一种基于极限学习机的老年人活动监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种老年人活动监测装置，尤其涉及一种基于极限学习机的老年人活动监测装置。
【背景技术】
[0002]目前，我国是世界上老年人口最多的国家之一。由于我国的独生子女制度，使得城市的家庭结构由原来的几世同堂的大家庭结构转变为现在独立的小家庭模式。老年人思想观念的转变也促使现代老年人日益倾向于不依赖子女而独立生活。然而在独立生活中，随着身体各个组织器官机能的老化，老年人在健康和安全方面存在的问题引起了社会的广泛关注。随着我国人口老龄化的快速发展，老年人的行为监测和健康生活成为了摆在我国城市化建设面前最为紧迫的问题。因此，设计一种能够对老年人的日常活动进行监测统计，并针对监测过程中出现的危险情况(例如病理性跌倒)进行智能判断和报警，从而为使用者提供专业的医疗方案和救助措施的老年人活动监测装置，具有重要的社会意义和广泛的市场前景。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种基于极限学习机的老年人活动监测装置，该装置针对老年人的行为特征，利用GPS和RFID进行室内外的联合定位，并记录老年人的活动轨迹，利用温度传感器、光电心率传感器和六轴陀螺仪+加速度传感器采集老年人的生理和姿态数据，并利用极限学习机技术对采集的数据进行分析记录和报警，能够满足对老年人日常活动监测的自动化和智能化需求。
[0004]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]一种基于极限学习机的老年人活动监测装置，其特征在于:该装置包括微处理器ARM,GPS模块、RFID模块、2G/3G通信模块、电源模块、温度传感器、光电心率传感器、六轴陀螺仪+加速度传感器、I/O接口、触摸屏、SPI接口、极限学习机活动监测模块、样本存储器和参数存储器；其中微处理器ARM直接与GPS模块、RFID模块、2G/3G通信模块、电源模块、温度传感器、光电心率传感器和六轴陀螺仪+加速度传感器相连，通过I/O接口与触摸屏相连，通过SPI接口与极限学习机活动监测模块相连，极限学习机活动监测模块与样本存储器和参数存储器相连。
[0006]本实用新型的有益效果在于:该基于极限学习机的老年人活动监测装置结构简单、操作便捷，成本低廉，佩戴方便，能够采用多种方法实现准确定位，使用多传感器信息实现对老年人生理和姿态数据的采集，并使用极限学习机对采集的数据进行实时智能判断，具有较高的自动化和智能化的特点。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型基于极限学习机的老年人活动监测装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，基于极限学习机的老年人活动监测装置由微处理器ARM、GPS模块、RFID模块、2G/3G通信模块、电源模块、温度传感器、光电心率传感器、六轴陀螺仪+加速度传感器、I/o接口、触摸屏、SPI接口、极限学习机活动监测模块、样本存储器和参数存储器组成；其中微处理器ARM直接与GPS模块、RFID模块、2G/3G通信模块、电源模块、温度传感器、光电心率传感器和六轴陀螺仪+加速度传感器相连，通过I/O接口与触摸屏相连，通过SPI接口与极限学习机活动监测模块相连，极限学习机活动监测模块与样本存储器和参数存储器相连。
[0009]该装置主要包含定位、行为识别和危险报警三大功能。在定位功能中，微处理器ARM通过GPS模块实现室外定位，通过RFID模块实现在特定环境下的室内定位(一般是安装了 RFID模块的养老院、老年公寓或个人住宅中)，通过六轴陀螺仪+加速度传感器计算加速度、方向和时间结合GPS模块的数据实现在其它环境下的室内定位。以上三种方式的结合可以实现在任何环境下的老年人定位服务，防止老年人迷路和丢失。行为识别和危险报警功能需用到极限学习机活动监测模块，极限学习机是最新的人工智能识别算法之一，在本装置中采用FPGA实现。极限学习机活动监测模块读取样本存储器中存储的典型样本数据进行学习，并将学习后的参数存储在参数存储器中。在行为识别功能中，微处理器ARM将温度传感器、光电心率传感器和六轴陀螺仪+加速度传感器采集的老年人生理和姿态数据送入极限学习机活动监测模块进行智能识别，判断老年人目前的行为(例如睡眠、行走、坐下休息、吃饭和锻炼等)及时间并进行记录和统计，为进一步进行健康管理提供依据。在危险报警功能中，当六轴陀螺仪+加速度传感器采集的老年人姿态数据达到设定的阈值时，微处理器ARM通过SPI接口控制极限学习机活动监测模块开始进行智能危险识别，结合此时的体温数据和心率数据判断当前老年人是否发生病理性跌倒，如果是，则通过2G/3G通信模块向特定手机发送警报。微处理器ARM还可通过I/O接口和触摸屏与使用者进行简单的人机交互。
【主权项】
1.一种基于极限学习机的老年人活动监测装置，其特征在于:该装置包括微处理器ARM,GPS模块、RFID模块、2G/3G通信模块、电源模块、温度传感器、光电心率传感器、六轴陀螺仪+加速度传感器、I/O接口、触摸屏、SPI接口、极限学习机活动监测模块、样本存储器和参数存储器；其中微处理器ARM直接与GPS模块、RFID模块、2G/3G通信模块、电源模块、温度传感器、光电心率传感器和六轴陀螺仪+加速度传感器相连，通过I/O接口与触摸屏相连，通过SPI接口与极限学习机活动监测模块相连，极限学习机活动监测模块与样本存储器和参数存储器相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于极限学习机的老年人活动监测装置，该装置由微处理器ARM、GPS模块、RFID模块、2G/3G通信模块、电源模块、温度传感器、光电心率传感器、六轴陀螺仪+加速度传感器、I/O接口、触摸屏、SPI接口、极限学习机活动监测模块、样本存储器和参数存储器组成。本实用新型装置结构简单、操作便捷，成本低廉，佩戴方便，能够采用多种方法实现准确定位，使用多传感器信息实现对老年人生理和姿态数据的采集，并使用极限学习机对采集的数据进行实时智能判断，具有较高的自动化和智能化的特点。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204925731
【申请号】CN201520693465
【发明人】江沸菠, 董莉, 薛开伍, 孙文启, 唐权
【申请人】湖南师范大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月9日