术相比，采用一个光纤传感器，并且不受需要测量的感知区 域大小的限制。而传统的方法采用η(η远大于1)个光纤传感器，并且需要测量的区域越大， 用到的光纤传感器越多。而市场上光纤传感器价格昂贵。因此采用本发明实施例的技术方 案可以极大的节约成本，设计更为灵活，转化为商品化更趋于简单。
[0039] 在一个具体的实施例中，发送端外围电路模块112与光纤传感发射器2通过调节 电阻相连接。光纤传感发射器2是用来产生光信号的。产生光信号的强弱跟串联的调节 电阻的大小有关（电阻不能太大，也不能太小，在某个固定的额度范围内）。光纤传感发射 器2会影响光纤传感接收器6接收信号的强弱，光纤传感发射器2串联的电阻太大或者太 小都会影响接收器的接收电压。比如人体目标在感知区域活动，光纤传感发射器2发射的 光信号很弱的话，人体活动时，光纤传感接收器6的信号变化十分不明显，这样就不利于判 断，反之亦然。调节电阻的大小可以具体根据光纤传感接收器的型号进行相应的调节，通过 对电阻大小的调节，保证稳定有效的光信号的传输。在一个具体示例中，本发明系统中调节 电阻的大小为500Ω。
[0040] 在一个具体的实施例中，接收端外围电路模块114包括差分滤波电路模块以及分 别连接差分滤波电路模块的第一信号处理模块和第二信号处理模块；第一信号处理模块包 括依次连接的第一电容以及第一信号放大电路；第二信号处理模块包括第二信号放大电 路；
[0041] 差分滤波电路模块对压力变化数据进行差分滤波，输出差分滤波数据；
[0042] 第一信号处理模块通过第一电容和第一信号放大电路对差分滤波数据进行信号 放大，输出波形数据；
[0043] 第二信号处理模块通过第二信号放大电路对差分滤波数据进行信号放大，输出所 述信号数据。
[0044] 具体而言，接收端外围电路模块114的信号处理包括两个环节，第一步实现光纤 传感器输出信号的差分滤波，主要是滤掉一些噪声信号和温漂产生的干扰，第二步是对信 号进行放大。再考虑到电路设计针对摔倒信号的特征提取，为了提高对智能光纤地垫的摔 倒判别率，所以本发明中接收端外围电路模块114对信号具有两种有效的信号处理机制：
[0045] 通过第一信号处理模块实现信号处理机制一：当人踩到地垫上时，会有一个明显 的向上的正脉冲，当人踩到地垫上不动时，电压幅值又回到原点，当人从地垫上下来时，会 有一个很明显的向下的负脉冲后并回到初始电压值。
[0046] 通过第二信号处理模块实现信号处理机制二：当人踩到地垫上时，会有一个明显 的幅值上升，只要当人从地垫上走开后，电路的电压幅值才回到初始值；
[0047] 信号处理机制一为主要信号处理，信号处理机制二为辅助摔倒判别，通过这两种 信号处理机制，可以得到两种有效有利于摔倒检测电压变化信息。当人体目标在光纤地垫 感知区域上行走时就会产生一系列的波形。
[0048] 在一个具体的实施例中，光纤跳线4以预设的布线方式铺设在地垫中形成的网格 的大小为2. 5*2. 5cm2。在本发明实施例中对于网格的大小，可以根据实际应用进行微调；同 时，划分网格的方式是以人体脚踩到地垫上有效的均匀的受力点为准则；
[0049] 若网格太大，人体目标踩在感知区域，因为光纤变化信号比较敏感，踩到不同面积 的光纤跳线会有不同的电压变化。对网格的大小进行设计的目的是为了让人体目标踩在光 纤铺设的感知区域可以踩到均匀大小面积光纤，从而将对摔倒判断的影响降到最低。但是 同时，网格太小会导致光纤过度弯曲，产生光损耗比较大，人体目标在感知区域活动时，信 号变化不明显，也会影响判断。因此在本发明实施例中，经过试验，能够达到最好的技术效 果的网格的大小为2. 5*2. 5cm2。
[0050] 在一个具体的实施例中，波形数据为电压波形数据，即波形数据是一维数据，属于 单类波形数据，因此本发明实施例中得到的数据具有低计算复杂度且低数据量的特点。
[0051] 在一个具体的实施例中，本发明中地垫的材料可以是感知空间使用的感知材料； 这种感知材料可以是保护光纤传感器的光纤跳线不会被过度挤压，能够造成光纤传感器的 光纤跳线有效的变形，可以使光纤传感器的光纤跳线发生形变后能恢复原状，材料的使用 周期寿命长，柔软度适当的用于光纤传感器铺设嵌入的介质材料。在一个示例中，本发明中 地垫的材料可以是椰纤、棉、塑胶泡沫等具有一定弹性同时柔软度适中的材料中的一种或 其组合。
[0052] 本发明的智能光纤地垫系统实施例1，其中光纤传感器不受浴室环境温度、湿度、 光照及背景变化的影响；采用光纤跳线的蛇形走线的布线方式，能够在同样面积的感知区 域下大大减少光纤传感器的数量，从而降低成本功耗；同时采用光纤跳线进行数据检测，检 测得到的是一维数据（波形数据），具有低计算复杂度、操作简单且低数据量的特点；智能 光纤地垫的外围硬件电路单元能够提供稳定的有效的信号发送接收机制，并且可以得到准 确的变化电压值，可以将光纤地垫上的压力变化情况准确的反应出来。
[0053] 本发明智能光纤地垫系统实施例2:
[0054]为了解决传统技术中摔倒检测方法及装置适用性差、成本高且计算复杂的问题， 本发明提供了一种智能光纤地垫系统实施例2,本实施例2与上述实施例1的区别在于：在 上述实施例1的机构的基础上，本实施例2还包括对波形数据和信号数据进行处理并完成 摔倒判别的处理单元；图3为本发明智能光纤地垫系统实施例2的结构示意图；如图3所 示，还可以包括与接收端外围电路模块114相连接的处理单元120 ;
[0055] 接收端外围电路模块114将波形数据和信号数据发送给处理单元120;
[0056]处理单元120对波形数据进行特征提取与识别，并根据特征提取与识别的结果和 信号数据对人体的摔倒动作进行判别。
[0057] 在一个具体的实施例中，可以以电脑终端（也可以使用其它类型的计算处理芯 片）作为处理单元实现本发明的技术方案。图4为本发明智能光纤地垫系统实施例2中以 电脑终端作为处理单元的系统结构示意图；如图4所示，当人体目标在感知空间行走时，光 纤传感接收器的输出信号将会产生变化。传感器的输出信号经过外围硬件系统的处理然后 通过无线信号采集设备传送到数据中心进行后续处理。
[0058]即动态信号（波形数据和信号数据）经过接收端外围电路模块114的滤波分离 放大处理后，需要进行采集再送到电脑终端进行处理，传输方式是用无线传输的方式，可 以通过稳定的无线AD采集传输模块实现这一功能，并使本发明实施例的系统更易于产品 化。在一个具体的实施例中，可以采用器件CC2530实现无线AD采集传输模块的功能；通过 CC2530进行对信号电压进行AD采集，然后通过CC2530无线发送到电脑终端进行特征提取 与识别以及摔倒判别的处理。
[0059]为了进一步说明本发明智能光纤地垫系统实施例1和实施例2的技术方案，特以 实际的光纤地垫系统为例，说明本发明智能光纤地垫系统实施例1和实施例2的实现过 程：
[0060] 光纤传感器的工作方式是：光源发出的光首先进入调制器，当待测参数与光相互 作用后，光的光学性质发生变化，成为被调制的信号光；信号光在光纤内传播，最后到达解 调器进行解调处理，终端分析解调信号，获取被测参数。而光纤传感器根据测量原理的差异 可以分为两种：物理型和结构型。前者利用光纤对环境变化敏感的特性，将输入的物理量转 换为光的调制信号；后者由光测量元件、光纤传输回路和测量电路组成，光纤仅作为传播介 质。本发明实施例中采用的是物理型结构的光纤传感器。
[0061] 光纤传感器的跳线受到外力挤压时，输出信号电压的降幅只有几毫伏，要研究光 纤传感器输出信号变化的情况，就需一个外围电路对信号进行提取。外围电路的原理图主 要部分如图5所示，图5为本发明智能光纤地垫系统实施例1或实施例2中外围硬件电