穿戴式摔倒检测设备制造技术

本发明专利技术公开了一种穿戴式摔倒检测设备，属于摔倒检测设备领域。穿戴式摔倒检测设备，其特征在于：包括设备本体，所述设备本体包括分别与主控模块连接的摔倒检测模块、GPRS模块、GPS模块，显示模块，心率检测模块和电源模块；所述心率检测模块包括发射红外光的红外光电管、接收被人体组织反射红外光的光电晶体接收管、电压转换电路、滤波电路、放大电路和整形处理电路，通过对电压的检测反映出心率数据。设备可检测到穿戴者的摔倒状况，适用于各种类型的摔倒检测，系统可以及时提醒相关人员进行救护，大大降低了穿戴者因为摔倒而导致严重后果的可能性。

Wearable fall detection device

The invention discloses a wearable fall detection device, belonging to the field of fall detection equipment. Wearable fall detection device, which is characterized in that the device comprises a device body, including body are respectively connected with the main control module of the fall detection module, GPRS module, GPS module, display module, heart rate detection module and power module; the heart rate detection module includes infrared photoelectric emission infrared receiving tube, photoelectric crystal human tissue reflected infrared light receiving tube, voltage conversion circuit, filter circuit, amplifying circuit and shaping processing circuit, through the detection of voltage reflects the heart rate data. Fall condition of equipment can be detected by the wearer, applicable to all types of fall detection system can timely remind relevant personnel to rescue, greatly reducing the possibility of the wearer and cause serious consequences because of the fall.

【技术实现步骤摘要】
穿戴式摔倒检测设备
本专利技术涉及一种摔倒检测设备，特别是穿戴式摔倒检测设备。
技术介绍
21世纪是人口老龄化的时代，目前，世界上所有发达国家都已经进入老龄社会，许多发展中国家正在或即将进入老龄社会。中国是世界上老年人口最多的国家，据数据显示，2004年底，中国60岁及以上老年人口为1.43亿，2014年将达到2亿，2026年将达到3亿，意外摔倒是65岁以上人群主要的健康威胁以及死亡原因，在因摔倒而需要医疗护理的人群中，65岁及以上的占到超过30％，而因摔倒致死的人群中，40％是80岁以上的老者。在超过85岁的人群中，2/3的意外摔倒直接导致死亡。据报告显示，在老年之家和养老院中，66％的居民每年至少会有一次意外摔倒，而这并不包括未报告的情况，因此，这个数字还是可能被低估的。老年人摔倒发生率高、后果严重,已经成为一个严重的医疗问题和社会问题，通过科学的手段有效预测老年人摔倒,从而减小老年人因摔倒带来的伤害已成为全球新的研究热点。目前，对于人体摔倒检测，功能单一，也没有结合摔倒人心率变化给关联手机或者求助站发送求助信息，有可能会误判，给他人造成不必要的麻烦。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是，针对上述问题，提供一种穿戴式摔倒检测设备，设备可检测到穿戴者的摔倒状况，适用于各种类型的摔倒检测，结合摔倒人心率变化给关联手机或者求助站发送求助信息，救助中心或者相关监护人可以随时随地对穿戴者实时跟踪定位，大大降低了穿戴者因为摔倒而导致严重后果的可能性。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：穿戴式摔倒检测设备，其特征在于：包括设备本体，所述设备本体包括分别与主控模块连接的三轴加速度传感器模块、GPRS模块、GPS模块、显示模块、存储模块，心率检测模块和电源模块；所述三轴加速度传感器模块获取人体X轴、Y轴和Z轴三个方向加速度并传输到主控模块，所述主控模块计算每一时间节点对应人体合加速度a，并制作出时间t与合加速度a关系的实时坐标图，如实时坐标图有合加速度a大于重力加速度G，则所述主控模块将实时坐标图与预设在存储模块内的不同摔倒标准坐标图对比，所述摔倒标准坐标图为时间T与合加速度A关系分析作出的坐标图；相似度大于一阈值则为对应标准坐标图摔倒类型，所述主控模块再通过计算amaz/Amzx值大小，判定是否发生摔倒、摔倒种类和摔倒程度；所述心率检测模块包括依次连接红外光电管、光电晶体接收管、滤波电路、放大电路和整形处理电路；所述红外光电管倾斜朝向人体组织并发射红外光光束，所述光电晶体接收管接收人体组织反射回来的红外光光束并产生电信号，所述电信号经过滤波电路并过滤掉干扰信号，所述放大电路放大被过滤电路过滤的电信号并经过所述整形处理电路整理电信号，所述整形处理电路输出心率信息到主控模块，主控模块处理心率信号并通过显示模块显示心率信息；所述GPS模块接收到卫星定位数据并传输到主控模块；所述GPRS模块编辑跌倒信息和卫星定位数据以短信息形式发送给指定家人和医护人员。基于上述结构，设备可检测到穿戴者的摔倒状况，适用于各种类型的摔倒检测，结合摔倒人心率变化给关联手机或者求助站发送求助信息，救助中心或者相关监护人可以随时随地对穿戴者实时跟踪定位，大大降低了穿戴者因为摔倒而导致严重后果的可能性。主控模块的算法简单，对其硬件要求不高，降低设备成本。进一步的，所述X轴其正方向为人体正前方，所述Y轴其正方向为人体正右方，所述Z轴其正方向为人体正上方，所述X轴、Y轴、Z轴三轴相互垂。进一步的，所述标准摔倒坐标图包括摔倒坐标图、高处摔落坐标图和摔倒昏迷坐标图；多种坐标图进一步的，所述相似度计算方法为：先求出经过处理后的时间t、合加速度a实时坐标图中的曲线与时间t轴形成的阴影面积，再求出标准摔倒坐标图曲线与时间T轴形成的阴影面积，两者比值即为相似度。进一步的，所述amaz/Amzx大于或等于1.5为严重摔倒，所述amaz/Amzx大于等于0.7且小于1.5时为一般摔倒。所述“穿戴式”包括佩戴在腰上、戴在手腕上、戴在手臂上、戴在腿上、戴在脖子上、通过魔术贴贴在鞋舌上等各种穿戴方式。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术可以区分穿戴者的摔倒类型，对不同摔倒受伤情况分别救助不同的人，结合心率变化，准确度高，避免对他人不必要的干扰。2.本专利技术可以准确地检测到穿戴者的摔倒状况，适用于各种类型的摔倒检测，救助中心或者相关监护人可以随时随地对穿戴者实时跟踪定位，系统可以及时提醒相关人员进行救护，大大降低了穿戴者因为摔倒而导致的严重后果。3.本专利技术具有很强的实用价值，穿戴方便，穿戴方式多样，造价便宜，适合推广。附图说明图1是本专利技术结构框图；图2是本专利技术检测到的实时坐标图；图3是本专利技术设定的高处摔落标准坐标图。具体实施方式以下结合附图对专利技术的具体实施进一步说明。如图1所示，穿戴式摔倒检测设备，其特征在于：包括设备本体，设备本体包括分别与主控模块连接的三轴加速度传感器模块、GPRS模块、GPS模块、显示模块、存储模块，心率检测模块和电源模块；三轴加速度传感器模块获取人体X轴、Y轴和Z轴三个方向加速度并传输到主控模块，主控模块计算每一时间节点对应人体合加速度a，并制作出时间t与合加速度a关系的实时坐标图，如实时坐标图有合加速度a大于重力加速度G，则主控模块将实时坐标图与预设在存储模块内的不同摔倒标准坐标图对比，摔倒标准坐标图为时间T与合加速度A关系分析作出的坐标图；相似度大于一阈值则为对应标准坐标图摔倒类型，主控模块再通过计算amaz/Amzx值大小，判定是否发生摔倒、摔倒种类和摔倒程度；心率检测模块包括依次连接红外光电管、光电晶体接收管、滤波电路、放大电路和整形处理电路；红外光电管倾斜朝向人体组织并发射红外光光束，光电晶体接收管接收人体组织反射回来的红外光光束并产生电信号，电信号经过滤波电路并过滤掉干扰信号，放大电路放大被过滤电路过滤的电信号并经过整形处理电路整理电信号，整形处理电路输出心率信息到主控模块，主控模块处理心率信号并通过显示模块显示心率信息；GPS模块接收到卫星定位数据并传输到主控模块；GPRS模块编辑跌倒信息和卫星定位数据以短信息形式发送给指定家人和医护人员。进一步的，X轴其正方向为人体正前方，Y轴其正方向为人体正右方，Z轴其正方向为人体正上方，X轴、Y轴、Z轴三轴相互垂。进一步的，标准摔倒坐标图包括摔倒坐标图、高处摔落坐标图和摔倒昏迷坐标图；进一步的，相似度计算方法为：先求出经过处理后的时间t、合加速度a实时坐标图中的曲线与时间t轴形成的阴影面积，再求出标准摔倒坐标图曲线与时间T轴形成的阴影面积，两者比值即为相似度。进一步的，amaz/Amzx大于或等于1.5为严重摔倒，amaz/Amzx大于等于0.7且小于1.5时为一般摔倒。如图2所示，通过三轴加速度传感器采集人体X轴、Y轴、Z轴三个方向加速度，通过主控模块计算人体合加速度a，制作时间t与合加速度a关系的直角坐标图。图中水平方向为时间t，竖直方向为合加速度a，图中0～1s,合加速度a在0～1G范围内波动，在1～1.5s秒时，合加速度大小a＝G左右，在随后的0.3秒时间里，合加速度突变到amax＝4G，随后合加速度a为0～0.8G回归到一个较小值范围波动；图3为设定的高处摔落标本文档来自技高网...

【技术保护点】
穿戴式摔倒检测设备，其特征在于：包括设备本体，所述设备本体包括分别与主控模块连接的三轴加速度传感器模块、GPRS模块、GPS模块、显示模块、存储模块，心率检测模块和电源模块；所述三轴加速度传感器模块获取人体X轴、Y轴和Z轴三个方向加速度并传输到主控模块，所述主控模块计算每一时间节点对应人体合加速度a，并制作出时间t与合加速度a关系的实时坐标图，如实时坐标图有合加速度a大于重力加速度G，则所述主控模块将实时坐标图与预设在存储模块内的不同摔倒标准坐标图对比，所述摔倒标准坐标图为时间T与合加速度A关系分析作出的坐标图；相似度大于一阈值则为对应标准坐标图摔倒类型，所述主控模块再通过计算amaz/Amzx值大小，判定是否发生摔倒、摔倒种类和摔倒程度；所述心率检测模块包括依次连接红外光电管、光电晶体接收管、滤波电路、放大电路和整形处理电路；所述红外光电管倾斜朝向人体组织并发射红外光光束，所述光电晶体接收管接收人体组织反射回来的红外光光束并产生电信号，所述电信号经过滤波电路并过滤掉干扰信号，所述放大电路放大被过滤电路过滤的电信号并经过所述整形处理电路整理电信号，所述整形处理电路输出心率信息到主控模块，主控模块处理心率信号并通过显示模块显示心率信息；所述GPS模块接收到卫星定位数据并传输到主控模块；所述GPRS模块编辑跌倒信息和卫星定位数据以短信息形式发送给指定家人和医护人员。...

【技术特征摘要】
1.穿戴式摔倒检测设备，其特征在于：包括设备本体，所述设备本体包括分别与主控模块连接的三轴加速度传感器模块、GPRS模块、GPS模块、显示模块、存储模块，心率检测模块和电源模块；所述三轴加速度传感器模块获取人体X轴、Y轴和Z轴三个方向加速度并传输到主控模块，所述主控模块计算每一时间节点对应人体合加速度a，并制作出时间t与合加速度a关系的实时坐标图，如实时坐标图有合加速度a大于重力加速度G，则所述主控模块将实时坐标图与预设在存储模块内的不同摔倒标准坐标图对比，所述摔倒标准坐标图为时间T与合加速度A关系分析作出的坐标图；相似度大于一阈值则为对应标准坐标图摔倒类型，所述主控模块再通过计算amaz/Amzx值大小，判定是否发生摔倒、摔倒种类和摔倒程度；所述心率检测模块包括依次连接红外光电管、光电晶体接收管、滤波电路、放大电路和整形处理电路；所述红外光电管倾斜朝向人体组织并发射红外光光束，所述光电晶体接收管接收人体组织反射回来的红外光光束并产生电信号，所述电信号经过滤波电路并过滤掉干扰信号，所述放大电路放大被过滤电路过滤的电信号并经过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建盛，覃勇，池盛斌，彭金松，何奇文，韦庆进，苗剑，李笑梅，
申请(专利权)人：河池学院，
类型：发明
国别省市：广西,45