備，則理論上Tl = T2，實(shí)際中有0.5°左右的誤差，如果人體佩戴，則一側(cè)是空氣溫度、一側(cè)是人體溫度就會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)出現(xiàn)溫度差，這樣就達(dá)到了檢測設(shè)備是否佩戴的目的；
[0037]S04:信號(hào)評(píng)估模塊對(duì)比壓力數(shù)據(jù)P1，P2，…，Pn，如果人體沒有佩戴或佩戴松緊不符合要求，比如太過于松動(dòng)、佩戴部位不準(zhǔn)確等，加設(shè)正確的佩戴部位是腰部，佩戴時(shí)松緊度壓力值是P，根據(jù)用戶基本信息(身高、體重等)可以大致知道腰圍L，根據(jù)矩陣式分布的壓力傳感器間距D，就可以計(jì)算出產(chǎn)生壓力的傳感器個(gè)數(shù)N = L/D，那么在理論上就可以得出，如果正確佩戴有:
[0038]P = Pl = P2........PN
[0039]通過上式就可是判定用戶佩戴設(shè)備的松緊度、佩戴的位置是否正確。
[0040]S05:信號(hào)評(píng)估模塊通過三軸加速度信號(hào)給出設(shè)備佩戴方位是否正確。正常情況下人體直立情況下，正確的佩戴方式應(yīng)該僅有一根軸加速度值為g (重力及速度)其他兩根軸應(yīng)為0，設(shè)Y軸代表人體站立時(shí)候軀干方向，則有:
[0041]AY = g
[0042]AX = AZ = O
[0043]S06:通過上述步驟的判斷最終給出用戶佩戴情況，設(shè)佩戴標(biāo)識(shí)為真WARE_FLAG =TRUE，否則 WARE_FLAG = FALSE ；
[0044]S07:當(dāng)用戶沒有正確佩戴時(shí)，通過人機(jī)交互模式語音提示用戶如何正確操作，并循環(huán)S02-S06檢測，同時(shí)在適當(dāng)時(shí)候重復(fù)S07。
[0045]圖3為跌倒檢測的流程圖，具體的檢測方法如下:
[0046]Sll:當(dāng)用戶佩戴檢測完成后，并且檢測結(jié)果為:WARE_FLAG = TRUE進(jìn)入下一步；
[0047]S12:信號(hào)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，主要采集人體姿態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(即三軸加速度數(shù)據(jù)AX，AY, AZ)、環(huán)境氣壓(H)數(shù)據(jù)以及佩戴部位壓力數(shù)據(jù)(Pl，P2，…，PN)；
[0048]S13:采用FIFO形式存儲(chǔ)一段時(shí)間(如4秒)內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)、氣壓數(shù)據(jù)及壓力數(shù)據(jù)；
[0049]圖4為一幅非常典型的發(fā)生跌倒的三軸加速度數(shù)據(jù)折線圖，圖中信號(hào)發(fā)生劇烈變化的區(qū)域(下稱“巨變”)為人體碰撞地面的瞬間。
[0050]S14:信號(hào)處理模塊根據(jù)三軸加速數(shù)據(jù)，分析是否出現(xiàn)“巨變”的數(shù)據(jù)，因?yàn)楫?dāng)人體發(fā)生跌倒時(shí)，在撞擊到地面時(shí)，三軸加速度信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)非常劇烈的一段數(shù)據(jù)，在此設(shè)定閾值TH1，當(dāng)三軸加速度幅值(AX，AY，AZ三者的向量模)ACC > THl時(shí)，記錄下發(fā)生“巨變”前的代表人體軀干方向的Y軸均值數(shù)據(jù)(AY_1)，氣壓高度數(shù)據(jù)Hl，壓力數(shù)據(jù)(PlI，P21，……，PNl)進(jìn)入S14，否則循環(huán)S12 ；
[0051]S14:記錄發(fā)生“巨變”瞬間周圍(如前0.1s-后0.1s)內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)變化量ACC_CHG，因?yàn)檎５沟挠|地瞬間非常短暫，同時(shí)觸地時(shí)的總變化量會(huì)非常大，設(shè)定閾值TH2，若ACC_CHG > TH2，進(jìn)入S15，否則回到S12 ；
[0052]S15:分析跌倒發(fā)生后一段時(shí)間的加速度數(shù)據(jù)，正常情況下如圖5所示，跌倒后會(huì)有一段時(shí)間相對(duì)靜止的區(qū)間，該區(qū)間內(nèi)，代表人體驅(qū)趕方向的Y軸基本接近于0，這是因?yàn)槿梭w從站立變?yōu)榱似教?。記錄該區(qū)間內(nèi)代表人體驅(qū)趕方向的Y軸均值A(chǔ)Y_2，且記錄該區(qū)間三軸加速度變化之和ACC_SUM，同時(shí)記錄該時(shí)間段人體氣壓高度值H2，以及佩戴裝置部位的壓力值(P12，P22,……，PN2)。設(shè)定閾值TH3，TH4，及TH5如果滿足:
[0053]H2-H1 > TH3
[0054]ACC_SUM < TH4
[0055]Σ Pil-Pi2 > TH5
[0056]上述第一個(gè)判定條件主要是來對(duì)比跌倒前后的設(shè)備高度差，閾值TH3可設(shè)為設(shè)備離地面的高度值(如80cm);第二個(gè)判定條件主要是檢測在跌倒之后一段時(shí)間內(nèi)是否處于“靜止”狀態(tài)，正常的跌倒在脫離跌倒姿態(tài)之前都會(huì)出現(xiàn)該情形；第三個(gè)判定條件主要是檢測設(shè)備佩戴部位一周的壓力情況，如設(shè)備是佩戴在腰部，壓力傳感器環(huán)繞腰部一周，若人體跌倒，則在著地一側(cè)的壓力傳感器會(huì)感受到較大的壓力值。滿足上述判定條件后進(jìn)入S16，否則進(jìn)入S12 ;
[0057]S16:將人體跌倒標(biāo)志 FALL_D0WN_FLAG = TRUE，F(xiàn)ALL_D0WN_FLAG = FALSE 進(jìn)入跌倒求救模式。
[0058]特別地，為了避免因?yàn)椴蓸勇实牟蛔阋约八惴ㄗR(shí)別率等問題的影響導(dǎo)致沒有正確識(shí)別出用戶跌倒，提供了 “一鍵式”報(bào)警，更加完備地覆蓋跌倒報(bào)警方案。
[0059]圖5所示為自動(dòng)退出跌倒模式的流程圖，具體的方法如下:
[0060]S21:當(dāng) FALL_D0WN_FLAG 置為 TRUE 為真時(shí)，進(jìn)入 S22 ；
[0061]S22:信號(hào)采集模塊持續(xù)采集三軸加速度信號(hào)(AX，AY, AZ)，氣壓高度傳感器持續(xù)采集高度信號(hào)(H)，壓力傳感器實(shí)時(shí)采集壓力信號(hào)(P1，P2，……，PN);
[0062]S23:采用FIFO形式存儲(chǔ)一段時(shí)間(如4秒)內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)、氣壓數(shù)據(jù)及壓力數(shù)據(jù)；
[0063]S24:實(shí)時(shí)更新三軸加速度數(shù)據(jù)，分析代表人體軀干站立方向的Y軸均值A(chǔ)Y_3，氣壓高度值H3以及壓力值(P13，P23，……，PN3)設(shè)定閾值TH6，TH7，TH8，若達(dá)到:
[0064]I AY_3-g I < TH6
[0065]H3-H2 > TH7
[0066]P13 = P23 =...= PN3
[0067]上述3個(gè)條件中滿足第一條說明人體軀干已經(jīng)垂直于地面，即站立，第二條中閾值TH7可選(80cm)即當(dāng)前設(shè)備高度比跌倒時(shí)高，第三條是判別設(shè)備當(dāng)前壓力狀態(tài)與跌倒前壓力狀態(tài)對(duì)比應(yīng)該小于一定閾值(如20牛)，滿足上述條件則進(jìn)入S25，否則進(jìn)入S22 ；
[0068]S25:將跌倒標(biāo)志FALL_D0WN_FLAG置為FALSE，并通過通訊模塊，遠(yuǎn)程提示監(jiān)護(hù)人當(dāng)前脫離了跌倒?fàn)顟B(tài)；同時(shí)進(jìn)入S12循環(huán)。
[0069]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:包括信號(hào)采集模塊、定位模塊和無線通訊模塊，所述信號(hào)采集模塊、所述定位模塊和所述無線通訊模塊均與信號(hào)處理模塊連接，所述信號(hào)處理模塊還連接有人機(jī)交互模塊和報(bào)警模塊； 所述信號(hào)采集模塊包括跌倒監(jiān)測信號(hào)采集模塊和佩戴監(jiān)測信號(hào)采集模塊。2.如權(quán)利要求1所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述跌倒監(jiān)測信號(hào)采集模塊包括加速度傳感器和氣壓傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述佩戴監(jiān)測信號(hào)采集模塊包括溫度傳感器和壓力傳感器。4.如權(quán)利要求2所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述速度傳感器為三軸加速度傳感器。5.如權(quán)利要求1所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述定位模塊包括GPS、北斗或移動(dòng)基站定位裝置。6.如權(quán)利要求1所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述無線通訊模塊包括GSM通訊單元和藍(lán)牙通訊單元。7.如權(quán)利要求1所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述信號(hào)處理模塊包括MCU處理器。8.如權(quán)利要求1所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述人機(jī)交互模塊包括按鈕、觸屏、語音識(shí)別裝置和手勢(shì)識(shí)別裝置。9.如權(quán)利要求1所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述報(bào)警模塊包括語音報(bào)警裝置、震動(dòng)報(bào)警裝置和光報(bào)警裝置。10.如權(quán)利要求1所述的智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于:所述智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置安裝在腰帶上，所述腰帶上設(shè)有安裝槽，所述智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置安裝在所述安裝槽內(nèi)且外表面不高于腰帶的外表面。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能人體跌倒監(jiān)護(hù)裝置，包括與信號(hào)處理模塊連接的信號(hào)采集模塊、定位模塊和無線通訊模塊，信號(hào)處理模塊還連接有人機(jī)交互模塊和報(bào)警模塊；信號(hào)采集模塊包括跌倒監(jiān)測信號(hào)采集模塊和佩戴監(jiān)測信號(hào)采集模塊；使用時(shí)，信號(hào)采集模塊將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)輸送給信號(hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊進(jìn)行分析計(jì)算后作出判斷，如果人體跌倒，輸出信號(hào)到報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警，并通過無線通訊模塊將人體跌倒的相關(guān)信息和地理位置發(fā)送給家人和相關(guān)的急救人員；如果跌倒的老人沒有受傷，老人可以通過人機(jī)交互模塊控制信號(hào)處理模塊發(fā)出取消前面報(bào)警的信息；佩戴監(jiān)測信號(hào)采集模塊能夠監(jiān)測本監(jiān)護(hù)裝置佩戴是否正確，從而減少因佩戴錯(cuò)誤或未佩戴帶來的錯(cuò)誤報(bào)警。
【IPC分類】G08B21/04
【公開號(hào)】CN205103993
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520776342
【發(fā)明人】喬麗軍
【申請(qǐng)人】廣東樂源數(shù)字技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日