专利名称：一种行为辨析电路的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种行为辨析电路。
背景技术：
老人在行走的时候由于各种原因会遇到摔跤等情况，处于远程的儿女等往往对着并不知情，当遇到摔跤却没人处理的时候，有时可能会出现生命危险。
发明内容本实用新型针对上述技术缺陷，提出一种行为辨析电路。为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下一种行为辨析电路，包括加速度传感器，微处理器，所述加速度传感器和所述微处理器相连通信，所述微处理器可根据所述加速度传感器传输的信号进行判断是否报警。作为可选方案，还包括GSM模块和远程控制中心，所述微处理器可通过所述GSM模块与所述远程控制中心通信。作为可选方案，所述加速度传感器采用ADXL345芯片，所述微处理器采用MSP430， 所述GSM模块采用TC35芯片，所述MSP430的Pl. 0 Pl. 2三个引脚分别与所述ADXL345的 SCLK, SDO, SDI引脚相连接；所述MSP430的Pl. 3引脚与ADXL345的INTl引脚相连接、Pl. 4 引脚与ADXL345的片选端口 CS相连，其用于控制ADXL345通信的选通与关断；P3. 4和P3. 5 引脚分别与GSM模块的T)(D和RXD引脚相连。本实用新型的有益效果在于通过三轴数字输出加速度传感器ADXL345，该传感器不仅可以做到高分辨率的数字模式加速度值输出，而且其内部拥有许多信号情况的检测判断功能，可以大大减少MCU的判断算法工作量，并且实现了判断人体的摔倒和是大致判断人体的运动状态的功能，通过通信模块，可将报警信息发送至远程的控制系统。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。根据人体的摔倒，或物体的掉落的动作观察可以发现，人体的摔倒是一个一系列连贯的行为动作。首先，摔倒肯定会出现一个失重的阶段，摔倒时加速度肯定会小于某个小的值。然后，人体与地面的撞击造成一个较大的反冲作用力。这个反冲的作用力造成的加速度肯定会大于日常动作所产生的加速度。根据运动定律，人摔倒接触地面时的速度ν与人体重心的高度h之间的关系为ν =√2gh[0015]地面对人体的反冲作用力F与速度ν的关系为Ft = Amv其中t是摔倒时地面反冲力作用的时间，是一个小的固定的值。由于作用后人体是静止的，故Δ mv的大小就等于撞地之前的动量。因此，如果跌倒时的加速度并不是一个小值，那么接触地面时速度不大，就不会有一个大到足以伤害人体的反冲作用力。如果没有达到足够大的反冲作用力，就对人体没有伤害。我们从对人体监护的角度出发，对人体没有伤害的行为是不必要紧张的。因此，上述两个过程是判断摔倒决定性因素。虽然上述两个过程是摔倒的本质特征，但是为了提高判断准确度，减少误判。本设计还对摔倒之后的状态进行了考虑。人在摔倒后一般比较疼痛，这时一般会静止一会，不会立马起来活动。特别是本设计所服务的老年人更是这样。因此可以将前两个过程发生之后， 再出现的一段静止，作为整个过程的最终判定。这将大大增加判断的正确率。以上的三个过程都可以使用ADI公司的三轴数字输出加速度传感器的ADXL345相应的内部信号检测功能实现。首先用其自由落体功能检测失重。这里的失重时的加速度取 0. 175g，持续的时间为0. 2s。然后用峰值检测功能，检测撞击出现的大加速度。通过一系列的实际测试，选择撞击峰值为2g。这样既区别开其他的日常活动行为，又保证了一定的敏感度。最后的静止设定为&。这些过程的检测都是由ADXL345完成，只是通过中断通知MCU 进行查看发生的是哪个事件。但是并不是按照上述的顺序，依次发生了三个过程，就算是摔倒了。这三个过程必须在一个设定的时间内发生的。比如失重发生后的500ms内应该发生碰撞，因为人体的高度决定了这个失重时间的最大值。在撞击发生之后的3. 内应该有静止发生。之间空余的1. k可能有震荡发生。然而超出3. &之后再有的静止，就不能认为是摔倒撞击造成的。以上检测过程发生设定的时限是由ADXL345内部完成的。然而过程之间的控制， 是由MCU的定时器完成。将过程分为以下几个状态FO 无动作状态，Fl 在FO状态下检测到失重，F2 在Fl的状态下检测到撞击，F3 在F2的状态下检测到静止。当Fl发生时，设定定时器时限为500ms。当F2发生时，首先先清零定时器，来停止之前的时限。然后再设置新的时限为3』s。当F3发生时，清零定时器即可。期间，如果MCU的定时器中断发生，不论当前什么状态，一律清零到FO状态。这样就保证了三个过程连贯的发生才被认定是有效的摔倒动作，否则舍弃这个监测过程。这样就可以判断人体摔倒，并设置标志位，以便通过系统发送警报。在完成上述摔倒检测功能的基础上，还可以利用ADXL345的强大功能，进行其他运动状态的粗略估计。以便为整个应用体统提供更多的数据，更好的为老年人服务。整个系统的主要功能是经行老年人的定位，除了利用已经确定好的定位系统定位之外，还可以使用加速度传感器计算出移动的距离，对定位系统进行修正，以达到更准确、更精确的定位效果。人在日常生活中的活动大致包括上下楼梯，走路，乘坐电梯等。这些活动都可以通过建立一个三维的空间位移坐标来区分和鉴定。将三轴加速度传感器做成产品，并固定在人体上之后，就形成一个可以描述的三维空间坐标。比如传感器平行于人体放置，前后方为 Z轴，左右方为X轴，上下方为Y轴。走路是在水平方向上有较大的位移，乘坐电梯是在垂直方向上有较大的位移，而上下楼梯是呈一定倾角的方向上的位移。因此可以通过构建位移模型来判断运动状态，标定运动距离。由于最终期望的是位移，因此需要一定的算法将获得的加速度值转化为位移。这 里采用的位移积分算法。加速度信号需要进行二次积分来算出实际的位移。离散的位移积 分算法有很多，比如梯形积分算法，Simpson积分算法等。其中梯形积分算法简单，计算精 度也能够满足要求。而Simpson积分算法计算量稍大，考虑到系统数据的实时性，本设计采 用梯形积分算法。位移s和a(t)的关系如下
权利要求1.一种行为辨析电路，其特征在于，包括加速度传感器，微处理器，所述加速度传感器和所述微处理器相连通信，所述微处理器可根据所述加速度传感器传输的信号进行判断是否报警。
2.根据权利要求1所述的一种行为辨析电路，其特征在于，还包括GSM模块和远程控制中心，所述微处理器可通过所述GSM模块与所述远程控制中心通信。
3.根据权利要求2所述的一种行为辨析电路，其特征在于，所述加速度传感器采用 ADXL345芯片，所述微处理器采用MSP430，所述GSM模块采用TC!35芯片，所述MSP430的Pl. 0 Pl. 2三个引脚分别与所述ADXL345的SCLK, SDO, SDI引脚相连接；所述MSP430的Pl. 3引脚与ADXL345的INTl引脚相连接、Pl. 4引脚与ADXL345的片选端口 CS相连，其用于控制 ADXL345通信的选通与关断；P3. 4和P3. 5引脚分别与GSM模块的T)(D和RXD引脚相连。
专利摘要本实用新型公开了一种行为辨析电路，包括加速度传感器，微处理器，所述加速度传感器和所述微处理器相连通信，所述微处理器可根据所述加速度传感器传输的信号进行判断是否报警，通过三轴数字输出加速度传感器ADXL345，该传感器不仅可以做到高分辨率的数字模式加速度值输出，而且其内部拥有许多信号情况的检测判断功能，可以大大减少MCU的判断算法工作量，并且实现了判断人体的摔倒和是大致判断人体的运动状态的功能，通过通信模块，可将报警信息发送至远程的控制系统。
文档编号G08B21/04GK202306768SQ20112039436
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者李文钧, 邱亮, 钟一鸣 申请人:杭州曼宁科技有限公司