一种人体跌倒检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种人体跌倒检测系统，包括终端设备单元、监控中心和接收端；终端设备单元包括与嵌入式微控制器分别连接的三轴加速度采集电路、压力采集电路、按键、显示电路、报警电路、系统电源和第一GSM无线通信收发器，监控中心包括PC机和第二GSM无线通信收发器；三轴加速度采集电路设置在被测者的腰部，压力采集电路设置在被测者的脚底；按键与报警电路连接，第一GSM无线通信收发器与第二GSM无线通信收发器连接，PC机和第二GSM无线通信收发器连接，第二GSM无线通信收发器与接收端连接。本实用新型能够准确和实时地采集被测量对象腰部的加速度值和脚底的压力值，当被测对象发生摔倒时，能够及时通知其子女或医护人员，尽量减少损失。
【专利说明】
一种人体跌倒检测系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及智慧医疗领域，特别是一种人体跌倒检测系统。
【背景技术】
[0002]人口老龄化作为全球发展的一种趋势，无时无刻影响着社会的发展及进步，同时也成为社会的焦点。随着社会经济的发展，居住方式的变化，“空巢家庭”的趋势日益严重，使得单身独居的老人生活出行成为了隐患。在不影响老年人日常生活活动下，为被测对象实时判断跌倒状态，当老人发生摔倒时，能够及时定位和报警，这对于减轻老人外出的心理压力、保障老人自身安全、提高老人生活质量、保证社会的稳定发展有着积极的意义。
[0003]目前，对人体跌倒检测的系统主要有基于音视频等周围信号检测和基于穿戴式检测。基于音视频信号的跌倒检测在其生活环境中安装音频和视频传感器，对比画面或者声音异常判定被监测对象是否跌倒，人体动作清晰可见，但监测范围有限，且受环境的影响也很大。绝大多数老年人非常反感将自己的日常活动置于直接视频监测的环境之中，因此上述方法的社会可行性需要重新评估。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种人体跌倒检测系统，本实用新型能够准确和实时地采集被测量对象腰部的加速度值和脚底的压力值，当被测对象发生摔倒时，能够及时通知其子女或医护人员，尽量减少损失。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0006]根据本实用新型提出的一种人体跌倒检测系统，包括终端设备单元、监控中心和接收端;终端设备单元包括三轴加速度采集电路、压力采集电路、嵌入式微控制器、按键、显示电路、报警电路、系统电源和第一 GSM无线通信收发器，监控中心包括PC机和第二 GSM无线通信收发器;三轴加速度采集电路设置在被测者的腰部，压力采集电路设置在被测者的脚底;其中，
[0007]三轴加速度采集电路、压力采集电路、按键、显示电路、系统电源和第一GSM无线通信收发器分别与嵌入式微控制器连接，按键与报警电路连接，第一 GSM无线通信收发器与第二 GSM无线通信收发器连接，PC机和第二 GSM无线通信收发器连接，第二 GSM无线通信收发器与接收端连接。
[0008]作为本实用新型所述的一种人体跌倒检测系统进一步优化方案，所述三轴加速度采集电路采用ADXL345传感器。
[0009]作为本实用新型所述的一种人体跌倒检测系统进一步优化方案，所述压力采集电路采用FSR-402传感器。
[0010]作为本实用新型所述的一种人体跌倒检测系统进一步优化方案，所述嵌入式微控制器的型号为STC89C52RC。
[0011]作为本实用新型所述的一种人体跌倒检测系统进一步优化方案，所述三轴加速度采集电路通过12C数字接口与嵌入式微控制器连接。
[0012]作为本实用新型所述的一种人体跌倒检测系统进一步优化方案，所述显示电路采用IXD1602液晶显示器。
[0013]作为本实用新型所述的一种人体跌倒检测系统进一步优化方案，所述第一GSM无线通信收发器和第二 GSM无线通信收发器均采用TC35模块。
[0014]作为本实用新型所述的一种人体跌倒检测系统进一步优化方案，所述接收端为手机。
[0015]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0016](I)本实用新型能够准确和实时地采集被测量对象腰部的加速度值和脚底的压力值，当被测量(尤其是老人)对象发生跌倒时，能够快速完成跌倒判断，并且能够判断跌倒时被测对象的身体姿态，通过显示模块实时显示；
[0017](2)当发生跌倒后的预设的时间段后，系统能够从测量界面自动进入报警界面；
[0018](3)本实用新型可以通过按键输入，实现立即报警和取消报警的功能；当报警生效后，系统能够通过通信模块为指定的家人手机发送求救短信；
[0019](4)本实用新型可通过无线将跌倒信息发到医务人员的监控中心，进行界面显示，医务人员可以随时进行处理。
[0020](5)本实用新型可实现准确定位。
[0021](6)本实用新型在不妨碍老年人正常活动的情况下，可以降低子女和社会的负担及压力，对整个社会的和谐发展有着重要的意义。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的硬件结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0024]如图1所示是本实用新型的硬件结构示意图，一种人体跌倒检测系统，包括终端设备单元、监控中心和接收端;终端设备单元包括三轴加速度采集电路、压力采集电路、嵌入式微控制器、按键、显示电路、报警电路、系统电源和第一 GSM无线通信收发器，监控中心包括PC机和第二GSM无线通信收发器;其中，三轴加速度采集电路、压力采集电路、按键、显示电路、系统电源和第一 GSM无线通信收发器分别与嵌入式微控制器连接，按键与报警电路连接，第一 GSM无线通信收发器与第二 GSM无线通信收发器连接，PC机和第二 GSM无线通信收发器连接，第二 GSM无线通信收发器与接收端连接。
[0025]所述终端设备单元的三轴加速度采集电路放在被测者的腰部，压力采集电路放在被测者的脚底，可以镶嵌在鞋垫内。终端设备单元的三轴加速度采集电路、压力采集电路、嵌入式微控制器、按键、显示电路、报警电路、系统电源和第一 GSM无线通信收发器，共同组成终端设备单元，实现对被测者腰部三轴加速度信号和脚底压力信号的实时采集、控制和数据无线传输。
[0026]上述的三轴加速度采集电路采用ADXL345传感器，通过I2C数字接口与嵌入式微控制器相联接，用于采集人体的三轴加速度值。
[0027]上述的压力采集传感器采用FSR-402传感器传感器，与嵌入式微控制器相联接，用于采集人体的压力值。
[0028]上述的嵌入式微控制器为STC89C52RC，嵌入式微控制器与按键和显示电路电相联，并与第一GSM无线通信收发器的串口连接，用于接受三轴加速度的检测信号，并给第一GSM无线通信收发器发送数据和控制命令。
[0029]上述的显示电路采用液晶显示器LCD1602，用于显示实时的加速度采集数据；当进入报警模式时，用于显示倒计时的时间；当短信已发送成功时，显示“成功”字样。
[0030]第一GSM无线通信收发器和第二 GSM无线通信收发器均采用TC35模块，第一 GSM无线通信收发器用于向监控中心发送数据，监控中心的第二 GSM无线通信收发器一方面接收第一GSM无线通信收发器发送的信息，和PC机进行数据交换，另一反面向手机发送短信求救?目息O
[0031]上述监控中心的PC机完成对数据进行处理、跌倒识别、定位和界面显示。
[0032]上述手机在人体跌倒时会接收到短信提醒。
[0033]本实用新型跌倒检测工作过程可如下所示:
[0034]步骤(I):系统初始状态循环等待。
[0035]步骤(2):判断实时检测的Z轴加速度是否小于预定阈值，是，则进入步骤(3);不是，则转到步骤(I)。
[0036]步骤(3):延时2s，以等待对象完成跌倒整个过程。
[0037]步骤(4):检测X轴加速度绝对值是否大于预定阈值，如果大于预定阈值则进步骤
(5)，如果小于预定阈值则进入步骤(6)。
[0038]步骤(5):判断X轴加速度值的正负，如果为正，则显示为向后仰卧，如果为负，则显示为向前趴倒，然后进入步骤(7)。
[0039]步骤(6):检测Y轴加速度值的正负，如果为正，则检测为左侧跌倒，如果为负，则检测为右侧跌倒，然后进入步骤(7)。
[0040]步骤(7):确认发生跌倒，触发报警处理。
[0041]本实用新型报警处理的工作过程可如下:
[0042]步骤(I):系统检测到跌倒后，自动进入30秒倒计时，开始倒计时，同时报警电路鸣口H，提醒对象准备开始报警。
[0043]步骤(2):判断按键“手动立即报警”键是否按下，若未按下，进入步骤(3);若被按下，进入步骤(5)。
[0044]步骤(3):判断按键“手动取消报警”键是否按下，若未按下，进入步骤(4);若被按下，进入步骤(6 )，且报警电路停止工作。
[0045]步骤(4):判断30秒是否已到，若已到，进入步骤(5);若未到，进入步骤(3)。
[0046]步骤(5):PC机进行界面显示跌倒姿态，并发送信号给第二GSM无线通信收发器，对手机进行报警短信发布。
[0047]步骤(6):结束。
[0048]本实用新型手机短信发送指令发送的具体步骤可如下:
[0049]步骤(I):接收报警指令。
[0050]步骤(2):输入连机指令。
[0051 ]步骤(3):确认短信模式。
[0052]步骤(4):输入、发送手机号码。
[0053]步骤(5):输入、发送短信内容及结束字。
[0054]若有多个老人需要监控，可以为每个老人佩戴一个终端设备单元，形成网络，将信息汇总传送到监控中心，进行集体检测。
[0055]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种人体跌倒检测系统，其特征在于，包括终端设备单元、监控中心和接收端;终端设备单元包括三轴加速度采集电路、压力采集电路、嵌入式微控制器、按键、显示电路、报警电路、系统电源和第一 GSM无线通信收发器，监控中心包括PC机和第二 GSM无线通信收发器；三轴加速度采集电路设置在被测者的腰部，压力采集电路设置在被测者的脚底;其中， 三轴加速度采集电路、压力采集电路、按键、显示电路、系统电源和第一 GSM无线通信收发器分别与嵌入式微控制器连接，按键与报警电路连接，第一 GSM无线通信收发器与第二GSM无线通信收发器连接，PC机和第二 GSM无线通信收发器连接，第二 GSM无线通信收发器与接收端连接。2.根据权利要求1所述的一种人体跌倒检测系统，其特征在于，所述三轴加速度采集电路采用ADXL345传感器。3.根据权利要求1所述的一种人体跌倒检测系统，其特征在于，所述压力采集电路采用FSR-402传感器。4.根据权利要求1所述的一种人体跌倒检测系统，其特征在于，所述嵌入式微控制器的型号为 STC89C52RC。5.根据权利要求1所述的一种人体跌倒检测系统，其特征在于，所述三轴加速度采集电路通过12C数字接口与嵌入式微控制器连接。6.根据权利要求1所述的一种人体跌倒检测系统，其特征在于，所述显示电路采用IXD1602液晶显示器。7.根据权利要求1所述的一种人体跌倒检测系统，其特征在于，所述第一GSM无线通信收发器和第二 GSM无线通信收发器均采用TC35模块。8.根据权利要求1所述的一种人体跌倒检测系统，其特征在于，所述接收端为手机。
【文档编号】G08B21/04GK205656739SQ201620493417
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月27日 公开号201620493417.0, CN 201620493417, CN 205656739 U, CN 205656739U, CN-U-205656739, CN201620493417, CN201620493417.0, CN205656739 U, CN205656739U
【发明人】齐蔚然, 路天航, 颜君凯
【申请人】河海大学