基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫和跌倒监控系统的制作方法

文档序号:15345352发布日期:2018-09-04 22:41阅读:282来源:国知局

本实用新型实施例智能监测技术领域,尤其涉及一种基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫和跌倒监控系统。



背景技术:

据调查显示,65岁以上的老年人每年有30-40%都会跌倒,其中66%都会受伤,20%会被送到医院。大部分跌倒的老人未必当时会出现生命危险,但必须警惕的是,如果得不到及时的救助,可能会因为天气寒冷/酷热,或者其他连发的健康意外事故或交通意外事故等,严重的可能危及老人生命。因此,医学界强烈建议行动不便者或者老人们一定要穿舒适,平稳,合脚的平底鞋,走路时脚步能更好的感受到地面的形状,坡度和改变,来及时调整身体姿势来保持平衡。

然而,普通的鞋子只能降低跌倒的风险,因此,为了能够在行动不便者或者老人发生意外而跌倒时,能够及时预警并得到及时救治,保证行动不便者或者老人的生命健康,市场上已经出现了用于监测行动不便者或老人跌倒的监测设备。通常情况下,相关技术中的检测设备包括基于图像视频分析的监测设备、可穿戴设备和智能终端等。

但是,基于图像视频分析的监测设备,需要安装多个摄像头,成本高,不易实现,而且携带不方面。可穿戴设备由于便携性的原因多是手环、手表或手链等小型配件,由于体积小,功能性不够全面。但受制于智能终端的成本和其内部传感器的类型,其往往功能性不够全面,精度也不够准确。

所以,如何设计一种成本较低、穿戴方便、监测精确、可靠的跌倒监测装置,成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型实施例提供一种基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫和跌倒监控系统,能够将基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫放置于穿戴者的任一鞋中,其成本较低,穿戴方便,并能够准确的监测穿戴者的状态,以进行报警,可靠性较高。

本实用新型实施例提供一种基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫,包括鞋垫主体和设置在所述鞋垫主体上的跌倒监控装置;

所述跌倒监控装置包括第一角度传感器、第一加速度传感器、压力传感器、第一处理器和第一报警器;

所述第一处理器分别与所述第一角度传感器、所述第一加速度传感器、所述压力传感器和所述第一报警器电连接;

所述第一角度传感器用于获取所述鞋垫主体与水平面的角度参数,并向所述第一处理器发送所述角度参数;

所述第一加速度传感器用于获取所述鞋垫主体的第一加速度值,并向所述第一处理器发送所述第一加速度值;

所述压力传感器用于获取所述鞋垫主体承受的第一压力值,并向所述第一处理器发送所述第一压力值;

所述第一处理器用于根据所述角度参数和倾斜角阈值范围,得到第一跌倒概率值,根据所述第一加速度值和第一加速度值阈值范围,得到第二跌倒概率值,根据所述第一压力值和压力阈值,得到第三跌倒概率值,并根据所述第一跌倒概率值、所述第二跌倒概率值和所述第三跌倒概率值得到所述穿戴者的第一综合跌倒概率值,以及根据第一综合跌倒概率值和预设的报警阈值,控制所述第一报警器发出报警信号或者不发出报警信号。

进一步地,上述所述的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫中,所述预设的报警阈值包括第一报警阈值和第二报警阈值,所述第一报警阈值小于所述第二报警阈值;

所述第一处理器用于若所述第一综合跌倒概率值小于或等于所述第一报警阈值,控制所述第一报警器不发出报警信号;若所述第一综合跌倒概率值大于所述第一报警阈值,且小于所述第二报警阈值,根据接收的指示信号,控制所述第一报警器发出所述报警信号或者不发出所述报警信号;若所述第一综合跌倒概率值大于或等于所述第二报警阈值,控制所述第一报警器发出所述报警信号;

其中,所述指示信号为人为确定所述穿戴者是否跌倒后发出的指示信号。

进一步地,上述所述的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫中,所述第一处理器内设置有非跌倒状态的特征数据集合,所述非跌倒状态的特征数据集合包括所述角度参数的非跌倒特征数据、所述第一加速度值的非跌倒特征数据和所述第一压力值的非跌倒特征数据;

所述第一处理器还用于检测所述角度参数、所述第一加速度值和所述第一压力值是否均属于非跌倒状态的特征数据集合,并当所述角度参数、所述第一加速度值和所述第一压力值属于非跌倒状态的特征数据集合时,控制所述第一报警器不发出所述报警信号。

进一步地,上述所述的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫中,所述跌倒监控装置还包括第一通讯设备;

所述第一通讯设备与所述第一处理器电连接;

所述第一处理器还用于通过所述通讯模块向目标终端发送所述第一综合跌倒概率值。

进一步地,上述所述的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫中,所述第一处理器还用于通过所述第一通讯设备向所述目标终端发送所述角度参数、所述第一加速度值和所述第一压力值。

进一步地,上述所述的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫中,所述跌倒监控装置还包括存储器;

所述存储器分别与所述第一角度传感器、所述第一加速度传感器、所述压力传感器和所述第一处理器电连接;

所述存储器用于存储所述角度参数、所述第一加速度值、所述第一压力值和所述第一综合跌倒概率值。

本实用新型实施例还提供一种跌倒监控系统,包括第一终端和如上所述的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫,所述第一终端由所述基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫的穿戴者携带;

所述第一终端包括第二通讯设备、第二加速度传感器、第二角度传感器、第二处理器和第二报警器;

所述第二处理器分别与所述第二通讯设备、所述第二加速度传感器、所述第二角度传感器和所述第二报警器电连接;

所述第二加速度传感器还与所述第二角度传感器电连接;

所述第二通讯设备还与所述第一通讯设备通讯连接;

所述第二加速度传感器用于获取所述终端的第二加速度值,并向所述第二处理器发送所述第二加速度值;

所述第二角度传感器用于若所述第二加速度传感器获取到所述终端的第二加速度值,获取所述终端的角速度值,并向所述第二处理器发送所述角速度值;

所述第二处理器用于根据所述第二加速度值和第二加速度值阈值范围,得到第四跌倒概率,根据所述角速度值和角速度值阈值范围,得到第五跌倒概率,并根据所述第四跌倒概率和所述第五跌倒概率,得到所述穿戴者的第二综合跌倒概率值,以及根据所述第一综合跌倒概率值、所述第二综合跌倒概率值和所述预设的报警阈值,控制所述第二报警器是否发出报警信号。

进一步地,上述所述的跌倒监控系统中,所述预设的报警阈值包括第一报警阈值和第二报警阈值,所述第一报警阈值小于所述第二报警阈值;

所述第二处理器用于若所述第一综合跌倒概率值和所述第二综合跌倒概率值均小于或等于所述第一报警阈值,控制所述第二报警器不发出报警信号,并通过所述第二通信设备向所述基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫发送不报警的控制指令;若所述第一综合跌倒概率值和所述第二综合跌倒概率值中的至少一个大于所述第一报警阈值,且小于所述第二报警阈值,根据接收的指示信号,控制所述第二报警器发出所述报警信号或者不发出所述报警信号,并通过所述第二通信设备向所述基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫发送报警的控制指令或者发送所述不报警的控制指令;若所述第一综合跌倒概率值和所述第二综合跌倒概率值中至少一个大于或等于所述第二报警阈值,控制所述第二报警器发出所述报警信号,并通过所述第二通信设备向所述基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫发送所述报警的报警指令;

其中,所述指示信号为人为确定所述穿戴者是否跌倒后发出的指示信号。

进一步地,上述所述的跌倒监控系统,还包括服务器和第二终端;所述第二终端由所述穿戴者的监护者携带;

所述第二通讯设备通过所述服务器与所述第二终端通讯连接;

所述第二通讯设备用于若所述第二处理器控制所述第二报警器发出报警信号,通过所述服务器向所述第二终端发送提示信号。

进一步地,上述所述的跌倒监控系统中,所述第一终端还包括全球定位系统GPS;

所述GPS与所述第二处理器电连接;

所述GPS用于若所述第二处理器控制所述第二报警器发出报警信号,获取所述穿戴者的定位信息,并通过所述第二通讯模块向所述第二终端发送所述定位信息。

本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫和跌倒监控系统,通过在鞋垫主体和设置在鞋垫主体上的跌倒监控装置,并在跌倒监控装置内设置第一角度传感器、第一加速度传感器、压力传感器、第一处理器和第一报警器,使第一处理器分别与第一角度传感器、第一加速度传感器、压力传感器和第一报警器电连接之后,由第一角度传感器获取鞋垫主体与水平面的角度参数,并向第一处理器发送角度参数,由第一加速度传感器获取鞋垫主体的第一加速度值,并向第一处理器发送第一加速度值;由压力传感器获取鞋垫主体承受的第一压力值,并向第一处理器发送第一压力值;进而使第一处理器根据角度参数和倾斜角阈值范围,得到第一跌倒概率值,根据第一加速度值和第一加速度值阈值范围,得到第二跌倒概率值,根据第一压力值和压力阈值,得到第三跌倒概率值,并根据第一跌倒概率值、第二跌倒概率值和第三跌倒概率值得到穿戴者的第一综合跌倒概率值,以及根据第一综合跌倒概率值和预设的报警阈值,控制第一报警器发出报警信号或者不发出报警信号,实现了多方面采集穿戴者的肢体感应参数,以准确的进行报警。本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫,能够将基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫放置于穿戴者的任一鞋中,其成本较低,穿戴方便,并能够准确的监测穿戴者的状态,以进行报警,可靠性较高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解,构成本实用新型实施例的一部分,本实用新型实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型实施例,并不构成对本实用新型实施例的不当限定。在附图中:

图1为本实用新型的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫实施例一的结构示意图;

图2为本实用新型的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫的实施例二的结构示意图;

图3为本实用新型的跌倒监控系统实施例一的结构示意图;

图4为本实用新型的跌倒监控系统实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例具体实施例及相应的附图对本实用新型实施例技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本实用新型实施例一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型实施例中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型实施例保护的范围。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的部分,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

以下结合附图,详细说明本实用新型实施例各实施例提供的技术方案。

图1为本实用新型的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫实施例一的结构示意图,如图1所示,本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫可以包括鞋垫主体和设置在所述鞋垫主体上的跌倒监控装置,其中,跌倒监控装置可以包括第一角度传感器10、第一加速度传感器11、压力传感器12、第一处理器13和第一报警器14。

本实用新型实施例中,可以将第一处理器13分别与第一角度传感器10、第一加速度传感器11、压力传感器12和第一报警器14电连接。第一角度传感器10用于获取鞋垫主体与水平面的角度参数,并向第一处理器13发送角度参数,第一加速度传感器11用于获取鞋垫主体的第一加速度值,并向第一处理器13发送第一加速度值,压力传感器12用于获取鞋垫主体承受的第一压力值,并向第一处理器13发送第一压力值,第一处理器13用于根据角度参数和倾斜角阈值范围,得到第一跌倒概率值,根据第一加速度值和第一加速度值阈值范围,得到第二跌倒概率值,根据第一压力值和压力阈值,得到第三跌倒概率值,并根据第一跌倒概率值、第二跌倒概率值和第三跌倒概率值得到穿戴者的第一综合跌倒概率值,以及根据第一综合跌倒概率值和预设的报警阈值,控制第一报警器14发出报警信号或者不发出报警信号。

例如,基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫的穿戴者将基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫放置在鞋中,鞋垫主体随着穿戴者的行为而产生相应的肢体感应参数,并由跌倒监控装置中的各传感器获得。例如,第一角度传感器10可以为但不限制于陀螺仪,其一般用来测量物体的旋转角速度,并进而得到测量物体的角度参数,本实用新型实施例中,可以采用第一角度传感器10获得鞋垫主体与水平面的角度参数,进而获得穿戴者的站立角度参数,并发送给第一处理器13。本实用新型实施例优选为采用两个第一角度传感器10,其中一个第一角度传感器10能够测量穿戴者前后站立角度参数,另一个第一角度传感器10能够测量穿戴者侧向站立角度参数。在实际应用过程中,第一角度传感器10的型号可以为但不限制ENC-03MB传感器。

在一个具体实现过程中,第一加速度传感器11可以测量由地球引力作用或者物体运动所产生的加速度,所以若鞋垫主体产生加速度时,可以由第一加速度传感器11获取到,并发送给第一处理器13。当第一角度传感器10采用ENC-03MB传感器时,考虑信号之间的相互兼容,本实用新型实施例可以采用飞思卡尔公司生产的加速度传感器。该系列的加速度传感器MMA8452采用半导体表面微机械加工和集成电路技术,传感器体积小、质量轻。由于加速度计与陀螺仪共同使用,这样能更好地检测出穿戴者的活动规律和各种行进动作。

本实用新型实施例中的第一压力传感器12可以由弹性元件和电阻应变片构成,当弹性元件感受到物理量时,其表面产生应变,粘贴在弹性元件表面的电阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变而相应变化。通过测量电阻应变片的电阻值变化,可以用来测量位移加速度、力、力矩、压力等各种参数,本使用新型实施例中优选为获取鞋垫主体的第一压力值,并将第一压力值发送给第一处理器13。

在实际应用中,第一处理器13可以采用但不限制于单片机实现,例如,可以采用51系列单片机STC89C52。STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器16的低电压,高性能COMOS8的微处理器。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器16制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

具体地,可以根据实际经验,在第一处理器13内预先设置穿戴者跌倒时对应的倾斜角阈值范围、穿戴者跌倒时对应的第一加速度值阈值范围和穿戴者跌倒时对应的压力阈值,并分别对倾斜角阈值范围、第一加速度值阈值范围和压力阈值设置不同的权重,当第一处理器13接收到第一角度传感器10发送的角度参数后,第一处理器13可以根据角度参数和倾斜角阈值范围,得到第一跌倒概率值。例如,穿戴者跌倒前脚与水平接近水平状态,而跌倒后通常接近于垂直状态,所以可以设置一个倾斜角阈值范围,并针对该倾斜角阈值范围由小到大划分多段区域,每个区域对应一个概率值,可以根据角度参数所属的区域得到第一跌倒概率值。

同理,当第一处理器13接收到第一加速度传感器11发送的第一加速度值后,可以根据第一加速度值和第一加速度值阈值范围,得到第二跌倒概率值。例如,穿戴者跌倒前的静止或正常走动情况下,基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫加速不明显,相对比较平稳,而跌倒时或者跌倒后处于自然生理反应会议剧烈的晃动现象。因此,可以设置一个第一加速度值阈值范围,并针对该第一加速度值阈值范围由小到大划分多段区域,每个区域对应一个概率值,可以根据第一加速度值所属的区域得到第二跌倒概率值。

同理,当第一处理器13接收到第一压力传感器12发送的第一压力值后,可以根据第一压力值和压力阈值,得到第三跌倒概率值。例如,穿戴者跌倒前压力通常是人体体重,跌倒后体重减小,远远小于人的体重。因此,可以设置一个压力阈值,根据第一压力值和压力阈值,得到第三跌倒概率值。

在一个具体实现过程中,本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫可以根据第一跌倒概率阈值、第二跌倒概率阈值或者第三跌倒概率阈值进行报警,但是,为了能够精确的判断穿戴者是否跌倒,本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫中,第一处理器13可以根据第一跌倒概率值、第二跌倒概率值、第三跌倒概率值,以及各自所对应的权重值,得到穿戴者的第一综合跌倒概率值,进而使得到的跌倒概率更加准确。

在一个具体实现过程中,处理器中还存储有预先设置的报警阈值,第一处理器13可以根据第一综合跌倒概率值和预设的报警阈值,控制第一报警器14发出报警信号或者不发出报警信号。例如,该报警阈值可以包括但不限制于第一报警阈值和第二报警阈值,其中第一报警阈值小于第二报警阈值。第一处理器13用于若第一综合跌倒概率值小于或等于第一报警阈值,控制第一报警器14不发出报警信号;若第一综合跌倒概率值大于第一报警阈值,且小于第二报警阈值,根据接收的指示信号,控制第一报警器14发出报警信号或者不发出报警信号;若第一综合跌倒概率值大于或等于第二报警阈值,控制第一报警器14发出报警信号;其中,指示信号为人为确定穿戴者是否跌倒后发出的指示信号。

例如,本实用新型实施例的报警器,可以采用但不限制于蜂鸣器和发光二极管(Light Emitting Diode,LED)进行报警,报警等级可以分为但不限制3个等级,本实用新型实施例可以采用红、黄、绿LED来区分。本发明实施例中第一报警阈值可以为60%,第二报警阈值可以为80%,当第一综合概率值小于或等于60%时,蜂鸣器不发出报警信号,绿灯亮;当第一综合概率值大于60%,且小于80%时时,可以根据人为确定穿戴者是否跌倒后发出的指示信号,控制蜂鸣器可以发出报警信号或者不发出报警信号,黄灯亮,具体地,若人为确定穿戴者跌倒了,会向报警器发送报警的提示信号,报警器发出报警信号,若人为确定穿戴者未跌倒,会向报警器发送不报警的提示信号,报警器不发出报警信号;当第一综合概率值大于或者等于80%时,蜂鸣器报警,红灯亮。

在一个具体实现过程中,当第一处理器13确定穿戴者跌倒时,触发第一报警器14发出闪光报警信号和/或鸣音报警信号。其中,闪光报警信号是最常用的一种报警方式,单片机应用系统中在控制指示灯的程序中加入定时程序,按一定的时间间隔来交替点亮与熄灭指示灯。鸣音报警信号则采用单频音报警,其发音元件采用电压蜂鸣器。当在蜂鸣器两引脚上加3-15V直流工作电压,就能产生3KHZ左右的蜂鸣震荡影响。压电式蜂鸣器结构简单、耗电少,更适合在单片机系统中应用。

例如,当鞋垫主体的角度参数与水平面垂直,可以得到一个较高的第一跌倒概率值,但鞋垫主体的第一加速度值发生过较大的变化,其可以得到一个较高的第二摔打概率值,鞋垫主体承受的第一压力值为0,可以得到一个较高的第三跌倒概率值,进而得到的第一综合跌倒概率值大于80%,此时可以确定穿戴者跌倒。其它状况与此实现机制类似,在此不再一一举例说明。

需要说明的是,本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫中仅以第一角度传感器10、第一加速度传感和第一压力传感器12为例对本实用新型实施例的技术方案进行描述的,但在实际应用过程中,还可以根据实际需求设置其它类型传感器,其工作原理与上述各传感器的原理类似,在此不再赘述。

本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫,通过在鞋垫主体和设置在鞋垫主体上的跌倒监控装置,并在跌倒监控装置内设置第一角度传感器10、第一加速度传感器11、压力传感器12、第一处理器13和第一报警器14,使第一处理器13分别与第一角度传感器10、第一加速度传感器11、压力传感器12和第一报警器14电连接之后,由第一角度传感器10获取鞋垫主体与水平面的角度参数,并向第一处理器13发送角度参数,由第一加速度传感器11获取鞋垫主体的第一加速度值,并向第一处理器13发送第一加速度值;由压力传感器12获取鞋垫主体承受的第一压力值,并向第一处理器13发送第一压力值;进而使第一处理器13根据角度参数和倾斜角阈值范围,得到第一跌倒概率值,根据第一加速度值和第一加速度值阈值范围,得到第二跌倒概率值,根据第一压力值和压力阈值,得到第三跌倒概率值,并根据第一跌倒概率值、第二跌倒概率值和第三跌倒概率值得到穿戴者的第一综合跌倒概率值,以及根据第一综合跌倒概率值和预设的报警阈值,控制第一报警器14发出报警信号或者不发出报警信号,实现了多方面采集穿戴者的肢体感应参数,以准确的进行报警。本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫,能够将基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫放置于穿戴者的任一鞋中,其成本较低,穿戴方便,并能够准确的监测穿戴者的状态,以进行报警,可靠性较高。

进一步地,在上述实施例中,由于穿戴者可能存在穿鞋平躺、翘腿、踢腿、上下跳动等状况,会造成跌倒监控装置误报,因此,本实用新型实施例中的第一处理器13内还设置有非跌倒状态的特征数据集合,其中,非跌倒状态的特征数据集合包括角度参数的非跌倒特征数据、第一加速度值的非跌倒特征数据和第一压力值的非跌倒特征数据。第一处理器13还用于检测角度参数、第一加速度值和第一压力值是否均属于非跌倒状态的特征数据集合,并当角度参数、第一加速度值和第一压力值属于非跌倒状态的特征数据集合时,控制第一报警器14不发出报警信号。

例如,以穿戴者穿鞋平躺状态为例对本实用新型实施例的技术方案进行说明。可以选取多个穿戴者为样本,进行平躺时角度参数收集,作为角度参数的非跌倒特征数据;收集平躺时鞋垫主体的加速度值,作为第一加速度值的非跌倒特征数据数,收集平躺时鞋垫主体的压力值,第一压力值的非跌倒特征数作为第一压力值的非跌倒特征数据,这样当穿戴者平躺时,得到的第一综合跌倒概率值大于80%,但若角度参数、第一加速度值和第一压力值属于非跌倒状态的特征数据集合,说明穿戴者处于平躺状态,控制第一报警器14不发出报警信号。为了能够更精确地判断穿戴者是否为跌倒状态,可以检测鞋垫主体的角度参数属于角度参数的非跌倒特征数据时,鞋垫主体的加速是否发生明显变化,若未发生明显变化,说明穿戴者为平躺状态。

图2为本实用新型的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫的实施例二的结构示意图,如图2所示,本实用新型实施例的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫中的跌倒监控装置在图1所示实施例的基础上,进一步还可以包括第一通讯设备15。第一通讯设备15与第一处理器13电连接,第一处理器13还用于通过通讯模块向目标终端发送第一综合跌倒概率值,以便穿戴者的监护者能够随时或者穿戴者的状态。

在一个实际应用过程中,目标终端可以为穿戴者自己的终端,或者,穿戴者周围授权的终端,本实用新型实施例中定义为第一终端,也可以为穿戴者的监护人的终端,本实用新型实施例中定义为第二终端。由于穿戴者监护人可能不在穿戴者的身边,且由于现在终端的普及型,以及,基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫与第二通讯在实现过程上相对于基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫与第一终端2通讯实现过程更加负复杂,成本更高,所以本实用新型实施例优选为第一终端作为目标终端,进而再通过第一终端,向第二终端发送穿戴者的状态,以使穿戴者的监护者能够随时或者穿戴者的状态。

例如,以穿戴者自己的终端为例,第一通讯设备15与第一终端可以采用但不限制于红外连接、蓝牙连接等方式进行通讯连接,第一终端可以根据第一综合跌倒概率值判断穿戴者是否跌倒,其原理与基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫上处理器的判断原理相同,详细请参考上述相关记载。当第一终端可以将判断结果发送给第二终端,或者监护者可以通过第二终端主动获取穿戴者的状态。例如,可以在第一终端设置一个第一周期,并按照第一周期向第二终端发送穿戴者的状态,或者,在第二终端内设置一个第二周期,并按照设定的第二周期,从第二终端主动获取穿戴者的状态。

在实际应用中,若穿戴者为跌倒状态,为了能够使监护者及时获知情况,当穿戴者的终端判断穿戴者跌倒时,可以主动向第二终端发送穿戴者的状态。

在一个实际应用过程中,本实用新型实施例中,第一处理器13可以通过所述第一通讯设备15向目标终端发送角度参数、第一加速度值和第一压力值,以便监护者能够获知穿戴者的具体信息,或者由目标终端根据角度参数、第一加速度值和第一压力值得到第一综合跌倒概率值,其实现原理与处理器的实现原理相同,详细请参考上述相关记载,在此不再赘述。

为了防止特殊情况下,第一通讯设备15无法及时与目标终端进行通讯,如图2所示,本实用新型实施例的跌倒监控装置还可以包括存储器16。存储器16分别与第一角度传感器10、第一加速度传感器11、压力传感器12和第一处理器13电连接,存储器16用于存储角度参数、第一加速度值、第一压力值和第一综合跌倒概率值。以便第一通讯设备15与目标终端建立通讯之后,再将角度参数、第一加速度值、第一压力值和第一综合跌倒概率值发送给目标终端,以及,方便后续查看穿戴者的详细肢体感应参数。

图3为本实用新型的跌倒监控系统实施例一的结构示意图,如图3所示,本实用新型实施例的跌倒监控系统可以包括第一终端2和如图2所示的基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1,其中第一终端2由基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1的穿戴者携带。

第一终端2包括第二通讯设备20、第二加速度传感器21、第二角度传感器22、第二处理器23和第二报警器24,第二处理器23分别与第二通讯设备20、第二加速度传感器21、第二角度传感器22和第二报警器24电连接,第二加速度传感器21还与第二角度传感器22电连接;第二通讯设备20还与第一通讯设备15通讯连接。

例如,通常情况下,可以通过基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1即可以判断穿戴者的状态,但为了进一步提高判断的准确性,本实用新型实施例引入了终端跌倒判断程序。第一终端2的第二加速度传感器21能够提供X、Y、Z,三个方向的加速度,同时第二角度传感器22能够提供第一终端2反转时的三个方向的角速度。

穿戴者的跌倒是由于身体失去平衡所造成的。在跌倒的一瞬间,人体受重力加速度的作用,其位姿态等相关量都会发生相应地变化。假设人体前后方为X轴,左右方为Y轴,上下方向为Z轴。人在运动过程中,所携带的加速度传感器的坐标系随着人体姿势的改变而改变,当人跌倒时加速度的值由传感器直接输出,此时提取X、Y、Z三轴方向上的加速度变化过程,采用合加速度将空间的加速度合为一矢量,在跌倒判断中就可以忽略跌倒的方向,因此无论跌倒行为发生时朝哪个方向都可以进行检测。

因此,第二加速度传感器21用于获取终端的第二加速度值,并向第二处理器23发送第二加速度值;第二角度传感器22用于若第二加速度传感器21获取到终端的第二加速度值,获取终端的角速度值,并向第二处理器23发送角速度值;第二处理器23用于根据第二加速度值和第二加速度值阈值范围,得到第四跌倒概率,根据角速度值和角速度值阈值范围,得到第五跌倒概率,并根据第四跌倒概率和第五跌倒概率,得到穿戴者的第二综合跌倒概率值,以及根据第一综合跌倒概率值、第二综合跌倒概率值和预设的报警阈值,控制第二报警器24是否发出报警信号。

例如,该预设的报警阈值包括第一报警阈值和第二报警阈值,第一报警阈值小于第二报警阈值;第二处理器23用于若第一综合跌倒概率值和第二综合跌倒概率值均小于或等于第一报警阈值,控制第二报警器24不发出报警信号,并通过第二通信设备向基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1发送不报警的控制指令;若第一综合跌倒概率值和第二综合跌倒概率值中的至少一个大于第一报警阈值,且小于第二报警阈值,根据接收的指示信号,控制第二报警器24发出报警信号或者不发出报警信号,并通过第二通信设备向基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1发送报警的控制指令或者发送不报警的控制指令;若第一综合跌倒概率值和第二综合跌倒概率值中至少一个大于或等于第二报警阈值,控制第二报警器24发出报警信号,并通过第二通信设备向基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1发送报警的报警指令;其中,指示信号为人为确定穿戴者是否跌倒后发出的指示信号。

例如,第一终端2可以直接调用系统存储的施救音频信号进行播放,以进行报警,而基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1报警的方式详细请参上上述相关记载在此不再赘述。

本实用新型实施例的跌倒监控系统,通过第一终端2根据自身的判断结果,并结合基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1的判断结果,确定基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1的穿戴者是否跌倒,并在跌倒时进行报警。本实用新型实施例的跌倒监控系统,能够将基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1放置于穿戴者的任一鞋中,其成本较低,穿戴方便,并能够通过第一终端2自身的判断结果,并结合基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1的判断结构,准确的监测穿戴者的状态,以进行报警,可靠性较高。

图4为本实用新型的跌倒监控系统实施例二的结构示意图,如图4所示,本实用新型实施例的跌倒监控系统在图3所示实施例的基础上进一步还可以包括第二终端3和服务器4。其中,第二终端3由穿戴者的监护者携带,且第二通讯设备20通过服务器4与第二终端3通讯连接,若第二处理器23控制第二报警器24发出报警信号,第二通讯设备20用于通过服务器4向第二终端3发送提示信号。

本实用新型实施例的跌倒监控系统的实现机制与上述图2所示实施例的实现机制相同,详细请参考上述先关记载,在此不再赘述。

在一个具体实现过程中,为了使穿戴者的监护者能够及时到达跌倒这的位置,如图4所示,本实用新型实施例中,第一终端2还可以包括全球定位系统(Global Positioning System,GPS),GPS与第二处理器23电连接,若第二处理器23控制第二报警器24发出报警信号,GPS用于获取穿戴者的定位信息,并通过第二通讯模块向第二终端3发送定位信息。例如,可以利用但不限制于互联网、短信和电话等多方式发送到第二终端3。

需要说明的是,本实用新型实施例中的第一终端2还可以单独进行报警,且基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1主体上还同样可以设置GPS,由基于多传感器分析的跌倒预警智能鞋垫1自身获取穿戴者的定位信息。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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