跌倒检测智能采暖地板的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种跌倒检测智能采暖地板，其包括地板体、加热模块、以及压力传感器模块，其中所述地板体包括沿宽度方向堆叠的上层、中间层、以及底层，所述中间层沿长度方向挖有若干排线槽，所述排线槽为圆弧形沟槽，相邻排线槽之间的间距为10厘米，所述加热模块安装于相应排线槽，所述中间层在平行于两排线槽并处于它们中间的位置挖有压力槽，所述压力槽为矩形沟槽，相邻压力槽之间的间距为10厘米，所述压力传感器模块安装于压力槽。跌倒检测智能采暖地板使用方便简单：身上不用佩戴一些仪器，不会增加身体的负担，避免了例如忘记佩戴跌到检测仪器导致监护不到位情况的发生。
【专利说明】
跌倒检测智能采暖地板
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种跌倒检测智能采暖地板，尤其是涉及一种可以根据人员站立或行走时地板压力的变化来判断人体是否处于跌倒状态的跌倒检测智能采暖地板。
【背景技术】
[0002]随着社会老龄化的加速演进，老年人的身心健康得到人们更多的关注，而跌倒是导致老年人伤残甚至死亡的重要因素之一。人体跌倒是指突发、不自主的、非故意的体位改变，倒在地上或者更低的平面上。老年人因身体虚弱、平衡能力差，发生意外跌倒的概率非常高，这给老年人造成了心理上的压力和恐惧感。跌倒往往会对老年人的身体带来巨大的损害，有时造成的后果对老年人来说甚至是致命的。据相关的资料显示，很多因跌倒造成的死亡并非直接缘于跌倒本身，而是因为跌倒后没有得到及时的救治造成的，因此研究开发人体跌倒报警设备具有重要意义。在室内特别是卫生间、浴室等不方便佩戴一些可穿戴跌到检测设备的场所，恰恰又是跌倒风险很高的场所，如实用新型一种室内不仅不影响人体活动，又可以检测人体跌倒的装置，就可以将老年人在家中的日常生活起居特别是上厕所或者洗澡时发生意外跌倒带来的危险降至最低。
[0003]温暖是我们对居住环境舒适与否的一个很重要的指标，老年人尤其需要一个温暖干燥舒适的居住环境。对于生活在我国南方大部分以及北方小部分未供暖的地区的老年人来说，冬天都是一个很难让人感到舒适放松的季节，跟随着寒冷潮湿而来的是一系列的疾病的困扰。地暖设备是通过加热地板中的发热丝从而达到提高房间温度，降低房间湿度的目的。生活在一个温暖干燥的环境，对降低老年人疾病发病率，加快身体恢复能力，提高身体抵抗力有很大的帮助。如果能在地板中嵌入分布式的压力传感器节点，就可以监测房间内人体的行走轨迹和运动状态，通过加入一些算法可以判断房间内有没有人员跌倒。目前尚没有一款把跌倒检测和采暖地板相结合的智能地板。
[0004]中国专利第CN201210025498.8号，公开了一种地毯形式的跌倒检测系统，该系统包括:具有接口的可拼接的跌倒检测地毯和连接所述接口的跌倒判断装置。具有接口的可拼接的跌倒检测地毯包括:两层导电层和其中的绝缘填充体以及集线器。其中第一导电层上贴有具有开孔的多个绝缘填充体，绝缘体把第一导电层分割为多个区域，还有具有与外部设备连接接口的集线器，它与每个区域导线连接起来，以便能获取当一个区域所对应的第一导电层部分与第二导电层部分接触时产生的电信号。但是此办法不防水，不能用于卫生间或浴室等湿滑场所。并且外形不美观，用起来缺乏整体感，实用性不强。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提出一种跌倒检测智能采暖地板，解决了现有技术不能防水的缺陷。
[0006]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]—种跌倒检测智能采暖地板，其包括地板体、加热模块、以及压力传感器模块，其中所述地板体包括沿宽度方向堆叠的上层、中间层、以及底层，所述中间层沿长度方向挖有若干排线槽，所述排线槽为圆弧形沟槽，相邻排线槽之间的间距为10厘米，所述加热模块安装于相应排线槽，所述中间层在平行于两排线槽并处于它们中间的位置挖有压力槽，所述压力槽为矩形沟槽，相邻压力槽之间的间距为10厘米，所述压力传感器模块安装于压力槽。
[0008]本实用新型进一步的改进如下:
[0009]进一步地，所述加热模块分别包括安装相应排线槽的金属导热架，所述金属导热架沿着圆弧形沟槽的下部与沟槽贴合，所述金属导热架的上部平行于地板平面并盖在排线沟槽上，所述金属导热架的上部的宽度比沟槽宽2倍，且左右对称设置
[0010]进一步地，所述加热模块还包括设置在每个排线槽的电发热丝，电发热丝位于导热架上铺开，并与电源相连。
[0011]进一步地，所述电发热丝为择碳纤维电热丝。
[0012]进一步地，所述压力传感器模块包括安装于相应压力槽的压力传感器。
[0013]进一步地，所述压力传感器呈薄片式结构。
[0014]进一步地，所述上层和底层的厚度相同。
[0015]进一步地，所述压力传感器的截面呈矩形状。
[0016]进一步地，所述中间层的厚度大于所述上层的厚度。
[0017]进一步地，所述中间层的厚度大于所述底层的厚度。
[0018]进一步地，所述中间层的厚度至少是所述底层的厚度的两倍。
[0019]与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果:1.使用方便简单:身上不用佩戴一些仪器，不会增加身体的负担，避免了例如忘记佩戴跌到检测仪器导致监护不到位情况的发生；2.准确度高:由于是直接根据人体对地面的压力来检测跌倒，所以这种办法的准确度高，误差小，受周围环境影响小;3.环境适应性强:对于例如卫生间、浴室等不方便佩戴一些跌到检测设备的场合，本实用新型有着特殊的适应性;4.节省人力资源成本:本实用新型可以形成远程监护平台，对于一些独居的容易发生跌倒的老人，节省其家属的看护成本。对于养老机构来说，能够减轻一些监护人员的负担，提升监护人员的工作效率，提高养老机构服务质量。。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型的跌倒检测智能采暖地板的剖视图。
[0022]其中:跌倒检测智能采暖地板100，地板体11，上层111，中间层112，底层113，排线槽114，压力槽115，加热模块2，导热架21，电发热丝22，压力传感器模块3，压力传感器31。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0024]如图1所示，一种跌倒检测智能采暖地板100，其包括地板体11、加热模块2、压力传感器模块3、处理器模块、控制监测模块以及APP端组成。
[0025]地板板11的使用环境复杂，非采暖季地面要承受各种潮气，而供暖时地面温度又要骤然升高，地板必然承受“温度”、“湿度”的双重变化。所以地板板11首选购材质稳定性好的，如强化地板、多层实木地板、竹木地板这些集成复合型地板。所述地板体11包括沿宽度方向堆叠的上层111、中间层112、以及底层113。
[0026]所述中间层112沿长度方向挖有若干排线槽114，所述排线槽114为圆弧形沟槽，相邻排线槽114之间的间距为10厘米。所述加热模块2安装于相应排线槽114，所述中间层112在平行于两排线槽114并处于它们中间的位置挖有压力槽115，所述压力槽115为矩形沟槽，相邻压力槽115之间的间距为10厘米，所述压力传感器模块3安装于压力槽115。
[0027]所述加热模块2分别包括安装相应排线槽的金属导热架21，所述金属导热架21沿着的圆弧形沟槽的下部与排线槽114(沟槽)贴合，所述金属导热架21的上部平行于地板平面并盖在排线沟槽114上，所述金属导热架21的上部的宽度比沟槽宽2倍，且左右对称设置，以便让上层111地板受热更均匀。
[0028]所述加热模块2还包括设置在每个排线槽114的电发热丝22，电发热丝22位于导热架21上铺开，并与电源相连。所述电发热丝22为择碳纤维电热丝。，碳纤维具有重量轻，导热性好，耐超高温，耐疲劳性好，热膨胀系数小，耐腐蚀性好等优点。线槽114中的碳纤维电发热丝22通电后，电发热丝22把电能转换为热能。因为金属导热架21具有良好的导热性，并且导热架21的上部设计的比排线槽114宽一些，所以电发热丝22发出的热量可以通过金属导热架21把热量均匀的传送给地板上层111，从而避免出现地板体11 一块热一块凉的情况。
[0029]所述压力传感器模块3包括安装于相应压力槽115的压力传感器31。所述压力传感器31呈薄片式结构。压力传感器31选择薄片式的FSR402，该传感器由高分子聚合物薄膜构成，长度为53mm，敏感部位的直径为7.6 1111]1，厚度为0.3 mm，具有纤薄、轻柔、小巧等特点，适合足底压力的检测。随着表面压力的增加，FSR的电阻值减小，并具有较好的灵敏度。压力信号测量电路将足底压力引起的FSR电阻的变化转换为电压信号，输出到中央控制模块完成数据采集。当地板安装好以后会对压力传感器进行一个“调零”的操作，消除地板体11内的力对压力传感器31测量值的影响。
[0030]所述上层111和底层113的厚度相同。所述压力传感器21的截面呈矩形状。所述中间层112的厚度大于所述上层111的厚度。所述中间层112的厚度大于所述底层113的厚度。所述中间层112的厚度至少是所述底层113的厚度的两倍。
[0031]处理器的选择:本设计考虑到有多路压力传感器31的数据采集以及处理速度的要求，故选用了 I/o 口较多、处理速度较快、扩展性且好性价比高的STM32F407作为主控芯片。其强大的处理功能以及丰富的接口设计特别适合智能家居设备的应用。
[0032]跌倒行为的检测:在地板体11上横竖两个方向每隔10厘米有一个压力传感器31，人体行走时一只脚能踩到至少一个压力传感器31，而当站立时人的双脚能使2-4个压力传感器31有压力值。若一个成年人平均体重为70KG，当只有相邻1-3个压力值点有210N-700N的压力时，可判断有人踩下。若在踩下行为发生后，系统在其附近30厘米范围内检测到有5-15个点有70N-200N的压力值，则可以判断有跌倒行为的发生。
[0033]数据的联网:处理器STM32F407设有网络接口，通过有线宽带接入到家庭的互联网中，把采集到的数据上传到服务器端，5秒刷新一次，用户可以通过下载APP登录帐号来查看家里的一些情况。
[0034]温度控制、环境监测模块:地板中的电发热丝可以调节加热时间，控制加热档位，以及定时加热功能。在一些放置家具的位置，例如床、柜子、沙发的部分不需要加热，则可以铺上没有电发热丝的地板，或者这部分设置独立的电源来控制。该模块中还设置有温湿度传感器以及空气质量检测传感器，如果在采暖地板加热过程中室内温度超过30度，自动停止加热，以免过热发生危险
[0035]APP的设计:压力数据通过网络上传到服务器端后，用户可以下载APP通过登录一个专属的帐号来查看家庭的温湿度、空气质量以及智能地板的压力情况。如果系统检测到有跌倒行为发生，立即发送消息通知客户端的监护人，并附加上跌倒时间，跌倒位置，以及跌倒环境的温湿度等情况。甚至可以在手机客户端显示出现场的压力平面图，供监护人判断跌倒的撞击程度。另外，通过手机等移动终端可以对智能采暖地板的加热进行远程控制。
[0036]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0037]1.使用方便简单:身上不用佩戴一些仪器，不会增加身体的负担，避免了例如忘记佩戴跌到检测仪器导致监护不到位情况的发生。
[0038]2.准确度高:由于是直接根据人体对地面的压力来检测跌倒，所以这种办法的准确度尚，误差小，受周围环境影响小。
[0039]3.环境适应性强:对于例如卫生间、浴室等不方便佩戴一些跌到检测设备的场合，本实用新型有着特殊的适应性。
[0040]4.节省人力资源成本:本实用新型可以形成远程监护平台，对于一些独居的容易发生跌倒的老人，节省其家属的看护成本。对于养老机构来说，能够减轻一些监护人员的负担，提升监护人员的工作效率，提高养老机构服务质量。。
[0041]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则的内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围的内。
【主权项】
1.一种跌倒检测智能采暖地板，其包括地板体、加热模块、以及压力传感器模块，其特征在于:所述地板体包括沿宽度方向堆叠的上层、中间层、以及底层，所述中间层沿长度方向挖有若干排线槽，所述排线槽为圆弧形沟槽，相邻排线槽之间的间距为10厘米，所述加热模块安装于相应排线槽，所述中间层在平行于两排线槽并处于它们中间的位置挖有压力槽，所述压力槽为矩形沟槽，相邻压力槽之间的间距为10厘米，所述压力传感器模块安装于压力槽。2.如权利要求1所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述加热模块分别包括安装相应排线槽的金属导热架，所述金属导热架沿着圆弧形沟槽的下部与沟槽贴合，所述金属导热架的上部平行于地板平面并盖在排线沟槽上，所述金属导热架的上部的宽度比沟槽宽2倍，且左右对称设置。3.如权利要求2所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述加热模块还包括设置在每个排线槽的电发热丝，电发热丝位于导热架上铺开，并与电源相连。4.如权利要求3所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述电发热丝为择碳纤维电热丝。5.如权利要求4所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述压力传感器模块包括安装于相应压力槽的压力传感器。6.如权利要求5所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述压力传感器呈薄片式结构。7.如权利要求6所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述上层和底层的厚度相同。8.如权利要求7所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述压力传感器的截面呈矩形状。9.如权利要求1所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述中间层的厚度大于所述上层的厚度。10.如权利要求9所述的跌倒检测智能采暖地板，其特征在于:所述中间层的厚度至少是所述底层的厚度的两倍。
【文档编号】F24D13/02GK205722309SQ201620677825
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】马英楠, 高星, 赵鹏霞
【申请人】北京城市系统工程研究中心, 北京社区安全科技促进会