一种面向摔倒的纽扣型可穿戴式监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种面向摔倒的纽扣型可穿戴式监测装置，属于医疗设备技术领域。

背景技术：

据资料显示老人摔倒占意外伤害的一半左右，而意外伤害死亡排在心脑血管疾病、肿瘤疾病、呼吸道疾病之后，位列第四。每年由于摔倒造成的骨折、扭伤等住院数据的比例占全部的35%，这当中大部分是老人的比例高达64.5%。并且每年约31%的老年人跌倒一次或多次，而且摔倒的概率随着年龄递增，4%~16%的摔倒会造成脑部损伤、软组织损伤、骨折和脱臼等伤害。每年造成的社会代价高达160~800亿人民币。跌倒严重威胁着老年人的身心健康、日常生活以及独立生活能力，也增加了家庭和社会的负担。老人的跌倒的发生并不是一种意外，而是存在潜在的危险因素，因而可靠的监测对预防摔倒发挥着至关重要的作用，能够对老年人摔倒动作做出准确判断，当检测到异常摔倒情况时，可立即通知家人以或医护人员，从而避免摔倒产生的严重后果。研究结果显示，摔倒监测装置可大大降低老年人摔倒的可能性。

无线体域传感网（wireless body area sensor network，WBAN）作为无线传感器的一个分支，是人体上的生理参数收集传感器或移植到人体内的生物传感器共同形成的一个无线网络，这些传感器节点能够采集身体重要的生理信号，例如温度（Temperature）、血糖(Blood Glucose)、血压(Blood Pressure)、心电（Electrocardiogram, ECG）、心率(Heart Rate, HR)等，此外无线体感网还能采集人体活动动作信号以及人体所在环境信息，并对这些信号进行处理传输到身体外部附近的本地基站。

目前国内外对识别摔倒行为的方法有很多种，根据获得的信息类型以及来源不同，摔倒行为识别的方法主要分为以下两类：一是用户自行报警装置，前提是老人在摔倒后还能保持头脑清醒，这种设备一般类似于手表之类的物品，只要与之匹配一个基站，即可以完成摔倒信号的传输。功能单一，因而价格也比较低廉。只要老人摔倒后按下按钮，即可以把摔倒信号传给医疗报警系统，随即就可以通知医护人员或者家人，从而降低了老人摔倒后受伤的危险。例如飞利浦个人急救报警系统中的手表式按钮。尽管此设备在一定程度上发挥了作用，但是也不可避免的显示了它的局限性：假如老人在摔倒后失去了行动能力或者失去知觉，那么就可能无法求救。二是基于视觉信息的摔倒检测系统。此系统在实际应用的过程当中，要放置在老人可能摔倒的任何地方，比如家里，超市等公共场所。它用到的主要方法就是视频来监控人体的活动，通过捕捉人体的姿态来判断摔倒行为的发生。此系统的优点就是老人不需要穿戴任何的设备，不影响老人的正常生活。但是它的局限性在于作用的范围较小，很难做到大范围的监控老人的活动，同时也涉及到了个人隐私问题，并且只能在老人摔倒后发出报警信息，并不能提前预测摔倒行为。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种面向摔倒的纽扣型可穿戴式监测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种面向摔倒的纽扣型可穿戴式监测装置，其特征是，包括纽扣型壳体和便携式终端，所述壳体包括软连接的下半壳和上半壳，壳体的空腔中设置有监测装置和无线通讯模块；

所述监测装置包括微处理器和人体运动信息采集模块，人体运动采集采集模块的输出端连接微处理器，微处理器通过无线通讯模块与便携式终端通信，便携式终端还连接有GPS定位模块和GSM短信通知模块。

进一步的，人体运动信息采集模块包括运动传感器MPU6050。

进一步的，还包括报警模块，所述报警模块连接便携式终端，所述报警模块为声音报警器。

进一步的，无线通讯模块为蓝牙4.0通讯方式，采用nRF51822蓝牙芯片。

进一步的，还包括电源模块，电源模块提供工作电源至微处理器，电源模块采用纽扣电池。

进一步的，还包括电量提示模块，电量提示模块连接电源模块，所述电量提示模块为LED灯，用于指示电源模块的电量，所述LED灯设置在上半壳的壳壁上。

进一步的，还包括夹子式壳托，所述壳托上设置有容纳壳体的凹槽。

进一步的，还包括腕带，所述腕带上设置有容纳壳体的凹槽。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：用户随身携带此纽扣型监测装置和便携式终端，监测装置及时将用户的姿态信号通过无线通讯模块发送至便携式终端，便携式终端即可判断用户是否摔倒，摔倒判断为摔倒时，将便携式终端将判断结果在显示屏中显示出来，并利用GPS定位模块对用户的位置信息进行采集，将摔倒信息和摔倒者的位置信息及时通过GSM网络告知医院、家庭以获得及时的救助；本实用新型结构简单、功耗低、成本低，利于推广。

附图说明

图1是本实用新型纽扣型可穿戴式监测装置的原理框图；

图2是本实用新型纽扣型可穿戴式监测装置的流程图；

图3是本实用新型一种实施例夹子式壳托的结构示意图。

附图标记：1、壳体；2、夹子式壳托。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

为了实现以及实时稳定的监测用户是否摔倒且不影响被监测者日常生活的前提下，我们提供一种纽扣型可穿戴式检测装置，只需将此装置穿戴在身上即可实时监测。如图1至图2所示，本实用新型的一种面向摔倒的纽扣型可穿戴式监测装置，其特征是，包括纽扣型壳体和便携式终端，所述壳体包括软连接的下半壳和上半壳，壳体的空腔中设置有监测装置和无线通讯模块；

所述监测装置包括微处理器和人体运动信息采集模块，人体运动信息采集模块的输出端连接微处理器，微处理器通过无线通讯模块与便携式终端通信，便携式终端还连接有GPS定位模块和GSM短信通知模块。人体运动信息采集模块包括6轴运动传感器MPU6050，其内嵌有三轴加速度计、三轴陀螺仪，三轴加速度获得人体姿态的加速度信息，陀螺仪获得姿态角变化，微处理器采用现有技术中低功耗的单片机，便携式终端可采用智能手机或平板电脑的Android设备。

本实用新型的工作原理为，利用嵌有三轴加速度计、三轴陀螺仪的MPU6050芯片，对被监测者的躯体姿态信号进行采集，微处理器将姿态信号通过无线通讯模块发送至便携式终端，便携式终端设定了老人摔倒过程以及日常行为活动的上躯体运动合加速度阈值及偏离人体正常竖直方向的合偏转角阈值，摔倒检测判别分为两步，首先对加速度数据进行分析，如果超过阈值，则判断加速度超过阈值前2.5秒的偏转角，如果偏转角也超过阈值，则判断为摔倒，当判断为摔倒时，便携式终端将判断结果在显示屏中显示出来，并利用GPS定位模块对被检测者的位置信息进行采集，将摔倒信息和摔倒者的位置信息及时通过GSM网络告知医院、家庭以获得及时的救助，并将用户的姿态信息通过可以通过GPRS网络、3G网络、Internet网络等进一步地发送至医院数据库中，可以建立个人的医疗档案，为医生的诊断和治疗提供重要的辅助信息。

作为本实用新型的优选实施例，还包括报警模块，所述报警模块连接便携式终端，所述报警模块为声音报警器。便携式终端判断出被监测者摔倒时，可发出声音报警，以获取旁边行人的注意和帮助。

进一步的，无线通讯模块为蓝牙4.0通讯方式，微处理器采用nRF51822控制芯片，带有蓝牙4.0通讯功能，有效的解决了传统蓝牙功耗大的问题。采用nRF51822芯片，发送2.4GHz蓝牙信号，性能高、功耗低、成本低，其中MPU6050通过I2C总线方式与nRF51822进行通信。

进一步的，还包括电源模块，电源模块提供工作电源至微处理器，电源模块采用纽扣电池。将对采集信号的分析部分放置在便携式终端中处理，可以降低监测装置的功耗，监测装置极低的运行和待机功耗可以使一粒纽扣电池连续工作数月之久。

进一步的，还包括电量提示模块，电量提示模块连接电源模块，所述电量提示模块为LED灯，用于指示电源模块的电量，所述LED灯设置在上半壳的壳壁上。当纽扣电池有电能正常工作时，LED灯亮，当纽扣电池没电时，LED灯不亮，以便提醒人们进行及时更换电池，LED灯结构简单，功耗低，成本低。

壳体为开合式的下半壳和上半壳组成，便于打开上半壳进行更换纽扣电池或对内部的监测装置进行维修。进一步的，如图3所示，还包括夹子式壳托2，所述壳托2上设置有容纳壳体1的凹槽。将纽扣型壳体1放置在夹子式壳托2的凹槽内，将夹子式壳托2夹在裤子口袋处或衣服其他地方，即可实现监测，采用夹子式壳托方便人们穿戴。

进一步的，还包括腕带，所述腕带上设置有容纳壳体的凹槽。将纽扣型壳体放置在腕带的凹槽内，将腕带佩戴在手腕上，即可实现监测，采用腕带方便人们佩戴。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。