跌倒监测报警鞋及应用其的系统的制作方法

本实用新型涉及电子电路领域，具体涉及一种跌倒监测报警鞋及应用其的系统。

背景技术：

随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，人们越来越重视个人的安全，而跌倒是很容易发生的意外事故，特别是老人、病人、残疾人、儿童等群体则更容易遇到这种突发的跌倒事故。调查研究表明：跌倒是我国伤害死亡的第四位原因，而在65岁以上的老年人中则为首位。老年人跌倒死亡率随年龄的增加急剧上升。这些人跌倒后由于身边没人等客观原因，往往不能得到及时的救助，以致错过了最佳的救助时机，严重时将会导致残疾或者引发其他突发性疾病，甚至可能导致死亡，造成无法挽回的后果。因此，尽早的监测出跌倒事件可以使他们得到有效及时的帮助，同时也能减少医疗费用，所以，开发一种能判断跌倒事故的发生并发送报警信号的跌倒监测报警鞋及应用其的系统具有重大的实际意义。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种跌倒监测报警鞋及应用其的系统，用于解决现有技术中人们摔倒时因无人知晓而导致的无法获得及时救援的问题。

本实用新型提供了一种跌倒监测报警鞋，包括：鞋本体、至少一个压力监测部件、信号处理分析模块和报警模块；其中，

至少一个压力监测部件设置于鞋本体上，用于将用户行走或跌倒时作用在至少一个压力监测部件上的压力转换为对应的压力电信号；

信号处理分析模块设置于鞋本体上，与至少一个压力监测部件相连，用于对至少一个压力监测部件输出的压力电信号进行预处理，并根据预处理后的电信号输出跌倒报警控制信号；

报警模块设置于鞋本体上，与信号处理分析模块相连，用于根据跌倒报警控制信号进行报警。

进一步地，至少一个压力监测部件设置于鞋本体的底部和/或鞋面上。

进一步地，压力监测部件的数量为多个；多个压力监测部件以阵列结构排列设置于鞋本体的底部，和/或，多个压力监测部件分别设置于鞋本体的前脚面区域、脚弓面区域和/或后脚面区域所对应的鞋面上。

进一步地，压力监测部件包括至少一个摩擦式传感器、压电式传感器、基于摩擦发电压力感应电缆或基于压电发电压力感应电缆。

进一步地，摩擦式传感器为三层结构、四层结构、五层居间薄膜结构或五层居间电极结构的摩擦发电机，摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个相对的表面，摩擦发电机具有信号输出端；

压电式传感器为基于氧化锌、压电陶瓷、聚偏氟乙烯、多孔聚丙烯和多孔聚四氟乙烯中的任一种。

进一步地，信号处理分析模块包括：信号预处理模块、中央控制模块和电源模块；其中，

信号预处理模块与至少一个压力监测部件相连，用于对至少一个压力监测部件输出的压力电信号进行预处理；

中央控制模块与信号预处理模块相连，用于接收经过预处理后的电信号，并根据经过预处理后的电信号判断用户是否处于跌倒状态，若用户处于跌倒状态，则输出跌倒报警控制信号；

电源模块与中央控制模块相连，用于为中央控制模块提供电能。

进一步地，中央控制模块进一步用于：

根据经过预处理后的电信号分析用户正常行走的起始和停止时刻以及根据该起始时刻之后接收到的经过预处理后的电信号判断用户是否处于跌倒状态，若用户处于跌倒状态，则输出跌倒报警控制信号。

进一步地，信号处理分析模块还包括：接口模块和/或交互功能模块；其中，

接口模块与中央控制模块相连，用于为中央控制模块传输电能和/或数据；

交互功能模块与中央控制模块相连，用于控制中央控制模块的工作状态。

进一步地，跌倒监测报警鞋还包括：定位模块和无线收发模块；其中，

定位模块与中央控制模块相连，用于在用户跌倒时进行定位并获得位置信息；

无线收发模块用于将用户跌倒时的位置信息及报警信息发送至终端设备。

本实用新型还提供了一种跌倒监测报警系统，包括：如上述的跌倒监测报警鞋以及终端设备；其中，

终端设备与跌倒监测报警鞋相连，用于接收跌倒监测报警鞋发送的报警信息并根据所述报警信息进行报警提醒，和/或发送用于控制中央控制模块的控制指令。

本实用新型提供的跌倒监测报警鞋及应用其的系统，通过在鞋本体上设置至少一个压力监测部件将用户行走或跌倒时作用在其上的压力转换为压力电信号，并根据该压力电信号判断用户是否属于跌倒状态，当用户处于跌倒状态时发出报警信号，使得用户在跌倒时能够及时获得救助，降低伤害的程度。同时，本实用新型提供的跌倒监测报警鞋及应用其的系统质量轻，穿戴方便，并且具有结构及制作工艺简单，成本低廉，适合大规模工业化生产的优点。

附图说明

图1为本实用新型提供的跌倒监测报警鞋实施例的功能结构框图；

图2为本实用新型提供的压力监测部件的一种设置方式示意图；

图3为本实用新型提供的压力监测部件的另一种设置方式示意图；

图4为本实用新型提供的压力监测部件的又一种设置方式示意图；

图5为本实用新型提供的跌倒监测报警鞋实施例中的信号预处理模块中的信号预处理电路的功能结构框图；

图6为本实用新型提供的跌倒监测报警鞋实施例的另一功能结构框图；

图7为应用图6所示的本实用新型提供的跌倒监测报警鞋的跌倒监测报警系统的功能结构框图；

图8为穿戴跌倒监测报警鞋正常行走时压力监测部件输出测试图；

图9为穿戴跌倒监测报警鞋从正常行走状态到跌倒状态时压力监测部件的输出测试图；

图10为穿戴跌倒监测报警鞋从正常行走状态到停止行走状态时压力监测部件的输出测试图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。

图1为本实用新型提供的跌倒监测报警鞋实施例的功能结构框图。如图1所示，跌倒监测报警鞋包括：鞋本体110、至少一个压力监测部件120、信号处理分析模块130以及报警模块140。其中，至少一个压力监测部件120设置于鞋本体110上，用于将用户行走或跌倒时作用在至少一个压力监测部件120上的压力转换为对应的压力电信号；信号处理分析模块130设置于鞋本体110上，与至少一个压力监测部件120相连，用于对至少一个压力监测部件120输出的压力电信号进行预处理，并根据预处理后的电信号输出跌倒报警控制信号；报警模块140设置于鞋本体110上，与信号处理分析模块130相连，用于根据跌倒报警控制信号进行报警。

其中，鞋本体110可采用现有技术中的鞋体，如日常生活中穿着的布鞋、运动鞋等，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

其中，至少一个压力监测部件120可以设置于鞋本体110的底部和/或鞋面上；至少一个压力监测部件120的数量可以为一个也可以为多个，本领域技术人员可以根据实际需要选择至少一个压力监测部件120设置于鞋本体110上的位置和/或数量，此处不作限定。优选地，采用多个压力监测部件120分别设置于鞋本体110的不同位置处，以提高跌倒监测的准确度。当至少一个压力监测部件120设置于鞋面上时，其既可以设置在鞋面的夹层中，也可以设置在鞋面表面并采用保护膜进行覆盖。

在一种可选的实施方式中，压力监测部件120的数量为一个，该压力监测部件120设置于鞋本体110的底部。如图2所示，在鞋本体110的底部设置有一个压力监测部件q1，通过对压力监测部件q1的输出信号的处理和识别可以判断用户是否处于跌倒状态。

在一种可选的实施方式中，压力监测部件120的数量为多个，多个压力监测部件120以阵列的形式设置于鞋本体110的底部。如图3所示，鞋本体110的底部设置有9个压力监测部件，这9个压力监测部件分别为压力监测部件e1、压力监测部件e2、压力监测部件e3、压力监测部件f1、压力监测部件f2、压力监测部件f3、压力监测部件m1、压力监测部件m2、压力监测部件m3；其中，压力监测部件e1、压力监测部件e2和压力监测部件e3设置于鞋本体110的底部的后脚掌区域1101上；压力监测部件f1、压力监测部件f2和压力监测部件f3设置于鞋本体110的底部的前脚掌区域1103上；压力监测部件m1、压力监测部件m2和压力监测部件m3设置于鞋本体110的底部的中脚掌区域1102上。通过将9个压力监测部件以阵列的形式排列，能够提高跌倒监测的准确度，并且当部分压力监测部件损坏时，仍然有部分压力监测部件可以正常工作，提高跌倒监测的可靠性。在图3中，9个压力监测部件120以矩形阵列排列，但可选的排列方式并不局限于此，例如也可以采用菱形阵列、十字形阵列等，本领域技术人员可根据需要对排列方式进行选择，此处不作限定。

在一种可选的实施方式中，压力监测部件120的数量为多个，多个压力监测部件120设置于鞋本体110的前脚面区域、脚弓面区域和/或后脚面区域所对应的鞋面上。如图4所示，在鞋本体110的后脚面区域1104对应的鞋面上设置有压力监测部件b1；在鞋本体110的脚弓面区域1105对应的鞋面上设置有压力监测部件c1和压力监测部件c2，其中压力监测部件c1位于脚弓面区域1105对应的外脚面位置，压力监测部件c2位于脚弓面区域1105对应的内脚面位置；在鞋本体110的前脚面区域1106对应的鞋面上设置有压力监测部件h1。通过在鞋本体110的鞋面上设置多个压力监测部件120，当用户跌倒鞋面与地面接触时即会产生电信号输出，能够进一步提高跌倒监测的准确性。

在本实用新型提供的跌倒监测报警鞋中，每个压力监测部件120可包括至少一个摩擦式传感器、压电式传感器、基于摩擦发电压力感应电缆或基于压电发电压力感应电缆，当采用多个摩擦式传感器、压电式传感器、基于摩擦发电压力感应电缆或基于压电发电压力感应电缆时，多个摩擦式传感器、压电式传感器、基于摩擦发电压力感应电缆或基于压电发电压力感应电缆采用串联和/或者并联的方式连接，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

其中，压力监测部件120可以采用摩擦式传感器，摩擦式传感器可以采用现有技术中的摩擦发电机，例如：摩擦发电机可以为三层结构、四层结构、五层居间薄膜结构或者五层居间电极结构摩擦发电机，上述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，且上述摩擦发电机具有输出端；压力监测部件120也可以采用压电式传感器，压电式传感器可以为基于氧化锌、压电陶瓷、聚偏氟乙烯、多孔聚丙烯发电机和多孔聚四氟乙烯中的任一种。压力监测部件120又可以采用现有技术中的基于摩擦发电压力感应电缆和/或者基于压电发电压力感应电缆；压力监测部件120还可以采用现有技术中的压电与摩擦混合式传感器。本领域技术人员可以根据实际需要选择压力监测部件120的种类，此处不作限定。并且为了增加人体穿戴的舒适度，压力监测部件120优选采用柔性摩擦式传感器、压电式传感器、基于摩擦发电压力感应电缆或基于压电发电压力感应电缆。

可选地，为了避免外界环境中的电磁干扰影响压力监测部件120的正常工作，压力监测部件120优选采用外部设置有屏蔽层的摩擦式传感器、压电式传感器、基于摩擦发电压力感应电缆或基于压电发电压力感应电缆，从而保证压力监测部件120的正常工作。

可选地，为了避免如温度、湿度或灰尘等外界环境因素影响压力监测部件120的正常工作，压力监测部件120优选采用外部设置有保护层的摩擦式传感器、压电式传感器、基于摩擦发电压力感应电缆或基于压电发电压力感应电缆，从而保证压力监测部件120的正常工作。

信号处理分析模块130设置于鞋本体110上，与至少一个压力监测部件120相连，用于对至少一个压力监测部件输120出的压力电信号进行预处理，并根据预处理后的电信号输出跌倒报警控制信号。本领域技术人员可以根据需要选择信号处理分析模块130的设置位置，此处不作具体限定。优选地，信号处理分析模块130设置于鞋本体110的底部，具体地，信号处理分析模块130设置于鞋本体110的鞋底内的空腔中。

如图1所示，信号处理分析模块130包括信号预处理模块131、中央控制模块132和电源模块133。其中，信号预处理模块131与至少一个压力监测部件120相连，用于对至少一个压力监测部件120输出的压力电信号进行预处理；中央控制模块132与信号预处理模块131相连，用于接收经过预处理后的电信号，并根据经过预处理后的电信号判断用户是否处于跌倒状态，若用户处于跌倒状态，则输出跌倒报警控制信号；电源模块133与中央控制模块132相连，用于为中央控制模块132提供电能。

其中，信号预处理模块131包括一个或多个信号预处理电路，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。但是，应当注意的是，信号预处理电路的数量应与压力监测部件120的数量相同，且信号预处理电路与压力监测部件120一一对应相连。例如：若采用如图3所示的9个压力监测部件120监测用户在行走过程中的脚底的受力情况以判断用户是否处于跌倒状态，那么，信号预处理模块131应当包括9个信号预处理电路，且该9个信号预处理电路与图3所示的9个压力监测部件120一一对应相连。其它情况可以此类推，此处不再赘述。

如图5所示，信号预处理电路1310包括：整流电路1311、放大电路1312、滤波电路1313和模数转换电路1314。其中，整流电路1311与压力监测部件120相连，用于对压力监测部件120输出的压力电信号进行整流处理；放大电路1312与整流电路1311相连，用于对整流电路1311输出的经整流处理后的压力电信号进行放大处理；滤波电路1313与放大电路1312相连，用于滤除放大电路1312输出的压力电信号中的干扰杂波；模数转换电路1314与滤波电路1313相连，用于将滤波电路1313输出的模拟压力电信号转换为对应的数字压力电信号输出至中央控制模块132。应当注意的是，上述电路(即：整流电路1311、放大电路1312、滤波电路1313和模数转换电路1314)可以根据本领域技术人员的设计需要进行选择，此处不作限定。例如，若压力监测部件120输出的压力电信号无需进行整流处理，则可以省去整流电路1311。

可选地，中央控制模块132进一步用于：根据经过预处理后的电信号分析用户正常行走的起始和停止时刻以及根据该起始时刻之后接收到的经过预处理后的电信号是否满足预设条件来判断用户是否处于跌倒状态，若用户处于跌倒状态，则输出跌倒报警控制信号。

以压力监测部件的数量为一个，并设置于鞋本体120的底部为例，信号处理分析模块13o处于工作状态，且用户穿着该跌倒监测报警鞋，当中央控制模块132接收到信号预处理模块131输出的经预处理后的正向电信号或者负向电信号时，中央控制模块132作如下判断：

步骤s1：首先判断接收到的第一个电信号是否大于或等于第一预设阈值，若结果为否，则舍弃第一个电信号；继续判断第二个电信号是否大于或等于第一预设阈值，若结果为是，且在第一预设时间内接收到的第三个信号大于或者等于第二预设阈值，则第二个电信号和第三个电信号分别为有效正向电信号和有效负向电信号，即中央控制模块132接收到了一个有效脉冲对电信号(即一个有效正向电信号和一个有效负向电信号)，判断用户正常行走了一步，若结果为否，则以此类推，判断第三个电信号是否大于或等于第一预设阈值，并判断在第一预设时间内接收到的第四个信号的阈值是否大于或者等于第二预设阈值。中央控制模块132将第一个有效脉冲对电信号作为用户开始正常行走的起点，也就是起始监测点，即中央控制模块132在接收到第一个有效电信号后，并且在第一预设时间内接收到了第二个有效电信号，则判断用户正常行走了一步，否则正常行走的起点向后顺延。

步骤s2：在步骤s1判断得到第一个有效脉冲对电信号确定为用户正常行走的起始监测点的基础上，利用步骤s1的方法判断在第二预设时间内接收到的电信号是否为有效脉冲对电信号，若结果为是，则说明用户正常行走，若结果为否，则通过步骤s3判断用户是否为跌倒或者停止行走的状态；若未在第二预设时间内接收到下一个电信号，则直接通过步骤s3判断用户是否为跌倒或停止行走的状态。

步骤s3：在步骤s1和s2判定用户正常行走的基础上，若中央控制模块132接收到的下一个电信号的绝对值小于第三预设阈值，则判断用户处于跌倒状态，中央控制模块132输出跌倒报警控制信号；若中央控制模块132接收到一个大于或等于第一预设阈值的电信号且接收到的下一个电信号的绝对值小于第三预设阈值，则判断用户处于停止行走状态。

步骤s4：当中央控制模块132判断用户处于跌倒状态或停止行走状态后，中央控制模块132会重新确定用户开始正常行走的起始监测点，从而继续对用户的状态进行监测。

报警模块140设置于鞋本体110上，与信号处理分析模块130相连，用于根据信号处理分析模块130输出的跌倒报警控制信号进行报警。报警模块140可以为现有技术中通过声、光等形式发出报警信号的有关元件，其可以设置在鞋本体110的底部、鞋面或表面等部位，本领域技术人员可以根据需要对报警模块的类型和设置位置进行选择，此处不作具体限定。

可选地，信号处理分析模块130还可进一步包括接口模块(图中未示出)和/或者交互功能模块(图中未示出)；其中，接口模块与中央控制模块132相连，用于为中央控制模块132传输电能和/或者数据；交互功能模块与中央控制模块132相连，用于控制中央控制模块132的工作状态，如运行状态和停止状态。

其中，交互功能模块可采用以下方式控制中央控制模块132的工作状态：第一种方式：交互功能模块可向中央控制模块132发送用户交互指令，控制中央控制模块132的工作状态，其中，用户交互指令可包括开启指令、关闭指令、用户信息设置指令等指令；第二种方式：用户可通过交互功能模块控制电源模块133与中央控制模块132的通断来控制中央控制模块132是否工作。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。

可选地，接口模块选用普通usb接口、mini-usb接口等，但并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

此外，上述接口模块、交互功能模块可以根据本领域技术人员的设计需要进行选择，此处不作限定。例如，若不需要为中央控制模块132传输电能和/或者数据，则可省去接口模块；若不需要控制中央控制模块132的工作状态，则可省去交互功能模块。

进一步地，本实用新型提供的跌倒监测报警鞋还包括定位模块150和无线收发模块160。如图6所示，定位模块150与中央控制模块132相连，用于在用户跌倒时获得用户的位置信息；无线收发模块160与中央控制模块132相连，用于将用户跌倒时的位置信息和报警信息以无线的方式发送至终端设备。其中，定位模块可以采用gps定位模块、rfid定位模块、北斗定位模块中的一种或者几种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。通过设置定位模块150和无线收发模块160，可以在用户跌倒时及时获知其位置，并将位置信息和跌倒的报警信息发送到终端设备，便于通知救援人员及时对跌倒的用户实施救助。

在本实用新型提供的实施例中，鞋本体的底部是指鞋本体的鞋底或者鞋本体的底部的鞋垫上，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定。而信号处理分析模块130、报警模块140和无线收发模块160优选设置在鞋本体的鞋底内的空腔处。

图7为本实用新型提供的跌倒监测报警系统的功能结构框图。如图7所示，跌倒监测报警系统除了包括上述的跌倒监测报警鞋510外，还包括：终端设备520。终端设备520以无线通信的方式与跌倒监测报警鞋510的无线收发模块160相连，用于接收跌倒监测报警鞋510发送的报警信息并进行报警提醒，和/或发送用于控制中央控制模块132的控制指令。其中，终端设备520可以为手机、电脑等设备，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不作限定；控制指令可包括：用于开启中央控制模块132工作的开启指令和用于终止中央控制模块132工作的终止指令。

此外，当本实用新型提供的跌倒监测报警鞋510包括定位模块150时，则终端设备520还可从无线收发模块160接收到用户的位置信息，从而得知用户当前位置，以对跌倒用户及时进行救助。

为了使本领域技术人员更加清楚地了解本实用新型提供的跌倒监测报警鞋和跌倒监测报警系统的工作原理，下面参照图2和图6，以一个压力监测部件设置鞋本体的底部监测用户是否处于跌倒状态为例，对本实用新型提供的跌倒监测报警鞋和跌倒监测报警系统的工作原理进行详细的介绍。

步骤1：一个压力监测部件q1设置于鞋本体的底部，用户首先穿戴跌倒监测报警鞋510，若有交互功能模块，则可通过交互功能模块开启跌倒监测报警鞋，或者通过终端设备520发送的开启指令开启跌倒监测报警鞋。

步骤2：当用户行走时，压力监测部件q1会受到压力的作用，并将作用在压力监测部件q1上的压力转换为对应的正向电信号或者负向电信号输出至信号预处理模块131进行预处理。

步骤3：信号预处理模块131对接收到的电信号进行预处理后，会将正向电信号或者负向电信号输出至中央控制模块132，中央控制模块132在接收到正向电信号或者负向电信号后会进行如下判断：

(1)正常行走状态

q1011：中央控制模块132在接收到第一个电信号后，会判断第一个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若中央控制模块132接收到的第一个电信号小于第一预设阈值，则舍弃第一个电信号，继续判断第二个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若第二个电信号大于或者等于第一预设阈值，且在第一预设时间(如1s)内接收到的第三个电信号大于或者等于第二预设阈值，则第二个电信号和第三个电信号分别为有效正向电信号和有效负向电信号，即中央控制模块132接收到了一个有效脉冲对电信号(即一个有效正向电信号和一个有效负向电信号，如图8所示)，判断用户正常行走第一步。也就是说，中央控制模块132会将接收到的第一个有效脉冲对电信号作为用户开始正常行走的起始监测点。

q1012：中央控制模块132在接收到第一个电信号后，会判断第一个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若中央控制模块132接收到的第一个电信号小于第一预设阈值，则舍弃第一个电信号，继续判断第二个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若第二个电信号大于或者等于第一预设阈值，且未在第一预设时间(如1s)内接收到的第三个电信号，则舍弃第二个电信号，继续判断第三个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若第三个电信号大于或者等于第一预设阈值，且在第一预设时间(如1s)内接收到的第四个电信号大于或者等于第二预设阈值，说明第三个电信号和第四个电信号分别为有效正向电信号和有效负向电信号，即中央控制模块132接收到了一个有效脉冲对电信号，判断用户正常行走第一步。也就是说，中央控制模块132会将接收到的第一个有效脉冲对电信号作为用户开始正常行走的起始监测点。

q1013：中央控制模块132在接收到第一个电信号后，会判断第一个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若中央控制模块132接收到的第一个电信号小于第一预设阈值，则舍弃第一个电信号，继续判断第二个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若第二个电信号大于或者等于第一预设阈值，且在第一预设时间(如1s)内接收到的第三个电信号小于第二预设阈值，则舍弃第二个电信号和第三个电信号，继续判断第四个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若第四个电信号大于或者等于第一预设阈值，且在第一预设时间(如1s)内接收到的第五个电信号大于或者等于第二预设阈值，说明第四个电信号和第五个电信号分别为有效正向电信号和有效负向电信号，即中央控制模块132接收到了一个有效脉冲对电信号，判断用户正常行走第一步。也就是说，中央控制模块132会将接收到的第一个有效脉冲对电信号作为用户开始正常行走的起始监测点。

q1021：若中央控制模块132接收到的第一个电信号大于或者等于第一预设阈值，且在第一预设时间(如1s)内接收到第二个电信号大于或者等于第二预设阈值，说明第一个电信号和第二个电信号分别为有效正向电信号和有效负向电信号，中央控制模块132接收到了一个有效脉冲对电信号，判断用户正常行走第一步。也就是说，中央控制模块132会将接收到的第一个有效脉冲对电信号作为用户开始正常行走的起始监测点。

q1022：若中央控制模块132接收到的第一个电信号大于或者等于第一预设阈值，且未在第一预设时间(如1s)内接收到第二个电信号，则舍弃第一个电信号，继续判断第二个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若第二个电信号大于或者等于第一预设阈值，且在第一预设时间(如1s)内接收到的第三个电信号大于或者等于第二预设阈值，说明第二个电信号和第三个电信号分别为有效正向电信号和有效负向电信号，即中央控制模块132接收到了一个有效脉冲对电信号，判断用户正常行走第一步。也就是说，中央控制模块132会将接收到的第一个有效脉冲对电信号作为用户开始正常行走的起始监测点。

q1023：若中央控制模块132接收到的第一个电信号大于或者等于第一预设阈值，且在第一预设时间(如1s)内接收到的第二个电信号小于第二预设阈值，则舍弃第一个电信号和第二个电信号，继续判断第三个电信号是否大于或者等于第一预设阈值，若第三个电信号大于第一预设阈值，且在第一预设时间(如1s)内接收到的第四个电信号大于或者等于第二预设阈值，说明第三个电信号和第四个电信号分别为有效正向电信号和有效负向电信号，即中央控制模块132接收到了一个有效脉冲对电信号，判断用户正常行走第一步。也就是说，中央控制模块132会将接收到的第一个有效脉冲对电信号作为用户开始正常行走的起始监测点。

q103：在确定了起始监测点后，若在第二预设时间内接收到下一个电信号，则按照q1011、q1021的判断方法依次判断中央控制模块132在起始监测点后接收到的电信号是否为有效脉冲对电信号，若为有效脉冲对电信号，则说明用户正常行走，若不为有效脉冲对电信号，则再通过q104或者q105的判断方法判断是否为跌倒状态或者停止走路状态；若未在第二预设时间内接收到下一个电信号，则直接通过q104或者q105的判断方法判断是否为跌倒状态或者停止走路状态。应当理解的是，中央控制模块132会将接收到的第一个有效脉冲对电信号作为用户开始正常行走的起始监测点进行监测，中央控制模块132在监测过程中接收到的有效脉冲对电信号的数量为用户正常行走的步数。在图8中，压力监测部件q1输出了4个有效脉冲对电信号，这说明中央控制模块132会接收到4个有效脉冲对电信号，判断用户正常行走4步。

(2)跌倒状态

q104：在中央控制模块132采用q1011至q103的方法判断用户处于正常行走过程中后，若中央控制模块132接收到的下一个电信号的绝对值小于第三预设阈值，则判断用户处于跌倒状态，中央控制模块132生成跌倒报警控制信号。若包括定位模块150，中央控制模块132还会控制定位模块150根据用户当前位置，生成用户位置信息。具体地，如图9所示，压力监测部件q1输出了3个有效脉冲对电信号，且在后续无电信号(即电信号为o)输出，此时，中央控制模块132会接收到3个有效脉冲对电信号，且在第二预设时间后未接收到任何电信号(即中央控制模块132接收到的电信号为0)，那么，中央控制模块132会判断用户处于跌倒状态，生成跌倒报警控制信号，并控制定位模块150根据用户当前位置，生成用户位置信息。

(3)停止走路(静坐或者站立)状态

q105：在中央控制模块132采用q1011至q103的方法判断用户处于正常行走过程中后，若中央控制模块132接收到一个大于或者等于第一预设阈值的电信号且其接收到的下一个电信号的绝对值小于第三预设阈值，则判断用户处于停止走路状态。具体地，如图10所示，压力监测部件q1输出了3个有效脉冲对电信号，紧随其后又输出了一个大于或者等于第一预设阈值的正向电信号且后续未输出任何电信号，此时，中央控制模块132也会判断用户处于停止走路状态。

q106：在中央控制模块132判断出用户处于跌倒状态或者停止走路状态后，中央控制模块132会重新确定用户开始正常行走的起始监测点，从而继续判断用户当前状态。

步骤4：经过步骤3判断用户处于跌倒状态时，中央控制模块132会控制定位模块150生成用户的位置信息，并控制无线收发模块160将用户的位置信息和跌倒报警信息发送至终端设备，从而告知用户的监护人等相关人员用户的跌倒位置进行及时救助，同时，中央控制模块132也会控制报警模块140通过声光等方式报警，提醒附近人员进行救助。

在本实用新型的一些实施例中，压力监测部件可以同时设置于鞋本体的底部和鞋面上，具体设置方式如图2和图4所示，在该实施例中，判断用户正常行走状态、跌倒状态和停止行走状态的方法与前述实施例相同，此处不再赘述。其不同点在于，本实施例中，由于在鞋本体的表面上设置了4个压力监测部件，因此，其还能够对用户跌倒方向进行判断，具体地的方法如下所述：

在中央控制模块132判断用户处于跌倒状态后，若中央控制模块132接收到压力监测部件h1输出的电信号，则判断用户向前跌倒；若接收到压力监测部件c1输出的电信号，则判断用户向右侧跌倒；若接收到压力监测部件c2输出的电信号，则判断用户向左侧跌倒；若接收到压力监测部件b1输出的电信号，则判断用户向后跌倒。

应当注意的是，在上述各个实施例中提到的第一预设时间、第二预设时间、第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值，本领域技术人员可以根据实际需要选择任意值或者区间范围，此处不作限定。

此外，应当理解的是，对于在鞋本体的底部设置多个压力监测部件120的实施例，其每个压力监测部件120的判断方法都与实施例一相同，在每个压力监测部件120都判断出结果后，中央控制模块132会采用多数服从少数的判断原则确定判断结果。例如：设置9个压力监测部件，若中央控制模块132得到8个压力监测部件判断用户处于跌倒状态，1个压力监测部件判断用户处于正常行走状态，那么，中央控制模块132会判断用户处于跌倒状态。当然，本领域技术人员还可以采用其他判断方法，此处不作限定。

应当注意的是，在信号处理分析模块130中的中央控制模块132判断正向电信号或负向电信号时，本领域技术人员可以采用现有技术中的任一种硬件电路进行判断，此处不作限定。例如：可将至少一个压力监测部件120的输出端分别对应与两个比较电路的输入端相连，其中的一路比较电路的输出端与中央处理芯片的一个输入/输出端口相连，另一路比较电路的输出端与整流电路的输入相连，而整流电路的输出端与中央处理芯片的另一个输入/输出端口相连，这样，第一路比较电路可用于判断正向电信号，第二路比较电路和整流电路可用于判断负向电信号。

本实用新型提供的跌倒监测报警鞋及应用其的系统，通过在鞋本体的底部和/或鞋面上设置至少一个压力监测部件将用户行走或跌倒时作用在压力监测部件上的压力转换为对应的压力电信号，信号处理分析模块对压力电信号进行处理从而判断用户是处于行走状态、跌倒状态还是静坐等停止状态，当用户处于跌倒状态时，及时进行报警，并将用户的报警信息和位置信息通过无线通信的方式发送至终端设备。如此不仅使用户跌倒后能够及时获得救助，并且通过设置多个压力监测部件还能够进一步提高跌倒监测的准确性和可靠性。同时，本实用新型提供的跌倒监测报警鞋及应用其的系统质量轻，穿戴方便，并且具有结构及制作工艺简单，成本低廉，适合大规模工业化生产的优点。

本实用新型中所提到的各种模块、电路均为由硬件实现的电路，例如，中央控制模块可以包括微控制器或微控制芯片，滤波电路可包括比较电路，模数转换电路可包括模数转换器等。虽然其中某些模块、电路集成了软件，但本实用新型所要保护的是集成软件对应的功能的硬件电路，而不仅仅是软件本身。

本领域技术人员应该理解，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。