一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種適用于獨居人體、養(yǎng)老院的人體、術(shù)后康復(fù)患者及療養(yǎng)院療養(yǎng)人員等的醫(yī)用人體意外跌倒檢測定位裝置，特別是能識別人體正常運動狀態(tài)和跌倒?fàn)顟B(tài)，并能定位具體跌倒位置并將定位信息上傳的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置作為遠(yuǎn)程數(shù)字人體監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中終端部分的一種實現(xiàn)方式，涵蓋了多個學(xué)科的研宄領(lǐng)域，包括姿態(tài)信號檢測、檢測數(shù)據(jù)處理、信號特征提取與判別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。通過對遠(yuǎn)端不同人群的動作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，為其提供適當(dāng)?shù)淖o(hù)理與醫(yī)療服務(wù)。主要用于老齡人群的意外跌倒檢測定位、康復(fù)人群的康復(fù)過程的監(jiān)測。
[0003]目前，我國已步入老齡化社會，隨著社會結(jié)構(gòu)的改變，獨居人體越來越多，老年人跌倒事件頻發(fā)、后果嚴(yán)重，是高齡老年人首位傷害死因。根據(jù)中華人民共和國衛(wèi)生部2003年中國衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒，在我國人群中跌倒在意外傷害死因順位中排在第4位，而在65歲以上的老年人中則位居首位，并隨年齡的增加跌倒的死亡率急劇上升，在85歲以上的老年人中達(dá)到了高峰。同時，在相關(guān)病患的康復(fù)過程中，如下肢骨折患者、中風(fēng)后遺癥患者、腦部手術(shù)患者，也存在著類似的意外跌倒傷害風(fēng)險。能夠檢測人體運動姿態(tài)，并能自動判別意外跌倒，發(fā)出報警信號的裝置成為迫切需求。
[0004]目前，已有的穿戴式跌倒檢測定位裝置主要存在的問題是在發(fā)生側(cè)倒或非平躺在地面上時的情況判斷不太理想，同時無法準(zhǔn)確定位跌倒者位置信息，并且不配備GSM網(wǎng)絡(luò)通訊模式，本裝置基于以上不足之處加以改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1、發(fā)明目的:本實用新型提供一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置，其目的是為了克服現(xiàn)有的穿戴式跌倒檢測定位裝置不能很好的判別發(fā)生側(cè)倒和非平躺在地面時的跌倒情況的不足，并能定位穿戴者具體的跌到位置，通過移動運營商指定手機(jī)用戶發(fā)送跌倒信息，同時具有提供正常運動狀態(tài)信息的功能。
[0006]2、技術(shù)方案:在研宄大量的意外跌倒模擬數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，由于人體肚臍處最接近人體的重心，本實用新型確定人體肚臍附近為最佳安裝位置，遂設(shè)計出一套包括跌倒檢測定位裝置殼體和腰帶部分的穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置。
[0007]本實用新型穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置殼體內(nèi)包括GY-521 MPU6050姿態(tài)傳感器(I)、MK60DN512ZVLL10嵌入式芯片(3)、具有GPS定位及GPRS數(shù)據(jù)通訊功能的SM908模塊(4)、充放電管理模塊(6)和鋰電池(7);所述嵌入式芯片為MK60DN512ZVLL10型單片機(jī)，姿態(tài)傳感器為GY-521 MPU6050。
[0008]所述嵌入式芯片(3)與用于檢測人體姿態(tài)信號的三軸加速度計和陀螺儀模塊相連，自動判別老人正常運動狀態(tài)和意外跌倒?fàn)顟B(tài)；嵌入式芯片(3)還與用于獲取GPS位置信號的SM908模塊相連，并通過SM908模塊的GPRS信號向上位機(jī)或移動終端設(shè)備發(fā)出報警信號，裝置殼體上的網(wǎng)絡(luò)指示燈和警報取消按鍵均與嵌入式芯片連接。
[0009]所述跌倒檢測定位裝置殼體的充電口(8)和鋰電池(7)均與充放電管理模塊(6)相連接，充放電管理模塊(6)再經(jīng)由電源線與GY-521 MPU6050姿態(tài)傳感器、MK60DN512ZVLL10嵌入式芯片和SM908模塊連接，為其提供工作電源。
[0010]所述跌倒檢測定位裝置殼體，其SM908模塊采用抽屜式自彈卡座，安裝于裝置的側(cè)面。
[0011]3、優(yōu)點及效果:本實用新型可以針對人體的運動情況準(zhǔn)確判斷人體的跌倒信息，并通過SM908模塊對人體信息進(jìn)行意外跌倒定位及報警。此裝置將各個信息檢測模塊集成于最小系統(tǒng)中，其體積小，結(jié)構(gòu)簡單，定位準(zhǔn)確，方便用戶穿戴使用，能夠很好的解決現(xiàn)有的穿戴式跌倒檢測定位裝置不能很好的判別發(fā)生側(cè)倒和非平躺在地面時的跌倒情況的問題。
【附圖說明】
[0012]圖1為人體重心運動姿態(tài)說明圖。
[0013]圖2為人體佩戴位置示意圖。
[0014]圖3為裝置電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]其中，I一GY-521MPU6050姿態(tài)傳感器；2—I2C通訊總線；3—MK60DN512ZVLL10 嵌入式芯片；4一SM908模塊；5—SCI串行數(shù)據(jù)通訊線；6—充放電管理模塊；7—鋰電池；8—充電口 ；9—警報按鍵；10—網(wǎng)絡(luò)指不燈；11—電源線；
【具體實施方式】
[0016]【具體實施方式】I
[0017]在圖1中，通過三軸加速度計對人體姿態(tài)進(jìn)行檢測，對人體建立自然坐標(biāo)系，取人體自然站立時正面向前為X軸正方向，向左為Y軸正方向，向上為Z軸正方向，Z軸負(fù)方向與重力加速度方向一致。將三軸加速度計佩戴于人體的重心位置處，使三軸加速度計的三維坐標(biāo)軸(X、Y、Z軸)與自然坐標(biāo)軸(Χ0、Υ0、Ζ0軸)重合，當(dāng)任何一個方向產(chǎn)生運動時，三軸加速度計的坐標(biāo)軸將會偏離自然坐標(biāo)系，使相應(yīng)軸的數(shù)值發(fā)生變化。
[0018]【具體實施方式】2
[0019]在圖2中，人體重心位置的選取直接關(guān)系到姿態(tài)傳感器的檢測結(jié)果，經(jīng)過查找資料發(fā)現(xiàn)，頭部和腰部的加速度變化情況能夠更加準(zhǔn)確的反映整個人體的姿態(tài)變化，所以選擇腰部為姿態(tài)傳感器的佩戴位置。
[0020]【具體實施方式】3
[0021]在圖3中，由GY-521 MPU6050姿態(tài)傳感器(I)采集佩戴者的三軸加速度數(shù)據(jù)，通過I2C通訊總線(2)傳入MK60DN512ZVLL10嵌入式芯片(3)進(jìn)行信號處理與分析，通過三軸加速度的矢量大小和Z軸偏離人體重心的傾斜角來判斷人體摔倒情況。當(dāng)判斷人體摔倒時，由SM908模塊獲取GPS位置信號并結(jié)合GSM基站定位獲取跌倒位置信息，由移動通信運營商向看護(hù)中心發(fā)送報警和定位信息，對病人進(jìn)行及時的救護(hù)。當(dāng)摔倒情況出現(xiàn)誤判時，可通過手動按鍵取消，整個裝置通過充放電管理模塊￠)由鋰電池(7)進(jìn)行供電。
【主權(quán)項】
1.一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置，其特征在于嵌入式芯片(3)與用于檢測人體姿態(tài)信號的姿態(tài)傳感器相連，自動判別老人正常運動狀態(tài)和意外跌倒?fàn)顟B(tài)；嵌入式芯片(3)還與用于獲取GPS位置信號的SM908模塊相連，并通過SM908模塊的GPRS信號向上位機(jī)或移動終端設(shè)備發(fā)出報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置，其特征在于所述嵌入式芯片為MK60DN512ZVLL10型單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置，其特征在于所述姿態(tài)傳感器型號為GY-521 MPU6050，該傳感器為集三軸加速度計和三軸陀螺儀為一體的模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置，其特征在于該跌倒檢測定位裝置殼體上的網(wǎng)絡(luò)指示燈和警報取消按鍵均與嵌入式芯片連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置，其特征在于該跌倒檢測定位裝置殼體的充電口( 8 )和鋰電池(7 )均與充放電管理模塊(6 )相連接，充放電管理模塊(6)再經(jīng)由電源線與姿態(tài)傳感器、嵌入式芯片和SM908模塊連接，為其提供工作電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置，其特征在于SM908模塊采用抽屜式自彈卡座，安裝于裝置的側(cè)面。
【專利摘要】本實用新型為一種穿戴式人體意外跌倒檢測定位裝置，其特征在于嵌入式芯片（3）與用于檢測人體姿態(tài)信號的姿態(tài)傳感器相連，自動判別老人正常運動狀態(tài)和意外跌倒?fàn)顟B(tài)；嵌入式芯片（3）還與用于獲取GPS位置信號的SIM908模塊相連，并通過SIM908模塊的GPRS信號向上位機(jī)或移動終端設(shè)備發(fā)出報警信號。該跌倒檢測定位裝置殼體由配有充放電管理模塊的鋰電池進(jìn)行供電，通過姿態(tài)傳感器檢測人體的姿態(tài)信號，并經(jīng)I2C通訊總線送入嵌入式芯片判別人體正常運行狀態(tài)和意外跌倒信息，由SIM908模塊獲取跌倒信息及定位，向上位機(jī)或移動終端設(shè)備發(fā)出報警信號。
【IPC分類】G08B21-04
【公開號】CN204375113
【申請?zhí)枴緾N201520008176
【發(fā)明人】程志江, 陳曉燕, 段志尚, 劉紹明, 楊勇, 劉慶飛, 郭俊輝
【申請人】新疆大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月7日