專利名稱：跌落檢測(cè)報(bào)警裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)更新方法，特別涉及一種跌落檢測(cè)報(bào)警裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在人的生活中，跌倒是一個(gè)非常危險(xiǎn)的情況，特別是對(duì)于特殊人群，如老人、小孩、 患有某些特定疾病的人群。而跌倒的原因有很多，如因活動(dòng)不便導(dǎo)致的絆倒，因某些疾病導(dǎo) 致的摔倒等。如果此類的跌倒沒有得到及時(shí)的處理與救護(hù)，后果往往比較嚴(yán)重。本發(fā)明還使用到加速度傳感器，其是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力就 是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個(gè) 常量，比如g，也可以是變量。加速度計(jì)有兩種一種是角加速度計(jì)，是由陀螺儀(角速度傳 感器)的改進(jìn)的。另一種就是線加速度計(jì)。有鑒于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員針對(duì)上述問題，提供了一種跌落檢測(cè)報(bào)警裝置及其方 法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種跌落檢測(cè)報(bào)警裝置及其方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的困 難，通過檢測(cè)佩戴裝置的人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)三個(gè)方向的加速度值，來實(shí)現(xiàn)對(duì)人體跌倒的檢測(cè)，并 及時(shí)通過附帶的通信模塊上報(bào)，達(dá)到人體跌倒早期檢測(cè)上報(bào)的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，包括加速度傳感器，全球定位系統(tǒng)，全球移動(dòng) 通訊系統(tǒng)，微控制單元以及系統(tǒng)電源；所述加速度傳感器連接所述微控制單元，所述加速 度傳感器進(jìn)行三軸加速度數(shù)據(jù)檢測(cè)，并發(fā)送所述三軸加速度數(shù)據(jù)到所述微控制單元；所述 微控制單元雙向連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，所述全球定位系統(tǒng)連接所述全球移動(dòng)通訊系 統(tǒng)，所述全球定位系統(tǒng)發(fā)送定位信息到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，所述微控制單元判斷是否 發(fā)生跌落狀況，當(dāng)發(fā)生跌落狀況時(shí)，通過全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)向后臺(tái)服務(wù)器 報(bào)告警告信息；所述系統(tǒng)電源對(duì)其余模塊供電。優(yōu)選地，所述加速度傳感器為一檢測(cè)佩戴裝置，攜帶于使用者身上。優(yōu)選地，還包括液晶顯示屏，連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，接收所述全球移動(dòng)通訊 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，還包括揚(yáng)聲器，連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，接收所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)。 優(yōu)選地，還包括麥克風(fēng)，連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，發(fā)送數(shù)據(jù)到所述全球移動(dòng)通 訊系統(tǒng)。優(yōu)選地，還包括鍵盤，連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，發(fā)送數(shù)據(jù)到所述全球移動(dòng)通訊 系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述警告信息會(huì)包含所述全球定位系統(tǒng)采集到的定位信息。
本發(fā)明還提供了一種跌落檢測(cè)報(bào)警方法，采用上述的跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，包括以 下步驟(1)所述加速度傳感器進(jìn)行三軸加速度數(shù)據(jù)檢測(cè)，并發(fā)送所述三軸加速度數(shù)據(jù)到 所述微控制單元；(2)所述微控制單元判斷是否跌落，若是，則執(zhí)行步驟(3)，若否，則執(zhí)行步驟⑴；(3)所述全球定位系統(tǒng)發(fā)送定位信息到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)；(4)所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)向后臺(tái)服務(wù)器報(bào)告警告信息。優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述警告信息會(huì)包含所述全球定位系統(tǒng)采集到的定位 fn息ο由于采用了上述技術(shù)，本發(fā)明通過檢測(cè)佩戴裝置的人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)三個(gè)方向的加速 度值，來實(shí)現(xiàn)對(duì)人體跌倒的檢測(cè)，并及時(shí)通過附帶的通信模塊上報(bào)，達(dá)到人體跌倒早期檢測(cè) 上報(bào)的目的。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本申請(qǐng)。


圖1為本發(fā)明的跌落檢測(cè)報(bào)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的跌落檢測(cè)報(bào)警方法的流程圖；圖3為實(shí)施例中跌落發(fā)生全過程的加速度曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面通過圖1來介紹本發(fā)明的具體實(shí)施例。實(shí)施例1如圖1所示，本發(fā)明的一種跌落檢測(cè)報(bào)警裝置及其方法，包括加速度傳感器，全球 定位系統(tǒng)，全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，微控制單元以及系統(tǒng)電源；所述加速度傳感器連接所述微控 制單元，所述加速度傳感器進(jìn)行三軸加速度數(shù)據(jù)檢測(cè)，并發(fā)送所述三軸加速度數(shù)據(jù)到所述 微控制單元；所述微控制單元雙向連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，所述全球定位系統(tǒng)連接所 述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，所述全球定位系統(tǒng)發(fā)送定位信息到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，所述微 控制單元判斷是否發(fā)生跌落狀況，當(dāng)發(fā)生跌落狀況時(shí)，通過全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)和全球定位 系統(tǒng)向后臺(tái)服務(wù)器報(bào)告警告信息；所述系統(tǒng)電源對(duì)其余模塊供電。優(yōu)選地，所述加速度傳感器為一檢測(cè)佩戴裝置，攜帶于使用者身上。優(yōu)選地，還包括液晶顯示屏，連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，接收所述全球移動(dòng)通訊 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，還包括揚(yáng)聲器，連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，接收所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)。 優(yōu)選地，還包括麥克風(fēng)，連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，發(fā)送數(shù)據(jù)到所述全球移動(dòng)通 訊系統(tǒng)。優(yōu)選地，還包括鍵盤，連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，發(fā)送數(shù)據(jù)到所述全球移動(dòng)通訊 系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述警告信息會(huì)包含所述全球定位系統(tǒng)采集到的定位信息。
如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種跌落檢測(cè)報(bào)警方法，采用上述的跌落檢測(cè)報(bào)警 裝置，包括以下步驟(1)所述加速度傳感器進(jìn)行三軸加速度數(shù)據(jù)檢測(cè)，并發(fā)送所述三軸加速度數(shù)據(jù)到 所述微控制單元；(2)所述微控制單元判斷是否跌落，若是，則執(zhí)行步驟(3)，若否，則執(zhí)行步驟⑴；(3)所述全球定位系統(tǒng)發(fā)送定位信息到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)；(4)所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)向后臺(tái)服務(wù)器報(bào)告警告信息。優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述警告信息會(huì)包含所述全球定位系統(tǒng)采集到的定位 fn息ο實(shí)際使用中，本發(fā)明的跌落檢測(cè)實(shí)時(shí)收集加速度Sensor的加速度數(shù)據(jù)，一旦出 現(xiàn)跌落狀況，通過特定算法檢測(cè)并確認(rèn)跌落發(fā)生。聲光報(bào)警當(dāng)?shù)錉顩r確認(rèn)發(fā)生后，系統(tǒng)應(yīng)該向外界發(fā)出聲光報(bào)警提示。無線上報(bào)跌落狀況一旦發(fā)生，系統(tǒng)需要通過無線方式(GPRS，GSM)向后臺(tái)服務(wù)器 報(bào)告警告信息與位置信息，并提供即時(shí)聯(lián)系的手段(Call)。位置告知實(shí)施跌落報(bào)警信息上報(bào)時(shí)，需要同時(shí)提供發(fā)生跌落的位置信息。本發(fā)明主體為低功耗的Freescale的MC9S08QG4，Sirf的GPS芯片以及MTK的 MT6223D GSM芯片，通過加速度sensor采集實(shí)時(shí)的加速度數(shù)據(jù)，經(jīng)過MC9S08QG4分析處理 后，再通過GSM芯片向后臺(tái)發(fā)出警告，警告信息會(huì)包含GPS采集到的GPS定位信息。同時(shí)， 在IXD與Speaker上發(fā)出聲光提示，提醒裝置持有人或附近人群做處理。如后臺(tái)需要與GSM 通信模塊聯(lián)系，可以通過Mic與Speaker可以實(shí)現(xiàn)通話功能。在跌落檢測(cè)裝置中，GSM模塊中GSM部分協(xié)議軟件在出廠時(shí)已有預(yù)置，在這里所做 的主要是管理與Mcu，GPS之間的通訊，及時(shí)響應(yīng)Mcu的跌落報(bào)警，啟動(dòng)并接受GPS信息，管 理周邊模塊，上報(bào)信息等。GPS模塊相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言較為簡(jiǎn)單，其主要流程在于等待GSM模塊下達(dá)的定位 命令，并將定位信息上報(bào)至GSM模塊。周邊模塊包括外接在GSM模塊上的附加組件，包括LCD，Keypad, Speaker, Mic等。 其中Led，Speaker主要負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)鋱?bào)警發(fā)生時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)帶有超時(shí)的聲光報(bào)警提示，如果 在超時(shí)時(shí)間內(nèi)未能得到處理時(shí)，主動(dòng)聯(lián)系后臺(tái)服務(wù)器或事先設(shè)定的呼叫號(hào)碼。KeyPad，Mic 主要用于提供呼叫功能，操作功能。跌落檢測(cè)模塊是本裝置的核心部分，主要包括加速度傳感器的數(shù)據(jù)采集，跌落算 法的分析等。跌落檢測(cè)的基礎(chǔ)在于數(shù)據(jù)的收集，這里所使用的加速度傳感器是Freescale 公司的MMA7361L。MMA7361L提供了 X，Y，Z三軸加速度檢測(cè)，并有1. 5g，6g兩個(gè)量程的選 擇?？紤]到本裝置主要檢測(cè)的是人體的跌落狀況，因此1. 5g為較合適的量程。數(shù)據(jù)采集頻率是另外一個(gè)重點(diǎn)，頻率過低會(huì)丟失數(shù)據(jù)，導(dǎo)致不能及時(shí)檢測(cè)跌落。本 裝置中設(shè)定為125Hz。人體的跌倒會(huì)發(fā)生在多種情況下，如行走中，上下樓過程中，登高或上 下床，失去意識(shí)自由跌落，從事特定工作等。但是這些跌倒往往有一些共同的特征。在將人體跌落發(fā)生前與發(fā)生后的姿態(tài)做分析與對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，通常情況下，人體在 跌倒前都是出于站立姿態(tài)，而跌落后往往處于躺倒或斜靠狀態(tài)，并且跌落后處于躺倒?fàn)顟B(tài) 時(shí)的后果往往嚴(yán)重于其它狀態(tài)。因此，在分析跌落過程中，跌落前后的姿態(tài)變化非常值得重點(diǎn)關(guān)注。跌落檢測(cè)的另外一點(diǎn)關(guān)鍵在于對(duì)跌落發(fā)生時(shí)的加速度曲線進(jìn)行合理分析，從中分 解出跌落發(fā)生時(shí)的加速度變化特點(diǎn)，并以盡可能接近真實(shí)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬捕捉，達(dá)到 提高跌落檢測(cè)率，降低誤報(bào)率的目標(biāo)。如圖3所示，給出的是一幅典型的跌落發(fā)生全過程的加速度曲線圖。其中，狀態(tài)A， E代表人體正處于站立姿態(tài)；狀態(tài)B代表人體正處于跌落狀態(tài)；狀態(tài)C代表跌落結(jié)束后的撞 擊；狀態(tài)D代表人體正處于躺倒?fàn)顟B(tài)。從上圖分析可得知當(dāng)人體處于站立姿態(tài)時(shí)，因?yàn)榈錂z測(cè)設(shè)備在人體身上佩戴位置的關(guān)系，三軸的 加速度總是不相同，但是基本上符合一定規(guī)律，如總有一根軸因方向因素與重力方向近似垂直。當(dāng)人體處于跌落時(shí)，三軸的加速度同時(shí)受到重力影響，唯一的差異在于因方向的 不同，所受的重力分力大小不一。跌落結(jié)束時(shí)出現(xiàn)的撞擊情況，往往會(huì)導(dǎo)致三軸中某一軸出現(xiàn)一次加速度變化的峰值。當(dāng)人體處于躺倒?fàn)顟B(tài)時(shí)，三軸的加速度值與站立姿態(tài)時(shí)有明顯不同。上述的幾點(diǎn)要素，構(gòu)成了整個(gè)跌落算法的主體，可以對(duì)大多數(shù)的跌落情況作出判 斷。當(dāng)然，各個(gè)狀態(tài)之間的時(shí)間間隔以及各個(gè)狀態(tài)的加速度閥值都需要做反復(fù)的測(cè)試后才 能得出一個(gè)相對(duì)合理的設(shè)定。如跌落前的狀態(tài)A，當(dāng)人體處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其曲線變 化是較為復(fù)雜的，如何設(shè)定合理的范圍使其能與真正的跌落區(qū)別出來，是需要反復(fù)測(cè)試與 驗(yàn)證的。根據(jù)上述方案設(shè)計(jì)的跌落檢測(cè)裝置，在我們的驗(yàn)證方案中評(píng)價(jià)良好，下面是截取 的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表格。人體實(shí)體測(cè)試每個(gè)對(duì)象測(cè)試測(cè)試5次，得到該對(duì)象在該參數(shù)下的上報(bào)率。
權(quán)利要求
一種跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于包括加速度傳感器，全球定位系統(tǒng)，全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，微控制單元以及系統(tǒng)電源；所述加速度傳感器連接所述微控制單元，所述加速度傳感器進(jìn)行三軸加速度數(shù)據(jù)檢測(cè)，并發(fā)送所述三軸加速度數(shù)據(jù)到所述微控制單元；所述微控制單元雙向連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，所述全球定位系統(tǒng)連接所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，所述全球定位系統(tǒng)發(fā)送定位信息到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，所述微控制單元判斷是否發(fā)生跌落狀況，當(dāng)發(fā)生跌落狀況時(shí)，通過全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)向后臺(tái)服務(wù)器報(bào)告警告信息；所述系統(tǒng)電源對(duì)其余模塊供電。
2.如權(quán)利要求1所述的跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于所述加速度傳感器為一檢測(cè) 佩戴裝置，攜帶于使用者身上。
3.如權(quán)利要求2所述的跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于還包括液晶顯示屏，連接所述 全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，接收所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于還包括揚(yáng)聲器，連接所述全球 移動(dòng)通訊系統(tǒng)，接收所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于還包括麥克風(fēng)，連接所述全球 移動(dòng)通訊系統(tǒng)，發(fā)送數(shù)據(jù)到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求5所述的跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于還包括鍵盤，連接所述全球移 動(dòng)通訊系統(tǒng)，發(fā)送數(shù)據(jù)到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的跌落檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于所述警告信息會(huì)包含所述全 球定位系統(tǒng)采集到的定位信息。
8.一種跌落檢測(cè)報(bào)警方法，采用如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的跌落檢測(cè)報(bào)警裝 置，其特征在于包括以下步驟(1)所述加速度傳感器進(jìn)行三軸加速度數(shù)據(jù)檢測(cè)，并發(fā)送所述三軸加速度數(shù)據(jù)到所述 微控制單元；(2)所述微控制單元判斷是否跌落，若是，則執(zhí)行步驟(3)，若否，則執(zhí)行步驟(1)；(3)所述全球定位系統(tǒng)發(fā)送定位信息到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)；(4)所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)向后臺(tái)服務(wù)器報(bào)告警告信息。
9.如權(quán)利要求8所述的跌落檢測(cè)報(bào)警方法，其特征在于所述步驟(4)中，所述警告信 息會(huì)包含所述全球定位系統(tǒng)采集到的定位信息。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種跌落檢測(cè)報(bào)警裝置及其方法，包括加速度傳感器，全球定位系統(tǒng)，全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，微控制單元以及系統(tǒng)電源；包括以下步驟(1)所述加速度傳感器進(jìn)行三軸加速度數(shù)據(jù)檢測(cè)，并發(fā)送所述三軸加速度數(shù)據(jù)到所述微控制單元；(2)所述微控制單元判斷是否跌落，若是，則執(zhí)行步驟(3)，若否，則執(zhí)行步驟(1)；(3)所述全球定位系統(tǒng)發(fā)送定位信息到所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)；(4)所述全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)向后臺(tái)服務(wù)器報(bào)告警告信息，本發(fā)明通過檢測(cè)佩戴裝置的人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)三個(gè)方向的加速度值，來實(shí)現(xiàn)對(duì)人體跌倒的檢測(cè)，并及時(shí)通過附帶的通信模塊上報(bào)，達(dá)到人體跌倒早期檢測(cè)上報(bào)的目的。
文檔編號(hào)G08B25/10GK101944272SQ20101025607
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者劉冬 申請(qǐng)人:上海移為通信技術(shù)有限公司