基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層；所述感知層采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)對老年人椅上狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，負(fù)責(zé)跌落檢測；所述網(wǎng)絡(luò)層用于接收感知層數(shù)據(jù)并將報警信息發(fā)送給應(yīng)用層。本發(fā)明的技術(shù)方案通過ZigBee傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)收集壓力傳感器和溫度傳感器的數(shù)據(jù)，使用自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法分析數(shù)據(jù)得出融合結(jié)果，通過ZigBee-WiFi網(wǎng)關(guān)上傳至上位機(jī)，來判斷老年人是否在椅上或床上。如果判斷到老年人已經(jīng)跌落，則馬上通過GSM網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)發(fā)送警報信息給家人或醫(yī)療機(jī)構(gòu)終端。本發(fā)明能夠及時將跌落警報信息以多種方式發(fā)送給工作人員和家屬，可以及時發(fā)現(xiàn)并查看老人跌落事故，采取緊急救助措施。因此，這項技術(shù)具有潛在的研究價值和現(xiàn)實應(yīng)用意義。
【專利說明】基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ZigBee的老人椅上跌落警報 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今社會，世界人口老齡化速度在不斷的加快，各種疾病和災(zāi)禍等原因造成殘障 人士的人數(shù)也在逐年的上升，加之現(xiàn)代年輕勞動人口流動，工作地域擴(kuò)大化，老人與子女分 開居住，削弱了家庭養(yǎng)老的功能，出現(xiàn)了"空巢老人"現(xiàn)象，這一現(xiàn)象使老齡化問題"雪上加 霜"。據(jù)統(tǒng)計，在中國1.85億60歲以上的老人中，"空巢老人"占一半之多，他們的健康安全 問題大部分得不到有效及時的關(guān)注。同時現(xiàn)在養(yǎng)老院老人的數(shù)量急劇上升，而工作人員的 數(shù)量有限，并且無法實時的看護(hù)每一位老人。對于一些長期坐臥的老年人，如果在椅上或者 床上跌落，若無人及時發(fā)現(xiàn)，是非常危險的，當(dāng)然也包括嬰兒和殘疾人等需要較長時間的保 持某個位姿的群體。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供了提出一種基于ZigBee的老人椅上跌落警報系 統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，基于ZigBee的老人椅上跌落警報 系統(tǒng)，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層；所述感知層采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)對老年人椅上狀態(tài)數(shù)據(jù) 進(jìn)行檢測，負(fù)責(zé)跌落檢測；所述網(wǎng)絡(luò)層用于接收感知層數(shù)據(jù)并將報警信息發(fā)送給應(yīng)用層。
[0005] 進(jìn)一步，所述感知層包括協(xié)調(diào)器節(jié)點、傳感器節(jié)點；所述協(xié)調(diào)器節(jié)點負(fù)責(zé)將傳感器 節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集和自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù)融合。
[0006] 進(jìn)一步，所述網(wǎng)絡(luò)層接收到感知層數(shù)據(jù)后通過GSM網(wǎng)絡(luò)把警報信息以短信的形式 發(fā)送給智能終端。
[0007] 進(jìn)一步，所述傳感器節(jié)點包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和無線通信模塊；所述 無線通信模塊用于完成節(jié)點間的無線通信以及控制信息的交換和數(shù)據(jù)的收發(fā)；所述數(shù)據(jù)處 理模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、節(jié)點設(shè)備的管理和控制，或者對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；所述數(shù)據(jù)采集模塊 主要完成數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換。
[0008] 進(jìn)一步，所述傳感器節(jié)點包括與協(xié)調(diào)器節(jié)點連接的壓力檢測傳感器；所述壓力傳 感器包括半橋式稱重傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器，半橋式稱重傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換器與協(xié)調(diào)器節(jié) 點連接。
[0009] 進(jìn)一步，所述傳感器節(jié)點還包括與協(xié)調(diào)器節(jié)點連接的體溫檢測傳感器。
[0010] 進(jìn)一步，協(xié)調(diào)器節(jié)點負(fù)責(zé)將傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集和自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù) 融合，所述自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù)融合的具體方法為：
[0011] 利用m個傳感器，其采集時間同步，每分鐘采集η次，則每個傳感器每分鐘的采樣 平均值
[0012]

【權(quán)利要求】
1. 基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)，其特征在于：包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層； 所述感知層采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)對老年人椅上狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，負(fù)責(zé)跌落檢測；所述網(wǎng)絡(luò)層 用于接收感知層數(shù)據(jù)并將報警信息發(fā)送給應(yīng)用層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)，其特征在于：所述感 知層包括協(xié)調(diào)器節(jié)點、傳感器節(jié)點；所述協(xié)調(diào)器節(jié)點負(fù)責(zé)將傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行 匯集和自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù)融合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)，其特征在于：所述網(wǎng) 絡(luò)層接收到感知層數(shù)據(jù)后通過GSM網(wǎng)絡(luò)把警報信息以短信的形式發(fā)送給智能終端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)，其特征在于：所述 傳感器節(jié)點包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和無線通信模塊；所述無線通信模塊用于完 成節(jié)點間的無線通信以及控制信息的交換和數(shù)據(jù)的收發(fā)；所述數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處 理、節(jié)點設(shè)備的管理和控制，或者對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；所述數(shù)據(jù)采集模塊主要完成數(shù)據(jù)信號的 轉(zhuǎn)換。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)，其特征在于：所述傳 感器節(jié)點包括與協(xié)調(diào)器節(jié)點連接的壓力檢測傳感器；所述壓力傳感器包括半橋式稱重傳感 器和A/D轉(zhuǎn)換器，半橋式稱重傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換器與協(xié)調(diào)器節(jié)點連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)，其特征在于：所述傳 感器節(jié)點還包括與協(xié)調(diào)器節(jié)點連接的體溫檢測傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警報系統(tǒng)，其特征在于：協(xié) 調(diào)器節(jié)點負(fù)責(zé)將傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集和自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù)融合，所述自適應(yīng)加 權(quán)數(shù)據(jù)融合的具體方法為： 利用m個傳感器，其采集時間同步，每分鐘采集n次，則每個傳感器每分鐘的采樣平均 值
其中Xi(k)表示每個傳感器第k次的采樣值，i= 1，2, 3，...... 每個傳感器的方差為：
融合后的1真值和加權(quán)因子滿足式（2) (3)，其中m表示傳感器個數(shù)：

【文檔編號】G08B25/10GK104484978SQ201410690232
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】張毅, 劉想德, 羅元, 羅志勇, 林海波, 蔡軍 申請人:重慶郵電大學(xué)