CN207037881U - 一种基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统 - Google Patents
一种基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：包括一腰带，所述腰带上安装有加速度传感模块；所述加速度传感模块与布置于携带者所在房间的下位机无线连接；下位机与上位机无线连接。通过检测携带设备的人在摔倒的过程中的加速度，正确判别摔倒过程，并进行报警信号的远程无线传输。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种便携式的对老年人进行摔倒检测、及时报警的监测报警系统，属于老年人的健康保健技术领域。
背景技术
随着我国逐步进入老龄化社会，老龄人口的健康和安全也就日益受到关注。摔倒是日常生活中容易对各个年龄段、各个职业领域的人造成意外伤害的事故之一。特别对于老年人来说，摔倒是一种非常危险的意外伤害。相对于其他年龄段的人群而言，摔倒往往更容易对老年人造成伤害。有相关数据显示，我国65岁以上的老年人中，每年因跌倒造成的伤害不低于4000万人。对老年人来说，跌倒不仅会造成脑部受伤、骨折等严重外伤，还会引发“跌倒恐惧症”，给老人带来极大的心理创伤。因此，对老年人摔倒后可以及时报警施救成为一个切实且重要的问题。
针对老人突然犯病倒下的问题，国内外现阶段最主要采用的是 基于视频的摔倒检测技术与基于声学的摔倒检测技术。这两项技术拥有加大局限性，主要表现在：基于视频的监测系统通常只能应用于固定空间范围，且易侵犯隐私; 基于声学的监测系统由于精度低，一般作为其它监测方法的辅助手段。除此之外，基于视频或声学的监测方法对设备要求高、算法复杂、成本高，且局限于特定的场合 。而通过可穿戴设备的传感器进行自动识别为简单且价格低廉，可通过无线通信技术进行数据的传输，从而进行自动识别，可将所耗费额的劳动力减至最少。但是该方法又容易引起漏判或者误判，影响监测的准确度及灵敏度。所以可以通过对算法的强化以及对硬件材料的选择，来提高准确度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统。
本实用新型采用以下技术方案：一种基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：包括一腰带，所述腰带上安装有加速度传感模块；所述加速度传感模块与布置于携带者所在房间的下位机无线连接；下位机与上位机无线连接。
在本实用新型一实施例中，还包括一设置于所述腰带上的报警模块；所述报警模块与下位机无线连接。
在本实用新型一实施例中，所述腰带上还设置有电源模块，电源模块为报警模块、加速度传感模块供电。
在本实用新型一实施例中，所述腰带为弹性材料制成。
在本实用新型一实施例中，所述下位机为Zigbee设备。
在本实用新型一实施例中，所述上位机为手机、电脑或PDA。
较佳的，所述加速度传感模块为三轴加速度传感器。
本实用新型通过检测携带设备的人在摔倒的过程中的加速度，正确判别摔倒过程，并进行报警信号的远程无线传输。
附图说明
图1是本实用新型一实施例结构示意图。
图2是本实用新型一实施例的工作流程示意图。
图3是本实用新型一实施例的定位示意图。
图中：1-腰带；2-加速度传感器；3-电源模块；4-蜂鸣器；5-上位机；6-下位机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步解释说明。
一种基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：包括一腰带，所述腰带上安装有加速度传感模块；所述加速度传感模块与布置于携带者所在房间的下位机无线连接；下位机与上位机无线连接。
在本实用新型一实施例中，还包括一设置于所述腰带上的报警模块；所述报警模块与下位机无线连接。
在本实用新型一实施例中，所述腰带上还设置有电源模块，电源模块为报警模块、加速度传感模块供电。
在本实用新型一实施例中，所述腰带为弹性材料制成。
在本实用新型一实施例中，所述下位机为Zigbee设备。
在本实用新型一实施例中，所述上位机为手机、电脑或PDA。
较佳的，所述加速度传感模块为三轴加速度传感器。
参照图1本实施例基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，包括腰带1，腰带上设置有加速度传感模块（三轴加速度传感器）2，电源模块3，报警模块（蜂鸣器模块）4，zigbee设备6以无线的方式和上位机5和腰带1通信。上位机5可以是移动设备，也可是监护平台的客户端等。
当被监测对象正常运动时，蜂鸣器4不动作，三轴加速度传感器（本实用新型选择ADXL345B）2所得到的测量值在正常范围内。当三轴加速度传感器2的测量值与设定好的正常范围不相符时，可使三轴加速度传感器动作，对固定好的预设点发送信号， ZigBee设备6可过每个预设点至信号发射点的距离，来确定被监测对象的位置，并同时使蜂鸣器4动作。
在确认被监测对象跌倒时，则通过预设好的网络节点发送坐标信息至上位机5。在实验过程，使用两节5号电池的电源模块3进行供电，实际使用可更换为纽扣电池，更适合老年人佩戴使用。
本实用新型所要解决的技术问题是：对老人的运动状态进行实时检测。当其运动状态被系统判定为摔倒时，系统会将老人摔倒的位置信息发送至老人的家属。具体实施过程见图2。
为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案实现：
一、对被检测目标的运动状态进行正确地判断。通过ADXL345B三轴加速度传感器对运动目标的三轴加速度进行计算。当被检测目标下蹲，站起时，加速度变化范围为0.8g－1.15g; 坐下、站起，加速度变化范围为0.7g－1. 3g;上下楼梯时，加速度变化范围为0.85g－1.1g; 走路时，加速度变化范围为0.75g－1.1g;乘坐电梯上下时，加速度变化范围为0.85g－1.1g;两侧摔倒时，加速度小于0.6g;普通摔倒时，加速度最低点小于0. 66g或者最高点大于1.3g;干扰摔倒时，均属于加速度最低点低于 0. 668g 或是加速度最高点高于1. 3g;躺下、站起，加速度范围为0.668g－ 1. 3g。综上所述，当加速度超过1.3g或加速度小于0.668g时，判定目标运动状态为摔倒，从而在下蹲，坐下，上下楼梯，走路，乘坐电梯上下，躺下时均不会引起检测设备误报警，影响老人正常的生活。但是在触发判定摔倒的范围的边界处容易产生误报警，本实用新型通过程序设置当加速度在报警范围边界处，会提高测量加速度的频率，对加速度进行多次测量，取其平均值以提高判定摔倒的精度。
二、对被检测对象的具体位置进行确定。CC2431的定位引擎可用于估算无线网络中节点的位置。通常参考节点坐标已知，其他需要估计坐标的节点为“盲节点”。进行定位估计时，定位引擎需要获得3～8个参考节点的坐标值以及其他测量参数，定位引擎计算后的输出是一个节点的估计坐标CC2431平台芯片可用于确定被检测对象的具体位置。本实用新型采用三遍测量法来对目标进行精确的定位。如图 3所示，已知 A、B、C，3 个节点的坐标分别 为( xA，yA ) 、( xB，yB ) 、( xC，yC ) 。假设用户节点 O 的 坐标为( x，y) ，根据下面的点到点之间的距离公式:
(x － xA )^2 + ( y － yA)^2 = dA^2
(x － xB )^2 + ( y － yB)^2 = dB^2
(x － xC )^2 + ( y － yC)^2 = dC^2
利用以上的等式通过简单的数学推导就可以得 到 x 和 y 的值。从而确定目标的位置。
三、将被检测对象状况发送给上位机（监护人）。数据采集与远程传输子系统是由从节点、主节点和带有 GPRS Modem 的ARM+LINUX 核心模块组成。从节点用于采集现场数据，并通过 ZigBee 无线通信技术将其发送到主节点，再由主节点传输给ARM+LINUX 模块，最终通过 GPRS 网络和 INTERNET 对接，将数据发送至远程数据监控中心。当检测到被检测目标的三轴加速度在正常范围之外时，就可以通过ZigBee，将被检测对象的具体位置发送至上位机，并及时发出警报，引起周围群众注意。
请参照图1本实施例基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，包括腰带1，所属腰带上设置有加速度传感模块2，电源模块3，蜂鸣器模块4，zigbee设备6以无线的方式和上位机5和腰带1通信。上位机5可以是移动设备，也可是监护平台的客户端等。
当被监测对象正常运动时，蜂鸣器4不动作，三轴加速度传感器2所得到的测量值在正常范围内。当三轴加速度传感器2的测量值与设定好的正常范围不相符时，可使ADXL345B动作，对固定好的预设点发送信号， ZigBee设备6可过每个预设点至信号发射点的距离，来确定被监测对象的位置，并同时使蜂鸣器4动作。
在确认被监测对象跌倒时，则通过预设好的网络节点发送坐标信息至上位机5。在实验过程，使用两节5号电池的电源模块3进行供电，实际使用可更换为纽扣电池，更适合老年人佩戴使用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变换与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：包括一腰带，所述腰带上安装有加速度传感模块；所述加速度传感模块与布置于携带者所在房间的下位机无线连接；下位机与上位机无线连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：还包括一设置于所述腰带上的报警模块；所述报警模块与下位机无线连接。
3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：所述腰带上还设置有电源模块，电源模块为报警模块、加速度传感模块供电。
4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：所述腰带为弹性材料制成。
5.根据权利要求1所述的基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：所述下位机为Zigbee设备。
6.根据权利要求1所述的基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：所述上位机为手机、电脑或PDA。
7.根据权利要求1所述的基于物联网技术的便携式老年人摔倒检测报警系统，其特征在于：所述加速度传感模块为三轴加速度传感器。
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