態(tài)相同，若相同則繼續(xù)監(jiān)測，并不向協(xié)調(diào)器基站發(fā)送數(shù)據(jù)，這是一種節(jié)電的模式，因?yàn)橥ㄟ^天線發(fā)送檢測數(shù)據(jù)也需要消耗所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置中電池的電能。若不相同則將數(shù)據(jù)打包后發(fā)送給所述協(xié)調(diào)器基站，然后繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測；若點(diǎn)擊菜單上的“緊急求救”或者按下報(bào)警按鍵后，身體狀態(tài)監(jiān)測裝置向協(xié)調(diào)器基站發(fā)送緊急報(bào)警信息。身體狀態(tài)監(jiān)測裝置可同時(shí)接收由協(xié)調(diào)器基站轉(zhuǎn)發(fā)自監(jiān)控中心的系統(tǒng)消息，對(duì)提醒消息解析后，利用WT588D模塊播報(bào)此提醒消息。本發(fā)明實(shí)施例的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的傳感器，以設(shè)定的時(shí)間間隔檢測被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)的改變，例如設(shè)定O.1秒至I秒鐘、O.1秒至10秒鐘或者更大的時(shí)間間隔。 也可以給不同的時(shí)段設(shè)置不同的時(shí)間間隔，例如早晨，被監(jiān)測對(duì)象的活動(dòng)變化較頻繁，且對(duì)老年人來說，也是一天中風(fēng)險(xiǎn)較大的時(shí)段，因此可以設(shè)置相對(duì)較小的時(shí)間間隔；再例如中午，被監(jiān)測對(duì)象的活動(dòng)變化相對(duì)較少，可以設(shè)置相對(duì)較大的時(shí)間間隔。所述處理器是所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的核心，其將所述傳感器傳來的檢測信號(hào)數(shù)據(jù)，經(jīng)判斷得出所述被監(jiān)測對(duì)象的身體狀態(tài)變化信息后，通過所述天線，經(jīng)所述協(xié)調(diào)器基站，傳送給所述監(jiān)控中心。為了能夠?qū)Ρ槐O(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，我們根據(jù)需求對(duì)被監(jiān)測對(duì)象(優(yōu)選的是老年人)的身體狀態(tài)劃分為六種，分別為站立、躺下、左側(cè)臥倒、右側(cè)臥倒、俯臥和跌倒。相對(duì)于身體狀態(tài)的變化，加速度傳感器每一軸上的電壓值是和這一軸的受力情況相關(guān)的。按照所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的正常佩戴方式，X軸為前后方向，Y軸為左右方向，Z軸為上下方向。當(dāng)三個(gè)方向均不受力時(shí)，三個(gè)方向上的電壓值分布在1. 2伏到2.1伏之間。當(dāng)僅有一個(gè)方向受力時(shí)，這種情況為站立、躺下、左側(cè)臥倒、右側(cè)臥倒、俯臥，此時(shí)該方向僅受重力作用。以站立為例，Y、X軸不受任何力的作用，所以仍在1. 2伏到1. 7伏之間，而Z軸受到重力的作用，且其方向與Z軸的正方向相同，電壓值會(huì)有所增大，其值合理范圍在2. 2伏到2. 7伏之間。其他的僅有一個(gè)方向受重力作用的情況與上述情況類似。當(dāng)被監(jiān)測對(duì)象摔倒(前向摔倒)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生前向速度的很大變化，反映在加速度傳感器上就是X軸電壓值的激增和銳減，即小于O. 7，或者大于2. 6伏。其他不在上述六種情況范圍的狀態(tài)，可認(rèn)為是一種“未知狀態(tài)”。按照我們認(rèn)可的被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)過實(shí)際測試可知上述分析是正確合理的，以右側(cè)臥倒為例，X軸電壓分布在大于1. 2伏,小于1. 7伏內(nèi)，Y軸電壓分布在大于O. 6伏，小于1.1伏區(qū)間內(nèi)，Z軸電壓分布在大于1. 2伏，小于1. 7伏區(qū)間內(nèi)。本發(fā)明的實(shí)施例的所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，根據(jù)需求對(duì)被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分類，分類的情況有多種；例如分類1、劃分為六種，分別為站立、躺下、左側(cè)臥倒、右側(cè)臥倒、俯臥和跌倒。分類2、可簡單的劃分為兩種即正?；顒?dòng)狀態(tài)(除跌倒之外的其他狀態(tài))和異常狀態(tài)(跌倒)。
對(duì)于分類1，各個(gè)活動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的電壓值進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)每種狀態(tài)，其電壓值有如表I分布。利用表I中的結(jié)果電壓分布，通過對(duì)所述傳感器所采集的三軸電壓值的判斷，即可完成對(duì)被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)的判斷。具體可由分類器實(shí)現(xiàn)。表I
權(quán)利要求
1.一種身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，用于安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置由所述對(duì)被監(jiān)測對(duì)象佩戴以檢測所述被監(jiān)測對(duì)象的身體狀態(tài)并傳送狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置包括 一夕卜殼; 一傳感器，位于所述外殼內(nèi)，用于采集加速度數(shù)據(jù)； GSM模塊，用于發(fā)送報(bào)警短信； 無線ZigBee模塊，用于發(fā)送所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息； 微處理器，封裝于外殼內(nèi)，與所述傳感器和所述GSM模塊以及所述無線ZigBee模塊相連，接收加速的數(shù)據(jù)并判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置佩戴于所述被監(jiān)測對(duì)象的腰部；所述身體活動(dòng)狀態(tài)包括六種站立、躺下、俯臥、左側(cè)臥倒、右側(cè)臥倒、摔倒；所述微處理器通過各所述身體活動(dòng)狀態(tài)與三軸加速度傳感器的電壓值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置上設(shè)置有報(bào)警按鍵以實(shí)現(xiàn)緊急情況下的報(bào)警，或者當(dāng)所述被監(jiān)測對(duì)象發(fā)生摔倒?fàn)顟B(tài)時(shí)報(bào)警，所述報(bào)警的方法為通過所述GSM模塊短信報(bào)警。
4.一種安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于具有一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求1-3任一所述的身體狀態(tài)監(jiān)測裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)還包括協(xié)調(diào)器基站，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置與所述監(jiān)控中心之間的通信借助所述協(xié)調(diào)器基站實(shí)現(xiàn)，所述協(xié)調(diào)器基站初始化和維護(hù)一個(gè)有所述一個(gè)或多個(gè)身體狀態(tài)監(jiān)測裝置加入的無線網(wǎng)絡(luò)，且通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置進(jìn)行無線通信，所述協(xié)調(diào)器基站與所述監(jiān)控中心之間通過串口進(jìn)行有線通信。
6.如權(quán)利要求5所述的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述協(xié)調(diào)器基站和所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置間的ZigBee無線通信平臺(tái)使用IP-Linkl223模塊；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的傳感器為MMA7260QT型；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的語音模塊為WT588D ;所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置的微處理器為PIC單片機(jī)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)用于接收所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息并存儲(chǔ)和顯示，所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)用于向相應(yīng)的所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置發(fā)送提醒信息，提醒所述被監(jiān)測對(duì)象的完成日常動(dòng)作，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置可以語音播放提醒信息。
8.—種監(jiān)測方法，用于對(duì)被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測，其特征在于，所述對(duì)被監(jiān)測對(duì)象佩戴身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，以檢測所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置內(nèi)的傳感器采集三軸向加速度數(shù)據(jù)；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置內(nèi)的微處理器接收所述三軸向加速度數(shù)據(jù)以判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)；所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置將所述身體活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送于所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心以實(shí)現(xiàn)所述身體活動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測。
9.如權(quán)利要求8所述的監(jiān)測方法，其特征在于所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置判斷得到被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)后，判斷是否與前一次的所述身體活動(dòng)狀態(tài)相同，若相同則繼續(xù)監(jiān)測；如不相同，則向所述監(jiān)控中心發(fā)送所述數(shù)身體活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)測。
10.如權(quán)利要求8或9所述的監(jiān)測方法，其特征在于所述監(jiān)控中心根據(jù)所存儲(chǔ)的被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體健康狀況以發(fā)出相應(yīng)提醒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種身體狀態(tài)監(jiān)測裝置、安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置，用于安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置由所述所述被監(jiān)測對(duì)象佩戴以檢測所述被監(jiān)測對(duì)象的身體狀態(tài)并傳送狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述身體狀態(tài)監(jiān)測裝置包括一外殼；一傳感器，位于所述外殼內(nèi)，用于采集加速度數(shù)據(jù)；GSM模塊，用于發(fā)送報(bào)警短信；無線ZigBee模塊，用于發(fā)送所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息；微處理器，封裝于外殼內(nèi)，與所述傳感器和所述GSM模塊以及所述無線ZigBee模塊相連，接收加速的數(shù)據(jù)并判斷所述被監(jiān)測對(duì)象的身體狀態(tài)。所述安全提醒監(jiān)測系統(tǒng)用于接收所述被監(jiān)測對(duì)象的身體活動(dòng)狀態(tài)信息并存儲(chǔ)和顯示。本發(fā)明適于家庭和社區(qū)環(huán)境下應(yīng)用，且使用方便，配置簡單，系統(tǒng)可靠性高。
文檔編號(hào)H04W4/12GK103006234SQ20111028309
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者惠振宇 申請(qǐng)人:惠振宇