專利名稱：老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)老人身體狀態(tài)的老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。
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，人們?cè)絹碓疥P(guān)注健康問題，醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備的家庭化逐漸成為了趨勢(shì)。在中國(guó)，60歲以上的老年人及不能獨(dú)立生活的人口占全國(guó)總?cè)丝诘?0%。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)，是擺在當(dāng)今人們面前的一個(gè)重要課題。目前，國(guó)內(nèi)在獨(dú)居老人遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)方面的研究還不多，首都醫(yī)科大學(xué)在2001年實(shí)現(xiàn)了獨(dú)居老人行動(dòng)分析及異常報(bào)警系統(tǒng)，利用監(jiān)測(cè)到的信號(hào)，主動(dòng)判斷老人的狀況，對(duì)實(shí)現(xiàn)獨(dú)居老人的照顧進(jìn)行一種嘗試。由于系統(tǒng)采用單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算，只能進(jìn)行比較簡(jiǎn)單的算法，系統(tǒng)的智能性較低。上海交通大學(xué)圖象分析與機(jī)器智能實(shí)驗(yàn)室提出并實(shí)現(xiàn)家庭遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)報(bào)警和咨詢智能系統(tǒng)，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，主要針對(duì)病人監(jiān)護(hù)。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是美國(guó)、日本，近些年，有許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)在政府和社會(huì)的支持開展對(duì)這一課題的研究工作。美國(guó)維吉尼亞大學(xué)于2002年的開展了智能居所監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究，該系統(tǒng)通過在衛(wèi)生間、浴室和褥子下面安裝感應(yīng)器獲取老人活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同老人的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。只是需要布置大量的傳感器。日本國(guó)立長(zhǎng)壽研究所老年學(xué)部也提出了一種針對(duì)老人的無監(jiān)督的健康監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是一種老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，它包括終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀、協(xié)調(diào)器和監(jiān)控中心，終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀通過綁定和無線的方式與協(xié)調(diào)器連接，監(jiān)控中心通過USB接口和協(xié)調(diào)器連接；終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀，佩戴于被監(jiān)測(cè)人的腰部，用于監(jiān)測(cè)和傳送狀態(tài)信息；協(xié)調(diào)器，通過綁定和無線的方式與終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀連接，初始化無線網(wǎng)絡(luò)和接收來自終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)獲得的人體狀態(tài)信息；監(jiān)控中心，對(duì)來自協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)的終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、顯示，并對(duì)老人的異常狀態(tài)做出及時(shí)響應(yīng)，也可通過互聯(lián)網(wǎng)及GSM網(wǎng)絡(luò)與外界取得聯(lián)系，提醒監(jiān)控人對(duì)緊急狀態(tài)采取相應(yīng)的措施。進(jìn)一步的，終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀包括微處理器、電源穩(wěn)壓模塊、顯示模塊、按鍵和加速度傳感器，微處理器分別與電源穩(wěn)壓模塊、顯示模塊、按鍵和加速度傳感器連接。進(jìn)一步的，終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀采用干電池供電。進(jìn)一步的，協(xié)調(diào)器為ZigBee協(xié)調(diào)器，包括ZigBee無線模塊和擴(kuò)展底板，用于初始化ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和接收人體狀態(tài)信息。進(jìn)一步的，加速度傳感器為MMA7260單芯片三軸加速度傳感器，測(cè)量人體活動(dòng)時(shí)三維的加速度信號(hào)，三個(gè)相互垂直方向上的加速度由G-Cell傳感單元感知，經(jīng)過容壓變換器、增益放大、濾波器和溫度補(bǔ)償后以電壓信號(hào)輸出。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、科學(xué)性綜合形態(tài)提取、無線網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)軟件編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)本裝置。2、新穎性和先進(jìn)性制作一個(gè)便攜式裝置，老年人隨身攜帶，基于身體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)將運(yùn)動(dòng)信息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳送給監(jiān)護(hù)人，以應(yīng)對(duì)緊急情況并采取措施。3、實(shí)用性可廣泛應(yīng)用于老年人、殘障人等安全監(jiān)測(cè)和監(jiān)護(hù)。便于攜帶、使用方便。 而且同一個(gè)上位機(jī)軟件可同時(shí)監(jiān)控多個(gè)老人，可實(shí)現(xiàn)信息提示，對(duì)老人的關(guān)懷更為貼心。低能耗，使用時(shí)間長(zhǎng)，低成本。


圖1本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀結(jié)構(gòu)框圖；圖3ZigBee協(xié)調(diào)器軟件流程圖；圖4終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀軟件流程圖；圖5老人站立狀態(tài)的Matlab仿真結(jié)果；圖6老人躺下狀態(tài)的Matlab仿真結(jié)果；圖7老人右側(cè)臥倒?fàn)顟B(tài)的Matlab仿真結(jié)果；圖8老人慢跑狀態(tài)的Matlab仿真結(jié)果；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，一種老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，它包括終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀、協(xié)調(diào)器和監(jiān)控中心，終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀通過綁定和無線的方式與協(xié)調(diào)器連接，監(jiān)控中心通過USB 接口和協(xié)調(diào)器連接。終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀，佩戴于被監(jiān)測(cè)人的腰部，用于監(jiān)測(cè)和傳送狀態(tài)信息；協(xié)調(diào)器，通過綁定和無線的方式與終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀連接，初始化無線網(wǎng)絡(luò)和接收來自終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)獲得的人體狀態(tài)信息；監(jiān)控中心，對(duì)來自協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)的終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、顯示，并對(duì)老人的異常狀態(tài)做出及時(shí)響應(yīng)，也可通過互聯(lián)網(wǎng)及GSM網(wǎng)絡(luò)與外界取得聯(lián)系，提醒監(jiān)控人對(duì)緊急狀態(tài)采取相應(yīng)的措施。協(xié)調(diào)器為ZigBee協(xié)調(diào)器，包括ZigBee無線模塊和擴(kuò)展底板，用于初始化ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)和接收人體狀態(tài)信息。ZigBee協(xié)調(diào)器建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)后，終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開機(jī)后自動(dòng)加入網(wǎng)絡(luò)，并通過綁定的方式和協(xié)調(diào)器建立連接，通過監(jiān)測(cè)儀上的菜單選擇“發(fā)送數(shù)據(jù)”，開始進(jìn)行身體狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并將狀態(tài)信息發(fā)給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器將這些數(shù)據(jù)信息通過串口發(fā)送給PC機(jī)，上位機(jī)軟件通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和顯示，并對(duì)老人的異常狀態(tài)做出及時(shí)響應(yīng)，亦可通過互聯(lián)網(wǎng)及GSM網(wǎng)絡(luò)與外界取得聯(lián)系，提醒監(jiān)控人對(duì)緊急狀態(tài)采取相應(yīng)的措施。老人通過直接按終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的緊急按鈕，直接發(fā)送緊急狀態(tài)信息。如圖2所示，終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀包括微處理器、電源穩(wěn)壓模塊、顯示模塊、按鍵和加速度傳感器，微處理器分別與電源穩(wěn)壓模塊、顯示模塊、按鍵和加速度傳感器連接。終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀配有一塊用于顯示功能菜單和提示信息的顯示屏，四個(gè)按鍵，功能分別為“上”、“下”、“取消”、“確認(rèn)”。開機(jī)后，終端監(jiān)測(cè)儀的屏幕上顯示功能菜單，分別為“網(wǎng)絡(luò)信息”、“連接網(wǎng)絡(luò)”、“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“緊急報(bào)警”。選用0SU8064P作為顯示屏。繪制PCB版，制作底板，加工外形，完成裝置整體硬件設(shè)計(jì)。為了便于老人攜帶和使用，監(jiān)測(cè)儀使用兩節(jié)七號(hào)電池供電。在正常工作模式下， 兩節(jié)七號(hào)干電池可支持一個(gè)終端監(jiān)測(cè)儀工作3到6個(gè)月，甚至更長(zhǎng)。終端監(jiān)測(cè)儀的尺寸為 65mmX 35mmX 20mm，重量?jī)H80g，體積小巧，便于人體攜帶。選擇加速度傳感器作為判定人體狀態(tài)的依據(jù)，使用了 MMA7260三軸加速度傳感器從XYZ三個(gè)方向來同時(shí)獲取老人身體運(yùn)動(dòng)，提高了監(jiān)測(cè)儀的精度，減少了監(jiān)測(cè)儀的體積。加速度傳感器為MMA7260單芯片三軸加速度傳感器，測(cè)量人體活動(dòng)時(shí)三維的加速度信號(hào)，三個(gè)相互垂直方向上的加速度由G-Cell傳感單元感知，經(jīng)過容壓變換器、增益放大、濾波器和溫度補(bǔ)償后以電壓信號(hào)輸出。終端監(jiān)測(cè)儀以ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的RFD作為核心設(shè)備，以一定周期采集終端監(jiān)測(cè)儀的底板上的加速度傳感器MMA7260的三軸加速度電壓值。完成姿態(tài)判斷后，向協(xié)調(diào)器發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并可在需要的時(shí)候發(fā)送求救信息和接受提示信息。網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離可在以協(xié)調(diào)器為中心的10到100米的范圍內(nèi)，可滿足家庭等一般性環(huán)境。人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)多個(gè)對(duì)象的人體狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。每個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象根據(jù)加入網(wǎng)絡(luò)順序的不同分配有不同的ID，以區(qū)分不同的用戶。當(dāng)需要更換電池而關(guān)閉終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的電源或其它情況導(dǎo)致暫時(shí)失去網(wǎng)絡(luò)連接，只需重新打開電源，監(jiān)測(cè)儀便會(huì)自動(dòng)以原來的ID重新加入到網(wǎng)絡(luò)中，保持采集狀態(tài)的連續(xù)性。通過人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀內(nèi)置的傳感器，采集到狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)合理數(shù)據(jù)迅速提取分析， 傳遞給協(xié)調(diào)器?，F(xiàn)可監(jiān)測(cè)的人體狀態(tài)有站立、躺下、臥倒、慢跑、左側(cè)臥倒，右側(cè)臥倒，摔倒， 緊急狀態(tài)這八種狀態(tài)。ZigBee協(xié)調(diào)器主要負(fù)責(zé)建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，與各個(gè)終端設(shè)備進(jìn)行綁定，完成對(duì)來自終端設(shè)備的數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)。由于ZigBee無線技術(shù)具有低功耗、低成本、近距離，工作在免執(zhí)照頻段等特點(diǎn)，適用于本文描述的家庭環(huán)境中對(duì)老人身體狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。協(xié)調(diào)器的硬件部分使用的是成都無線龍公司的ZigBee開發(fā)套件，包括ZigBee無線模塊和擴(kuò)展底板，協(xié)調(diào)器的尺寸為70mmX55mmX25mm，體積小巧，便于與計(jì)算機(jī)相連。另外還需要一根用于連接ZigBee協(xié)調(diào)器和計(jì)算機(jī)的串口線，以及為ZigBee協(xié)調(diào)器供電的 220V-5V 的 DC 電源。監(jiān)控中心負(fù)責(zé)對(duì)來自ZigBee協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)的終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、顯示，可同時(shí)對(duì)四位老人進(jìn)行監(jiān)測(cè)。老人ID、身體狀態(tài)信息以及時(shí)間等信息實(shí)時(shí)記錄到數(shù)據(jù)文件中，通過對(duì)數(shù)據(jù)文件的訪問，可以分析和獲取老人近期的活動(dòng)情況。通過對(duì)軟件的相關(guān)選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)老人出現(xiàn)跌倒，緊急情況，緊急求助三個(gè)狀態(tài)時(shí)，監(jiān)控中心可通過短信的方式與老人的監(jiān)護(hù)人取得聯(lián)系，以采取進(jìn)一步的措施，監(jiān)測(cè)中心通過串口與短信貓連接，在軟件報(bào)警時(shí)，使用AT指令與短信貓通信，發(fā)送內(nèi)容為“緊急報(bào)警，速來救治”的報(bào)警短信。短信的接收方可以通過軟件進(jìn)行設(shè)置。通過軟件，監(jiān)護(hù)人亦可向指定的老人發(fā)送提醒消息，該消息會(huì)顯示在終端監(jiān)測(cè)儀的屏幕上。監(jiān)控中心的老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件有三個(gè)功能按鍵，分別為“通信設(shè)置”，“查看記錄”和“軟件信息”。在“狀態(tài)指示”里可以顯示四位老人的身體狀態(tài)信息，包括站立、 躺下、左側(cè)臥倒、右側(cè)臥倒、緊急情況、俯臥、慢跑和摔倒，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況、摔倒或緊急求救時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶的設(shè)定來發(fā)送報(bào)警求救短信和語音報(bào)警。在“事件提醒”里，用戶可以選擇要發(fā)送提醒事件的老人ID和提醒事件的內(nèi)容，點(diǎn)擊“發(fā)送”按鈕后，提醒內(nèi)容會(huì)顯示在相應(yīng)老人的身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀上，同時(shí)蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音，以提示老人查看。在主接口左邊的文本框里，會(huì)顯示由身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀發(fā)來的狀態(tài)數(shù)據(jù)。狀態(tài)數(shù)據(jù)的格式如下表所示。表1老人身體狀態(tài)數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，它包括終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀、協(xié)調(diào)器和監(jiān)控中心，其特征是所述終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀通過綁定和無線的方式與協(xié)調(diào)器連接，所述監(jiān)控中心通過 USB接口和協(xié)調(diào)器連接；所述終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀，佩戴于被監(jiān)測(cè)人的腰部，用于監(jiān)測(cè)和傳送狀態(tài)信息；所述協(xié)調(diào)器，通過綁定和無線的方式與終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀連接，初始化無線網(wǎng)絡(luò)和接收來自終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)獲得的人體狀態(tài)信息；所述監(jiān)控中心，對(duì)來自協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)的終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、顯示，并對(duì)老人的異常狀態(tài)做出及時(shí)響應(yīng)，也可通過互聯(lián)網(wǎng)及GSM網(wǎng)絡(luò)與外界取得聯(lián)系，提醒監(jiān)控人對(duì)緊急狀態(tài)采取相應(yīng)的措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是所述終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀包括微處理器、電源穩(wěn)壓模塊、顯示模塊、按鍵和加速度傳感器，所述微處理器分別與電源穩(wěn)壓模塊、顯示模塊、按鍵和加速度傳感器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是所述終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀采用干電池供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是所述協(xié)調(diào)器為ZigBee協(xié)調(diào)器，用于初始化ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和接收人體狀態(tài)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是所述加速度傳感器為 MMA7260單芯片三軸加速度傳感器，測(cè)量人體活動(dòng)時(shí)三維的加速度信號(hào)，三個(gè)相互垂直方向上的加速度由G-Cell傳感單元感知，經(jīng)過容壓變換器、增益放大、濾波器和溫度補(bǔ)償后以電壓信號(hào)輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種老人身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，它包括終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀、協(xié)調(diào)器和監(jiān)控中心，終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀通過綁定和無線的方式與協(xié)調(diào)器連接，監(jiān)控中心通過USB接口和協(xié)調(diào)器連接；終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀，佩戴于被監(jiān)測(cè)人的腰部，用于監(jiān)測(cè)和傳送狀態(tài)信息；協(xié)調(diào)器，通過綁定和無線的方式與終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀連接，初始化無線網(wǎng)絡(luò)和接受來自終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)獲得的人體狀態(tài)信息；監(jiān)控中心，對(duì)來自協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)的終端人體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、顯示，并對(duì)老人的異常狀態(tài)做出及時(shí)響應(yīng)，也可通過互聯(lián)網(wǎng)及GSM網(wǎng)絡(luò)與外界取得聯(lián)系，提醒監(jiān)控人對(duì)緊急狀態(tài)采取相應(yīng)的措施。本發(fā)明可應(yīng)用于老年人、殘障人等安全監(jiān)測(cè)和監(jiān)護(hù)。便于攜帶、使用方便。
文檔編號(hào)G08B21/04GK102339520SQ20101023013
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者劉雨盈 申請(qǐng)人:劉雨盈