一种腰带式独居老年人跌倒监测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种腰带式独居老年人跌倒监测装置，该腰带式独居老年人跌倒监测装置包括：皮带、基座、上盖、Arduino开发板、前盖、下盖；Arduino开发板上设置有Arduino开发板开关，蓝牙通讯模块，陀螺仪和加速度传感器，开发板电源和指示灯；所以，本发明采用陀螺仪加速传感器来检测老年人的跌倒状况，佩戴于腰间，提高了装置监测的精确度和稳定性；通过Arduino硬件平台实现老年人跌倒状态的分析、判断及通讯，保证了监护人在第一时间获知老年人的状况。本发明的结构简单，操作方便，便携性好，为老年人的健康提供了可靠的保障，为老年人意外跌倒的救治争取了时间。
【专利说明】一种腰带式独居老年人跌倒监测装置
【技术领域】
[0001]本发明属于老年人护理设备【技术领域】，尤其涉及一种腰带式独居老年人跌倒监测
装直。
【背景技术】
[0002]随着社会老龄化趋势的不断发展，我国老年人口不断增加以及社会发展对于劳动力的大量需求，从而导致了空巢老年人的出现，预期到2030年空巢老年人家庭的比例将达到90%，届时我国老年人家庭将空巢化。据统计，在65岁以上的老年人群中，每年有超过1/3的人都有跌倒经历，2/3老年人都是由跌倒引起中风或导致意外死亡，而在75岁以上老年人中这个比例更是高达70%，可见，老年人跌倒是老年人伤残和死亡的重要原因之一。大多数老年人是因为跌倒后，没能及时得到救助，而留下后遗症，因此产生恐惧，害怕再次跌倒，限缩了自身的行动范围，严重影响生活品质。由此，需要提供一套老年人年跌倒检测装置来照护老年人是极其迫切的。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的在于提供一种腰带式独居老年人跌倒监测装置，旨在解决现有缺少实现对老年人跌倒状态实时精确检测装置的问题。
[0004]本发明实施例是这样实现的，一种腰带式独居老年人跌倒监测装置，该腰带式独居老年人跌倒监测装置包括:皮带、基座、上盖、Arduino开发板、前盖、下盖；
[0005]Arduino开发板上设置有Arduino开发板开关，蓝牙通讯模块，陀螺仪加速度传感器，开发板电源和指示灯；Arduin0开发板开关安装在Arduino开发板下端的右侧，蓝牙通讯模块和陀螺仪加速度传感器设置在Arduino开发板前端的右侧，开发板电源设置在蓝牙通讯模块、陀螺仪和加速度传感器的左侧，指示灯安装在Arduino开发板上端的中间位置；
[0006]皮带的一端固定在基座上，皮带的另一端设置有皮带孔，基座的后面设置有基座扣，Arduino开发板安装于基座前面，上盖上设置有多个小孔，安装在基座上部；前盖设置在Arduino开发板的前端，下盖安装于基座下部。
[0007]进一步，上盖设置有多个小孔。
[0008]进一步，前盖上刻有图案。
[0009]进一步，皮带孔设置为5个。
[0010]进一步，指示灯有红色和绿色两种发光颜色状态，绿色表示老年人状态正常，红色表示老年人发生跌倒。
[0011]进一步，Arduino开发板米用Arduino pro mini处理器；
[0012]进一步，采用三轴陀螺仪和三轴加速度计。
[0013]本发明提供的腰带式独居老年人跌倒监测装置，采用陀螺仪加速传感器来检测老年人的跌倒状况，佩戴于腰间，通过联合角度和加速度联合监测提高了装置监测的精确度和稳定性；通过Arduino硬件平台实现老年人跌倒状态的分析、判断、定位及通讯，保证了监护人在第一时间获知老年人的状况。本发明的结构简单，操作方便，便携性好，为独居老年人意外跌倒的救治争取了时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例提供的腰带式独居老年人跌倒监测装置的结构示意图；
[0015]图2是本发明实施例提供的Arduino开发板的结构示意图；
[0016]图3是本发明实施例提供的腰带式独居老年人跌倒监测装置的俯视图；
[0017]图4是本发明实施例提供的跌倒检测算法示意图；
[0018]图中:1、皮带;1-1、皮带孔;2、基座；2_1、基座扣；3、上盖；4、Arduino开发板；4-1, Arduino开发板开关；4_2、蓝牙通讯模块；4_3、陀螺仪和加速度传感器；4_4、开发板电源；4-5、指示灯；5、前盖；6、下盖。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0021]如图1-图3所示，本发明实施例的腰带式独居老年人跌倒监测装置主要由:皮带
1、基座2、上盖3、Arduino开发板4、前盖5、下盖6组成；
[0022]皮带I的一端固定在基座2上，另一端设置有五个的皮带孔1-1，基座2的后面设置有基座扣2-1, Arduino开发板4安装于基座2前面,Arduino开发板4上设置有Arduino开发板开关4-1，蓝牙通讯模块4-2，陀螺仪加速度传感器4-3，开发板电源4-4和指示灯4-5, Arduino开发板开关4_1安装在Arduino开发板4下端的右侧，蓝牙通讯模块4_2和陀螺仪加速度传感器4-3设置在Arduino开发板4前端的右侧，开发板电源4_4设置在蓝牙通讯模块4-2和陀螺仪加速度传感器4-3的左侧，指示灯4-5安装在Arduino开发板4上端的中间位置，上盖3上设置有多个小孔，安装在基座2上部；前盖5上刻有图案，为装饰之用；前盖5设置在Arduino开发板4的前端,下盖6安装于基座2下部。
[0023]本发明的工作原理:
[0024]工作时，老人将腰带式佩戴的老年人跌倒监测装置佩戴在腰间，皮带上的皮带孔锁扣在基座的基座扣，打开下盖开关口处的Arduino开发板开关，启动Arduino开发板，指示灯发光颜色为绿色；当老人不小心跌倒后，此时陀螺仪加速度传感器检测到老人的跌倒状态，向Arduino开发板传输跌倒信号，指示灯发光颜色为红色，Arduino开发板触发蓝牙通讯模块，将老人的跌倒状态发至监护人的手机，使得监护人在第一时间得知老年人状况。
[0025]结合以下的具体实施例、试验和分析对本发明的应用效果做进一步的说明:
[0026]本发明的跌倒监测装置的工作原理:
[0027]本发明是一个能快速判定跌倒的监测技术，该跌倒监测系统的设计主要是基于三轴加速度传感器、陀螺仪、Arduino pro mini微处理器、无线蓝牙通信以及GPS定位技术的跌倒监测装置，利用陀螺仪来实现三维空间加速度的采集，采用三轴加速度传感器采集人体的三维加速度值，并由Arduino微处理器进行三维加速度值的对比分析，当确认老年人发生跌倒时，老年人佩戴的监测装置将发送指令给佩戴者的手机，启动GPS定位的同时启动跌倒检测软件通知监护人，并将发生跌倒的位置通过无线通信的方式进行告知监护人或医院，该软件支持监护人随时发信息自动查询被监护人状态；
[0028]跌倒监测系统的技术关键及主要技术参数:
[0029]本发明的关键问题在于，精确的判断跌倒状态，监护人的通讯；
[0030]1.基于Arduino系统的跌倒状态的准确判断，假摔的排除，许多情况人仅仅只是重心不稳，但最后自身可以再平衡回来，并无跌倒的情况进行排除，复杂跌倒的判断:现行较好较简单的跌倒检测为使用当发生跌倒后，持续观察大动作加速度变化量，最后以稳态后与跌倒前身体的水平角度比较，作为判断标准，如此可以精确判断行走、奔跑、跳跃等类似跌倒的行为，所以需要使用计算信号强度向量(signal vector magnitude, SVM)进行判断；
[0031]2.基于Android系统的软件开发，需要通过被监护人的手机进行软件开发，能够和监测装置进行准确的通信，当跌倒发生时，监测系统发出的信息通过蓝牙模块传到监护人的手机上，再通过手机短信群发的方式传递到监护人或医院，因此Android系统需要对信号进行判断，并发送相应的信息，且该系统能够随时更改被发送信息的手机号码；
[0032]主要技术参数:
[0033]人体在跌倒过程当中，对象在各个方向上的加速度、速度和位移这三个矢量均会发生变化，实际上，如果仅根据各方向上的加速度的变化很难全面地分辨出跌倒动作；本发明的跌倒监测装置在人体跌倒过程中检测的主要技术参数如表1:
[0034]表1跌倒监测装置检测老人跌倒的主要技术参数
【权利要求】
1.一种腰带式独居老年人跌倒监测装置，其特征在于，该腰带式独居老年人跌倒监测装置包括:皮带、基座、上盖、ArdUino开发板、前盖、下盖； Arduino开发板上设置有Arduino开发板开关，蓝牙通讯模块，陀螺仪和加速度传感器，开发板电源和指示灯；Arduin0开发板开关安装在Arduino开发板下端的右侧，蓝牙通讯模块和陀螺仪加速度传感器设置在Arduino开发板前端的右侧，开发板电源设置在蓝牙通讯模块和陀螺仪加速度传感器的左侧，指示灯安装在Arduino开发板上端的中间位置；皮带的一端固定在基座上，皮带的另一端设置有皮带孔，基座的后面设置有基座扣，Arduino开发板安装于基座前面,安装在基座上部；前盖设置在Arduino开发板的前端,下盖安装于基座下部。
2.如权利要求1所述的腰带式独居老年人跌倒监测装置，其特征在于，上盖设置有多个小孔。
3.如权利要求1所述的腰带式独居老年人跌倒监测装置，其特征在于，前盖上刻有图案。
4.如权利要求1所述的腰带式独居老年人跌倒监测装置，其特征在于，皮带孔设置为5个。
5.如权利要求1所述的腰带式独居老年人跌倒监测装置，其特征在于，指示灯有红色和绿色两种发光颜色状态，绿色表示老年人状态正常，红色表示老年人发生跌倒。
6.如权利要求1所述的腰带式独居老年人跌倒监测装置，其特征在于，Arduino开发板米用Arduino pro mini处理器。
7.如权利要求1所述的腰带式独居老年人跌倒监测装置，其特征在于，采用三轴陀螺仪和三轴加速度计。
【文档编号】G08B21/04GK104036618SQ201410253114
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】张克华, 徐彪, 王书平, 石栋, 刘润之, 吴俊峰 申请人:浙江师范大学