一种养老看护装置及方法与流程

本发明涉及一种老年跌倒等危险检测装置，尤其是涉及一种养老看护装置及方法。

背景技术：

老年人在日常生活中遇到突发状况而跌倒的概率明显高于年轻人，这种情况下能得到及时救助是非常重要的，尤其是对于居家养老的独居老人而言，一种能在跌倒状况下自动向外发出求助信息的看护装置是非常有意义的。

目前用于老年人跌倒检测的常见的监护或看护系统，一般有两类。一类以可穿戴方式设计有前端传感器，比如加速度传感器或某种电极，用于采集老人的肢体动作、心电或其他信息，在加速度或心电信号波形异常时向外发出报警和求助信息。这类系统或装置的缺点是明显的：

1.日常生活中传感器部分可能经常会穿戴和脱下，老人可能会偶尔忘记穿戴,

同时大部分老人对额外佩戴的物品也有较强的抗拒心理。

2.传感器在经常穿戴和脱下的过程中，也较容易发生故障。

3.传感器需要穿戴，会给日常生活造成一些不方便。

另一类以红外和微波传感器监测老人的活动范围，在长时间的监测过程中学习到老人的日常生活行为模式，当监测到老人的位置与平时的行为模式有明显差别，或在其中一个房间内，比如卫生间，停留时间过长则判为异常状况，于是向外发出报警或求助信息。这类装置无法直接识别老人跌倒，误判概率非常高，而且不够及时，同时，微波辐射对人体健康的影响也会让使用者有所顾虑，安装时较为明显的体积也容易让人不适应。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、易于实现的养老看护装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种养老看护装置，包括电极片和带有报警功能的监测单元，所述的电极片固定在房间内天花板下方，与地面形成电容，所述的监测单元包括与电极片连接、用于测试电极片对地电容的电容测试电路，工作时，所述的监测单元对电极片对地电容进行实时监测，并对电容波形图进行记录，当电容值突降至无人时的对地电容值，且突变时间小于判断值时，监测单元报警，所述的室内无人时的对地电容值通过分析学习得到。

所述的装置还包括屏蔽线，所述的监测单元包括驱动电压输出端，所述的屏蔽线的导线分别与电极片和电容测试电路连接，所述的驱动电压输出端与屏蔽线的屏蔽层连接，工作时，所述的驱动电压输出端给屏蔽层施加直流电压。

所述的电极片为金属薄片。

优选的，所述的电极片面积大于70cm²。

所述的电容测试电路为LC振荡电路。

所述的监测单元包括主控制器。

所述的监测单元还包括与所述主控制器连接的报警器。

所述的报警器设置在房间外，与主控制器无线连接。

一种养老看护方法，包括：在房间内天花板下方固定电极片，在看护前获取房间内无人时电极片的对地电容值，看护时，对电极片的对地电容值进行实时监控，若电极片的对地电容值突降至房间内无人时的水平，且突变时间少于判断值，则执行报警。

房间内无人时电极片的对地电容值获取方法为：在房间内有人员活动及进出房间时，测试并记录一段时间内变化的电极片的对地电容值，学习得到房间内无人时电极片的对地电容值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)与穿戴式传感器装置相比，本发明提出的通过电容监测实现老年人室内看护的装置，无须穿戴任何传感器，避免了因偶尔忘记穿戴而使得看护中断；无须频繁穿戴，降低了设备的故障概率，也避免了给日常生活带来的不便。

(2)与其他非穿戴式装置相比，本发明提出的看护装置，结构稳定，误判率非常低，反应迅速及时，且无辐射对健康影响的顾虑。

(3)以普通金属片电极作为传感器，装置总体成本明显低于现有的其他技术，在房间内安装布置也比较灵活。

(4)金属片电极形态可以多样化，如设计成装饰品、薄膜印刷电路等形状，可以采用贴、挂、替换卫生间原有吊顶等多种方式加以隐蔽固定，便于用户接受。

(5)主控制器通过屏蔽线连接电极片，屏蔽线由主控制器加载一个电压，称为主动屏蔽，以避免周围电磁干扰通过线缆耦合而影响到电容值的测定，测量准确度高。

(6)电极片面积大于70cm²，监测效果良好。

附图说明

图1为本实施例看护装置的组成及安装布置示意图；

图2为本实施例电极片加直流电压，房间内无人时的电场分布；

图3为本实施例电极片加直流电压，房间内有人时的电场分布。

附图标记：

1为电极片；2为屏蔽线；3为主控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种养老看护装置，用于室内，尤其是卫生间这种老人容易因意外而发生跌倒的房间内，对于老人在室内发生的突然跌倒具有很好的识别能力。

整个看护装置主要包括传感器电极片1、屏蔽线2和主控制器3三个部分，主控制器3为监测单元的主要部件。其中传感器电极片通常是一个面积大于70cm²的金属薄片(或者具有电极片同等效应的其它替代品)，安装在室内天花板上，通过屏蔽线2连接至主控制器3，主控制器3可以选择在附近一个方便的位置安装。对于普通家庭住宅房间，电极片的面积达到70～100cm²左右时可有较好的监测效果。对于较大面积的房间，则根据需要适当改变电极片面积。

该装置的基本工作原理是，安装在天花板上的电极片1与地面形成一个电容，电容值受电极片1面积、天花板高度，室内物体尤其是金属物体的布置情况等因素的影响，通常大约在几十pF左右。主控制器3通过屏蔽线2在金属电极片上加载一个直流电压，房间内无人时，电场在房间内的分布如图2所示。

站立在房间内的人体，相当于一个接地的导体，使得该电容值上升，直立在电极片1的正下方时影响达到最大。当人体位置偏离电极片1正下方或蹲坐时，人体距电极片1距离增加，电容值相对于直立在电极片1正下方时又会有所下降，而且这一变化过程呈非线性。实验证明，人体对该电容值的影响通常小于1pF。人体站立在房间内时电场分布如图3所示，与房间无人时相比，此时金属电极片对地电容值会上升。由于房间墙体与地面几乎等电势，因此房间外的人体不会影响到该电容值。

主控制器3通过屏蔽线2连接电极片，并由内部电路连续监测电极片1对地电容值。屏蔽线2由主控制器3内部驱动器加载一个与电极片1上电压信号完全相同电平的电压信号，称为主动屏蔽，以避免周围电磁干扰通过线缆耦合而影响到电容值的测定。

经过一小段时间的记录学习，主控制器3即可确定房间内无人时的电容值。然后以此为基础，当有人进入该房间，电容值开始上升，并且随着人在房间内的活动(走动蹲坐等)，人体距离电极片1远近的不同，电容值开始有明显波动，当离开房间时，电容值又逐渐恢复到之前的数值。如果房间内的人突然跌倒，电容值会突然下降到接近于房间无人时的数值，因此突然跌倒和离开房间相比，主控制器3监测到的电容值变化波形模式是不同的，其区别主要在于：电容值恢复到接近于房间无人时的水平所用的时间，如果是1秒左右甚至更短，则可判断为跌倒，此时可以通过主控制器3内部的远程通讯功能向报警器发出报警和求助信息，否则判断为离开房间。报警器可根据需要设置在房间内外任意位置。

主控制器3测定电极片1对地电容的方法，可以使用LC振荡电路，通过测定振荡频率来测定电容，也可以在电极片1上加载一个驱动信号同时测定电极片1上电压的方法来计算电容。