专利名称：智能拐杖及其跌落报警系统、报警方法
技术领域：
本发明涉及智能拐杖技术，特别是涉及一种智能拐杖及其跌落报警系统、报警方法。
背景技术：
具有报警功能的智能拐杖用于辅助行动不便者，使用者跌倒或晕厥时，智能拐杖可以发出警报声而使使用者能吸引周围行人的注意而及时提供援助。现有的智能拐杖的防止跌倒报警的机制主要分为液态金属导通和垂直方向传感器两种方式。申请号为200910098755.9的中国专利申请公开了一种掉落智能报警拐杖；该拐杖即是采用垂直方向传感器的报警机制。其主要结构包括把手、拐杖体、拐杖头，还包括重力感应报警器，所述的重力感应报警器电路中，报警电路、工作电源、开关串联，串联电路两端分别与导电触点连接，导电触点从装有导电液的容体的上端部伸入。这类智能拐杖的缺陷在于会在电源未关闭临时水平放置而产生误报警的情况。专利号为ZL200820187400.8的中国专利所公开的一种报警拐杖则是采用液态金属导通报警机制的代表，其主要结构是在普通拐杖的内部增加一报警系统，该报警系统由水银开关、报警器及电池通过电源线顺序连接，当拐杖处于垂直状态时，水银开关内的触点是断开的，当拐杖倾斜或倒下平放后水银开关内的水银将其触点接通即接通电源实现电路连接，报警器则发生报警求救声音，当人站立起时拐杖又处于垂直状态，水银开关断开电源切断。这类智能拐杖的缺陷在于如水银等导电液体一旦泄露，会造成人体中毒。同时，上述的两类智能拐杖，由于采用的是单独的跌落判定方式，容易发生误报。
发明内容
基于此，有必要提供一种跌落判定准确，使智能拐杖使用安全的智能拐杖跌落报警系统，以及该智能拐杖跌落报警方法，同时提供一种采用该跌落报警系统的智能拐杖。一种智能拐杖跌落报警系统，包括:碰撞传感器，用于获取碰撞强度信号；触摸传感器，用于获取拐杖手柄被触摸的触摸信号；控制模块，与所述碰撞传感器及触摸传感器通讯连接，所述控制模块在检测到所述触摸信号时，判断所述碰撞强度信号的强度是否超过预设阀值，若是，则输出控制信号；报警装置，与所述控制模块通讯连接，所述报警装置接收控制信号并开始发出警报；电源装置，用于给所述碰撞传感器、触摸传感器、报警装置及控制模块供电。进一步地，所述的控制模块为DSP控制板式控制模块。进一步地，所述电源装置设置有电源开关，所述电源开关用于通断电源装置的供电。进一步地，所述电源装置为可充电锂电池。
一种智能拐杖，包括手柄和杖杆，还包括如权利要求1 4任一项所述的报警系统，所述触摸传感器设置于所述手柄处。进一步地，所述电源装置包括一电源开关，所述电源开关设置于所述手柄处。一种智能拐杖跌落报警方法，包括如下步骤:获取碰撞强度信号；检测是否产生拐杖手柄被触摸的触摸信号，若否，则判断所述碰撞强度信号的强度是否超过预设阀值；若碰撞强度信号的强度超过预设阀值，则发出警报。进一步地,还包括:重新检测是否有触摸信号产生，若是，则停止发出警报，若否，则重新定时检测是否有触摸信号产生，直至检测到触摸信号。进一步地，所述的碰撞强度信号的预设阀值为拐杖做自由落体运动时的碰撞强度值。进一步地，所述控制模块采用DSP控制板。上述智能拐杖跌落报警系统及其控制方法中，控制模块只有在触摸传感器并未感受到有触摸的状态，同时判定碰撞传感器接收到拐杖倒地的碰撞强度数据达到预设阀值，才会发出控制信号触发报警装置，跌落判定准确，避免出现误报的情况；而采用该报警系统的智能拐杖，因为杖体内无水银等液体金属，不会发生有毒物质泄漏的危险，使用安全性闻。
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。图1为本发明实施例一的一种智能拐杖跌落报警系统的电气结构示意图。图2为本发明实施例一的一种智能拐杖跌落报警方法的流程图。图3为本发明实施例二的一种智能拐杖的结构示意图。在图1至图3中包括有:1、碰撞传感器 2、控制模块 3、电源装置 31、电源开关4、报警装置 5、触摸传感器11、手柄 12、杖杆。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。实施例一如图1所示，一种智能拐杖跌落报警系统，包括碰撞传感器1，用于获取碰撞强度信号;触摸传感器5,用于获取拐杖手柄被触摸的触摸信号；控制模块2，与所述碰撞传感器I及触摸传感器5通讯连接，所述控制模块2在检测到所述触摸信号时，判断所述碰撞强度信号的强度是否超过预设阀值，若是，则输出控制信号;报警装置4，与所述控制模块2通讯连接，所述报警装置4接收控制信号并开始发出警报；电源装置3，用于给所述碰撞传感器1、触摸传感器5、报警装置4及控制模块2供电。如图2所示，本实施例的智能拐杖跌落报警系统，其控制方法包括如下步骤:步骤一,碰撞传感器I输出碰撞强度信号至控制模块2 ；步骤二，控制模块2采集碰撞强度信号，并检测触摸传感器5是否产生触摸信号，如有触摸信号，则控制模块2不向报警装置4输出控制信号，如未检测到触摸信号，进入步
骤三；步骤三，控制模块2判断碰撞强度信号的信号强度，如所述碰撞强度信号的强度未达到预设阀值，则控制模块2不向报警装置4输出控制信号，如碰撞强度信号的强度达到预设阀值，则进入步骤四；步骤四，控制模块2向报警装置4输出控制信号，报警装置4发出警报。—般而言，智能拐杖使用者在跌倒或晕厥时，手会下意识松开拐杖，这时智能拐杖应及时报警，以便吸引周围行人的注意而及时提供援助；而正常使用时，即使用者仍握持拐杖，则不论拐杖的姿态如何或是受到如何巨大的撞击，都不应由于报警系统的误判而发出警报。基于此，本实施例的报警系统，通过上述的控制方法，控制模块2通过触摸传感器5来感受是否有人握住拐杖在使用；而碰撞传感器I用以感受拐杖是否受到剧烈的震动，在拐杖受到剧烈的震动时将震动强度信号传给控制模块2，然后控制模块2通过采集触摸传感器5的触摸信号来判断是否向报警装置4发送开始报警的激活信号，如果没有检测到有触摸信号，报警装置4会发出较尖锐的报警声音来提醒周围人的注意；如果检测到拐杖是被触摸的则不会报警。其中，本实施例所述的碰撞强度信号的信号强度预设阀值为自由落体强度。这样，只有智能拐杖脱手并自由跌落时，报警装置4才会工作，而使用者正常的脱手摆放智能拐杖时，本报警系统并不触发报警装置4。当然，也可以根据实际情况或使用需要，将该预设阀值设定为其它强度。由于本实施例的控制模块2只有在触摸传感器5并未感受到有触摸的状态，同时判定碰撞传感器I接收到拐杖倒地的碰撞强度数据达到预设阀值，才会发出控制信号触发报警装置4，跌落判定准确，避免出现误报的情况。需要说明的是，本实施例所述的报警系统及其控制方法，所应用的智能拐杖，包括但不限于老人智能导航拐杖、盲人助行导航拐杖等各类智能拐杖。其中，本实施例所述的控制模块2为DSP控制板式控制模块。DSP控制板(digitalsingnal processor)不仅具有可编程性，而且其实时运行多条复杂指令程序的运行速度高。作为控制模块，本实施例采用的DSP控制板具有逻辑判断功能，对于提高本报警系统的响应速度及判定精确度具有意义。当然，所述的DSP控制板为公知的电脑控制运算芯片，这里不赘述其具体结构和工作原理。如图1所示，本实施例所述的电源装置3设置有电源开关31。当电源开关31闭合，电源装置3与与碰撞传感器、控制模块2、触摸传感器5及报警装置4电导通，则智能拐杖具有自动跌落报警功能，作为智能拐杖使用。当电源开关31断开时，则安装有本报警系统的智能拐杖亦可作为普通拐杖使用，这进一步提高了拐杖的使用便利性。其中，本实施例所述的电源装置3为可充电锂电池。锂电池体积小，重量轻，电能储存量高，适合于本实施例的工作环境。在优选的实施例中，本报警系统的控制方法还包括如下步骤:步骤五，控制模块2检测触摸传感器5是否重新产生触摸信号，如有触摸信号，则控制模块2停止输出控制信号，报警器停止工作，如未检测到触摸信号，则进入步骤六；步骤六，控制模块2定时检测触摸传感器5是否重新产生触摸信号，如有触摸信号，则控制模块2停止输出控制信号，报警器停止工作，如未检测到触摸信号，则循环步骤六。通过上述的步骤五和步骤六，救助人员或使用者可以在握回智能拐杖时，本报警系统不再触发报警装置4，提高了智能拐杖的使用可靠性。实施例二如图3所示，在另一实施例中，一种智能拐杖，包括手柄12和杖杆11，还包括有一报警系统，所述报警系统包括触摸传感器5、碰撞传感器1、控制模块2、电源装置3以及报警装置4，所述触摸传感器5设置于所述手柄12处。在使用时，本实施例的控制模块2通过触摸传感器5来感受是否有人握住拐杖在使用；而碰撞传感器I用以感受拐杖是否受到剧烈的震动，在拐杖受到剧烈的震动时将震动强度信号传给控制模块2，然后控制模块2通过采集触摸传感器5的触摸信号来判断是否向报警装置4发送开始报警的激活信号，如果没有检测到有触摸信号，报警装置4会发出较尖锐的报警声音来提醒周围人的注意；如果检测到拐杖是被触摸的则不会报警。需要说明的是，由于本实施例即为实施例一所述的智能拐杖跌落报警系统具体应用的一种智能拐杖，故而本实施例所述的报警系统即为实施例一所述的智能拐杖跌落报警系统，不再赘述该报警系统的工作原理。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种智能拐杖跌落报警系统，其特征在于，包括: 碰撞传感器，用于获取碰撞强度信号； 触摸传感器，用于获取拐杖手柄被触摸的触摸信号； 控制模块，与所述碰撞传感器及触摸传感器通讯连接，所述控制模块在检测到所述触摸信号时，判断所述碰撞强度信号的强度是否超过预设阀值，若是，则输出控制信号； 报警装置，与所述控制模块通讯连接，所述报警装置接收控制信号并开始发出警报； 电源装置，用于给所述碰撞传感器、触摸传感器、报警装置及控制模块供电。
2.根据权利要求1所述的智能拐杖跌落报警系统，其特征在于:所述的控制模块为DSP控制板式控制模块。
3.根据权利要求2所述的智能拐杖跌落报警系统，其特征在于:所述电源装置设置有电源开关，所述电源开关用于通断电源装置的供电。
4.根据权利要求1 3任意一项所述的智能拐杖跌落报警系统，其特征在于:所述电源装置为可充电锂电池。
5.一种智能拐杖，包括手柄和杖杆，其特征在于:还包括如权利要求1 4任一项所述的报警系统，所述触摸传感器设置于所述手柄处。
6.根据权利要求5所述的智能拐杖，其特征在于:所述电源装置包括一电源开关，所述电源开关设置于所述手柄处。
7.一种智能拐杖跌落报警方法，其特征在于，包括如下步骤: 获取碰撞强度信号； 检测是否产生拐杖手柄被触摸的触摸信号，若否，则判断所述碰撞强度信号的强度是否超过预设阀值； 若碰撞强度信号的强度超过预设阀值，则发出警报。
8.根据权利要求7所述的智能拐杖跌落报警方法，其特征在于，还包括: 重新检测是否有触摸信号产生，若是，则停止发出警报，若否，则重新定时检测是否有触摸信号产生，直至检测到触摸信号。
9.根据权利要求8所述的智能拐杖跌落报警系统的控制方法，其特征在于:所述的碰撞强度信号的预设阀值为拐杖做自由落体运动时的碰撞强度值。
10.根据权利要求7 9任意一项所述的智能拐杖跌落报警系统的控制方法，其特征在于:所述控制模块采用DSP控制板。
全文摘要
一种智能拐杖跌落报警系统及方法，包括碰撞传感器、控制模块、电源装置、报警装置，以及设置于拐杖手柄处的触摸传感器；控制模块分别与碰撞传感器、触摸传感器及电源连接；控制模块采集碰撞强度信号，并检测触摸传感器是否产生触摸信号，只有在触摸传感器并未感受到有触摸的状态，同时判定碰撞传感器接收到拐杖倒地的碰撞强度数据达到预设阀值，才会发出控制信号触发报警装置，跌落判定准确，避免出现误报的情况；而采用该报警系统的智能拐杖，因为杖体内无水银等液体金属，不会发生有毒物质泄漏的危险，使用安全性高。此外，还提供了一种采用上述报警系统的智能拐杖。
文档编号G08B21/04GK103198614SQ20121000382
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者谭波悦, 曲道奎, 徐方, 贾凯, 郑春晖, 杜振军, 李燊, 王海鹏 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司