专利名称：人体跌倒检测报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于人体跌倒检测技术领域，尤其是涉及一种人体跌倒检测报警器。
背景技术：
现有的人体跌倒检测装置可分为以下三类基于视频的人体跌倒检测装置、基于声学的人体跌倒检测装置和基于穿戴式传感器的人体跌倒检测装置。其中，基于视频的人体跌倒检测装置是在一定的监控区域内安装摄像头，拍摄人体活动的画面，再通过图像处理方法检测是否有跌倒发生。基于声学的人体跌倒检测装置通过分析跌倒时的音频信号来检测是否有跌倒发生。而基于穿戴式传感器的人体跌倒检测装置是通过穿戴相应的检测设备对人体的活动状态进行检测，并对应判断是否有跌倒发生。但是，实际使用过程中，现有的基于穿戴式传感器的人体跌倒检测装置大多存在体积较大、穿戴不便、产品功能较少、通信网络多为局域网、无远程无线通信功能等多种缺陷和不足。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种人体跌倒检测报警器，其结构简单、体积小、携带方便且使用操作简便、使用效果好、具有无线通讯功能，能有效解决现有基于穿戴式传感器的人体跌倒检测装置存在的体积较大、穿戴不便、功能较少、无远程无线通信功能等缺陷和不足。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种人体跌倒检测报警器， 其特征在于包括外部壳体、对被检测对象的身体姿态进行实时检测的传感器模块、对传感器模块所检测信息进行分析并根据分析结果对被检测对象是否发生跌倒进行判断的数据处理模块、与数据处理模块相接的无线通信模块以及分别为传感器模块、数据处理模块和无线通信模块进行供电的电源模块，所述传感器模块为三轴加速度传感器，所述传感器模块、数据处理模块、无线通信模块和电源模块均安装在所述外部壳体内，所述传感器模块接数据处理模块，所述电源模块分别与传感器模块、数据处理模块和无线通信模块相接。上述人体跌倒检测报警器，其特征是所述外部壳体包括立方体壳体和安装在所述立方体壳体上的插装件。上述人体跌倒检测报警器，其特征是所述无线通信模块为GSM无线通信模块。上述人体跌倒检测报警器，其特征是所述数据处理模块包括数据处理器以及分别与数据处理器相接的报警提示单元和取消报警电路。上述人体跌倒检测报警器，其特征是所述数据处理器为单片机MSP430F247。上述人体跌倒检测报警器，其特征是所述三轴加速度传感器的三个信号输出端分别与单片机MSP430F 247的P6. 1/A1管脚、P 6. 2/A2管脚和P6. 3/A 3管脚相接，单片机 MSP430F247 的 P5. 2/UCB1S0MI/UCBISCL 管脚、P 3. 7/UCA1RXD/UCA1S0MI 管脚和 P 3. 6/ UCAITaVUCAISIMO管脚分别与所述GSM无线通信模块的PWRKEY管脚、T)(D管脚和RXD管脚相接。[0010]上述人体跌倒检测报警器，其特征是所述数据处理模块还包括运算放大器U7B、 运算放大器U8A和运算放大器U8B，所述三轴加速度传感器的三个信号输出端分别经运算放大器U7B、运算放大器U8A和运算放大器U8B后与单片机MSP430F247的P6. 1/A1管脚、 P 6. 2/A2管脚和P6. 3/A 3管脚相接；所述报警提示单元包括蜂鸣器报警电路和指示灯提示电路；所述蜂鸣器报警电路包括蜂鸣器LS 1、电阻R5、电阻R8和场效应管Q 3，单片机 MSP430F247的P 3. 3/UCB0CLK/UCA0STE管脚经电阻R5后与场效应管Q 3栅极相接，场效应管Q 3的栅极经电阻R8后接地且其源极接地，场效应管Q 3的漏极与蜂鸣器LS 1相接；所述指示灯提示电路包括LED发光二极管D2，单片机MSP430F247的P3. 2/UCB0S0MI/UCA0SCL 管脚与LED发光二极管D2的阴极相接，且LED发光二极管D2的阳极经电阻R4后与AVCC 电源端相接。上述人体跌倒检测报警器，其特征是所述三轴加速度传感器为加速度传感器 ADXL 325ο上述人体跌倒检测报警器，其特征是所述电源模块包括供电电池和与所述供电电池相接的DC/DC电源转换模块，所述供电电池通过所述DC/DC电源转换模块分别与传感器模块、数据处理模块和无线通信模块相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、结构简单、设计合理、体积小且外形美观，携带及佩戴方便。2、采用GSM无线通信模块对报警信息进行同步传输，因而其通信方式上采用GSM 网络，利用短信来实现跌倒报警，由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，因而本实用新型具有网络能力强、双向数据传输功能、性能稳定可靠、费用低廉等优点。3、使用操作简便、成本低且使用效果好，是一款电池供电、功能全面且具有无线通讯功能的人体跌倒检测报警器。实际使用时，本实用新型通过测量佩戴该仪器的个体运动过程中三个正交方向上的加速度矢量信号来感知其身体姿态的变化，并配合现有的GSM网络，利用短信来实现跌倒报警，因而能实现智能监测目的。4、适用范围广，可广泛应用于家庭、医院等领域并进行有效的人体跌倒监测及报警，主要适用于自理能力和自我保护能力比较差的老年人和儿童。综上所述，本实用新型结构简单、体积小、携带方便且使用操作简便、使用效果好、 具有无线通讯功能，能有效解决现有基于穿戴式传感器的人体跌倒检测装置存在的体积较大、穿戴不便、功能较少、无远程无线通信功能等多种缺陷和不足。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。图2为本实用新型数据处理模块的电路原理框图。图3为本实用新型数据处理模块的电路原理图。图4为本实用新型外部壳体的结构示意图。图5为图4的左视图。附图标记说明1-传感器模块； 2-数据处理模块；2-1-数据处理器；
4[0027]2-2-报警提示单元；2-3-取消报警电路；3_无线通信模块；4-电源模块； 5-立方体壳体； 6-插装件。
具体实施方式
如图1、图4及图5所示，本实用新型包括外部壳体、对被检测对象的身体姿态进行实时检测的传感器模块1、对传感器模块1所检测信息进行分析并根据分析结果对被检测对象是否发生跌倒进行判断的数据处理模块2、与数据处理模块2相接的无线通信模块3 以及分别为传感器模块1、数据处理模块2和无线通信模块3进行供电的电源模块4，所述传感器模块1为三轴加速度传感器，所述传感器模块1、数据处理模块2、无线通信模块3和电源模块4均安装在所述外部壳体内，所述传感器模块1接数据处理模块2，所述电源模块 4分别与传感器模块1、数据处理模块2和无线通信模块3相接。本实施例中，所述外部壳体包括立方体壳体5和安装在所述立方体壳体5上的插装件6。实际使用过程中，通过插装件6可以简单、方便地将本实用新型佩戴在被检测对象身体上。本实施例中，所述无线通信模块3为GSM无线通信模块。实际使用过程中，也可以选用其它类型的无线通信模块。结合图2和图3，所述数据处理模块2包括数据处理器2-1以及分别与数据处理器 2-1相接的报警提示单元2-2和取消报警电路2-3。本实施例中，所述数据处理器2-1为单片机MSP430F 2470所述GSM无线通信模块具体为SIM900无线通信模块。实际接线时，所述三轴加速度传感器的三个信号输出端分别与单片机MSP430F247 的P6. 1/A1管脚、P6. 2/A2管脚和P6. 3/A 3管脚相接，单片机MSP430F247的P5. 2/ UCB1S0MI/UCBISCL 管脚、P 3. 7/UCA1RXD/UCA1S0MI 管脚和 P 3. 6/UCA1TXD/UCA1SIM0 管脚分别与所述GSM无线通信模块的PWRKEY管脚、T)(D管脚和RXD管脚相接。同时，所述数据处理模块2还包括运算放大器U7B、运算放大器U8A和运算放大器 U8B,所述三轴加速度传感器的三个信号输出端分别经运算放大器U7B、运算放大器U8A和运算放大器U8B后与单片机MSP430F247的P 6. 1/A1管脚、P6. 2/A2管脚和P6. 3/A 3管脚相接。本实施例中，所述三轴加速度传感器为加速度传感器ADXL 325。加速度传感器 ADXL 325的XOUT输出端与运算放大器U7B的正相输入端相接，运算放大器U7B的正相输出端经电容C 10后接地且运算放大器U7B的反相输入端与其输出端相接，运算放大器U7B 的输出端经电阻R20后与单片机MSP430F247的P 6. 1/A1管脚相接。加速度传感器ADXL 325的YOUT输出端与运算放大器U8A的正相输入端相接，运算放大器U8A的反相输出端经电容C 11后接地且运算放大器U8A的反相输入端与其输出端相接，运算放大器U8A的输出端经电阻R21后与单片机MSP430F247的P 6. 2/A2管脚相接；运算放大器U8A的电源端与 AVCC电源端相接且运算放大器U8A的电源端经电容C12后接地。加速度传感器ADXL325的 ZOUT输出端与运算放大器U8B的正相输入端相接，运算放大器U8B的正相输出端经电容C9 后接地且运算放大器U8B的反相输入端与其输出端相接，运算放大器U7B的输出端经电阻 R17后与单片机MSP430F 247的P6. 3/A 3管脚相接。本实施例中，所述报警提示单2-2包括蜂鸣器报警电路和指示灯提示电路。所述蜂鸣器报警电路包括蜂鸣器LS 1、电阻R5、电阻R8和场效应管Q3，单片机MSP430F247的 P3. 3/UCB 0CLK/UCA0STE管脚经电阻R5后与场效应管Q 3栅极相接，场效应管Q 3的栅极经电阻R8后接地且其源极接地，场效应管Q 3的漏极与蜂鸣器LS 1相接；所述指示灯提示电路包括LED发光二极管D2，单片机MSP430F 247的P 3. 2/UCB 0S0MI/UCA0SCL管脚与LED 发光二极管D2的阴极相接，LED发光二极管D2的阳极经电阻R4后与AVCC电源端相接。所述取消报警电路2-3为按键K1，单片机MSP430F247的P5. 4/MCLK管脚经按键Kl后接地。所述电源模块4包括供电电池和与所述供电电池相接的DC/DC电源转换模块，所述供电电池通过所述DC/DC电源转换模块分别与传感器模块1、数据处理模块2和无线通信模块3相接。所述DC/DC电源转换模块的两个输出端分别为AVCC输出端和AGND输出端， 通过所述DC/DC电源转换模块将所述供电电池的电池电压转换为传感器模块1、数据处理模块2和无线通信模块3所需的AVCC电压。另外，所述数据处理模块2还包括与单片机MSP430F247相接的程序下载端JTAG ； 单片机MSP430F 247的TCK管脚、TMS管脚、TDI/TCLK管脚和TD0/TDI管脚分别与程序下载端JTAG的TCK管脚、TMS管脚、TDI管脚和TDO管脚相接，单片机MSP430F 247的RST/NMI 管脚与程序下载端口 JTAG的RST管脚相接，程序下载端JTAG的VCC管脚与AVCC电源端相接，且程序下载端JTAG的VCC管脚经电容C23后接地。实际使用过程中，传感器模块1对被检测对象的身体姿态进行实时检测，具体是对被检测对象运动过程中三个正交方向上的加速度矢量进行实时检测，并将检测结果同步上传至数据处理模块2 ；检测结果上传过程中，运算放大器U7B、运算放大器U8A和运算放大器U8B将传感器模块1输出的三路信号均转换为单片机MSP430F 247能接收的信号并直接送入单片机MSP430F247 ；单片机MSP430F247对传感器模块1所检测数据进行分析，并根据分析结果判断被检测对象的身体姿态，且根据判断结果控制报警及报警信息的发布；无线通信模块3将报警信息同步进行发布。实际使用过程中，取消报警电路2-3用于取消报警提示单元2-2中蜂鸣器报警电路的报警状态；所述蜂鸣器报警电路由单片机MSP430F 247 进行控制，在单片机MSP430F 247判断得出被检测对象发生跌倒且取消报警电路2_3未取消报警时进行报警；报警提示单元2-2中的指示灯提示电路对供电电池的供电量进行不足提示，具体是当供电电池的电量不足时，通过指示灯提示电路为用户作出电量不足指示。单片机MSP430F247对传感器模块1所检测数据进行采集、分析及判断，当单片机MSP430F 247 判断得出跌倒状态发生时，单片机MSP430F247通过控制蜂鸣器报警电路发出15秒的提示音，报警过程中，可通过触动按键Kl取消报警。在未取消报警的情况下，单片机MSP430F247 通过无线通信模块3对外发出报警短信。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种人体跌倒检测报警器，其特征在于包括外部壳体、对被检测对象的身体姿态进行实时检测的传感器模块(1)、对传感器模块(1)所检测信息进行分析并根据分析结果对被检测对象是否发生跌倒进行判断的数据处理模块O)、与数据处理模块( 相接的无线通信模块( 以及分别为传感器模块(1)、数据处理模块( 和无线通信模块( 进行供电的电源模块G)，所述传感器模块(1)为三轴加速度传感器，所述传感器模块(1)、数据处理模块O)、无线通信模块C3)和电源模块(4)均安装在所述外部壳体内，所述传感器模块 (1)接数据处理模块O)，所述电源模块(4)分别与传感器模块(1)、数据处理模块( 和无线通信模块(3)相接。
2.按照权利要求1所述的人体跌倒检测报警器，其特征在于所述外部壳体包括立方体壳体( 和安装在所述立方体壳体( 上的插装件(6)。
3.按照权利要求1或2所述的人体跌倒检测报警器，其特征在于所述无线通信模块 ⑶为GSM线通信模块。
4.按照权利要求3所述的人体跌倒检测报警器，其特征在于所述数据处理模块(2) 包括数据处理器以及分别与数据处理器(2-1)相接的报警提示单元(2- 和取消报警电路0-3)。
5.按照权利要求4所述的人体跌倒检测报警器，其特征在于所述数据处理器(2-1) 为单片机MSP430FM7。
6.按照权利要求5所述的人体跌倒检测报警器，其特征在于所述三轴加速度传感器的三个信号输出端分别与单片机MSP430F 247的P 6. 1/A1管脚、P6. 2/A2管脚和P6. 3/A 3 管脚相接，单片机 MSP430FM7 的 P5. 2/UCB1S0MI/UCBISCL 管脚、P3. 7/UCA1RXD/UCA1S0MI 管脚和P 3. 6/UCA1TXD/UCA1S IMO管脚分别与所述GSM无线通信模块的PWRKEY管脚、TXD 管脚和RXD管脚相接。
7.按照权利要求6所述的人体跌倒检测报警器，其特征在于所述数据处理模块(2) 还包括运算放大器U7B、运算放大器U8A和运算放大器U8B，所述三轴加速度传感器的三个信号输出端分别经运算放大器U7B、运算放大器U8A和运算放大器U8B后与单片机MSP430F 247的P6. 1/A1管脚、P6. 2/A2管脚和P6. 3/A3管脚相接；所述报警提示单元(2- 包括蜂鸣器报警电路和指示灯提示电路；所述蜂鸣器报警电路包括蜂鸣器LSl、电阻R5、电阻R8和场效应管Q 3，单片机MSP430F247的P 3. 3/UCBOCLK/UCA OSTE管脚经电阻R5后与场效应管Q 3栅极相接，场效应管Q 3的栅极经电阻R8后接地且其源极接地，场效应管Q 3的漏极与蜂鸣器LS 1相接；所述指示灯提示电路包括LED发光二极管D2，单片机MSP430F247的 P 3. 2/UCB 0S0MI/UCA0SCL管脚与LED发光二极管D2的阴极相接，且LED发光二极管D2的阳极经电阻R4后与AVCC电源端相接。
8.按照权利要求1或2所述的人体跌倒检测报警器，其特征在于所述三轴加速度传感器为加速度传感器ADXL 325。
9.按照权利要求1或2所述的人体跌倒检测报警器，其特征在于所述电源模块(4)包括供电电池和与所述供电电池相接的DC/DC电源转换模块，所述供电电池通过所述DC/DC 电源转换模块分别与传感器模块(1)、数据处理模块( 和无线通信模块C3)相接。
专利摘要本实用新型公开了一种人体跌倒检测报警器，包括外部壳体、对被检测对象的身体姿态进行实时检测的传感器模块、对传感器模块所检测信息进行分析并根据分析结果判断被检测对象是否发生跌倒的数据处理模块、与数据处理模块相接的无线通信模块以及分别为传感器模块、数据处理模块和无线通信模块进行供电的电源模块，传感器模块为三轴加速度传感器，传感器模块、数据处理模块、无线通信模块和电源模块均安装在外部壳体内，传感器模块接数据处理模块。本实用新型结构简单、体积小、携带方便且操作简便、使用效果好、具有无线通讯功能，能解决现有基于穿戴式传感器的人体跌倒检测装置存在的体积较大、穿戴不便、功能较少、无远程无线通信功能等问题。
文档编号G08B21/04GK202210337SQ20112037706
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者何永革, 林树兴, 袁永平, 谷荣祥 申请人:西安中星测控有限公司