一种便携式老年人跌倒监控预警系统及方法与流程

技术特征：

1.一种便携式老年人跌倒监控预警系统，其特征在于，所述系统包括：监控端、亲属端和救护端；所述监控端包括：加速度传感器、陀螺仪、心率传感器、扩展接口、数据处理单元、定位装置、报警单元、救护端和亲属端；所述加速度传感器信号连接于数据处理单元；所述陀螺仪信号连接于数据处理单元；所述心率传感器信号连接于数据处理单元；所述扩展接口信号连接于数据处理单元；所述数据处理单元分别信号连接于报警单元和定位装置；所述定位装置信号连接于报警单元；所述报警单元分别信号连接于救护端和亲属端。

2.如权利要求1所述的便携式老年人得到监控预警系统，其特征在于，所述加速度传感器，用于获取人体三轴方向的运动加速度数据信息，将数据信息发送至数据处理单元；所述陀螺仪，用于获取人体三轴方向角速度数据信息，将数据信息发送至数据处理单元；所述心率传感器，用于获取人体的心率数据信息，将数据信息发送至数据处理单元；所述扩展接口，用于提供添加其他传感器和监测装置的接口；所述数据处理单元，用于对接收到的数据信息进行分析处理，得出分析结果，根据分析结果发送控制命令至定位装置和报警单元；所述定位装置，用于对用户当前位置进行定位，将定位信息发送至报警单元；所述报警单元，用于根据数据处理单元和定位装置发送过来的控制命令，进行报警，并将报警信号发送给亲属端和救护端；所述亲属端，用于提供给老年人的亲属，在老年人出现跌倒状况时，能够及时得知情况并及时响应；所述就护端，用于提供给医院或其他救护组织，在老年人出现跌倒状况时，能够及时得知情况并及时响应。

3.如权利要求2所述的便携式老年人跌倒监控预警系统，其特征在于，所述数据处理单元包括：中值滤波器、信号向量模生成器和数据处理器；所述中值滤波器信号连接于信号向量模生成器，用于消 除陀螺仪、加速度传感器和心率传感器中输出信号中的脉冲噪声，将处理后的信号发送至信号向量模声生成器；所述信号向量模生成器信号连接于数据处理器，用于将加速度传感器和陀螺仪的输出信号进行处理，生成信号向量模，将信号向量模发送至数据处理器；所述数据处理器，用于对发送过来的信号向量模进行数据分析处理，得出分析结论，将分析结论分别发送至报警单元和定位装置。

4.如权利要求3所述的便携式老年人跌倒监控预警系统，其特征在于，所述亲属端包括：亲属端数据接收装置和亲属端预警装置；所述亲属端数据接收装置，用于接收来自报警单元的报警信号，将该报警信号发送至亲属端预警装置；所述亲属端预警装置，用于根据数据接收发送过来的报警信号，发出预警信息。

5.如权利要求4所述的便携式老年人跌倒监控预警系统，其特征在于，所述救护端包括：数据接收装置和预警装置；所述数据接收装置，用于接收来自报警单元的报警信号，将该报警信号发送至预警装置；所述预警装置，用于根据数据接收发送过来的报警信号，发出预警信息。

6.一种基于权利要求1至5之一所述的便携式老年人跌倒监控预警系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：加速度传感器、陀螺仪和心率传感器实时获取人体相关数据，将获取到的数据发送给数据处理单元；

步骤2：中值滤波器对获取到的数据进行滤波处理，将处理后的数据发送至信号向量模生成器；

步骤3：信号向量模生成器根据获取到的加速度数据信息生成加速度向量模：G，根据角速度数据信息生成角速度向量模；X；

步骤4：数据处理器将加速度向量模G和预设的加速度向量模T 进行比较；如果G大于T，进入下一步；

步骤5：等待G数值恢复到正常范围内，再设置延时10s，等待用户稳定，进入下一步；

步骤6：数据处理器将角速度向量模X和预设的角速度向量模W进行比较如果X大于W，进入下一步；

步骤7：对角速度向量模X进行数据公式化处理得到特征值P，如果P大于预设的特征值O，进行下一步；

步骤8：对心率传感器获取的心率数据F和预设的心率阈值R进行比较，如果F大于R，则确认发生跌倒，生成报警命令，将报警命令发送至预警装置和定位装置；

步骤9：定位装置接收到报警命令后，获取用户的实际位置信息，将位置信息发送至报警装置，报警装置接收到报警命令及实际位置信息后，生成报警信号，发送至救护端和亲属端。

7.如权利要求6所述的便携式老年人得到监控预警方法，其特征在于，所述数据处理器对角速度向量模的处理方法包括以下步骤：

步骤1：设人体跌倒时去干倾斜的合角度为θ，则θ的计算公式为：θ＝∫Xdt；

步骤2：使用最小二乘法对人体跌倒和慢跑时的合角度变化曲线进行拟合，拟合直线表达式为：y＝ax+b；其中，a为拟合直线的斜率；b为拟合直线的截距；

步骤3：设定一个无量纲量为I，对两种曲线个字现行拟合曲线的相似度进行判断，判断公式如下：其中i＝1,2,3…,500,是数据样本点，C_i为合角度数据样本点；N_i为合角度现行拟合数据样本点；I反映的是合角度曲线与拟合曲线之间的相似度，I值越小相似度越高。

8.如权利要求7所述的便携式老年人跌倒监控预警方法，其特征在于，所述监控端、亲属端和救护端为手机和安装于手机上的应用程序。