一种老年人摔倒监测系统的制作方法

本发明涉及老年人安全技术领域，具体涉及可穿戴产品与移动终端相结合的一种老年人摔倒监测系统。

背景技术：

随着人口老龄化问题的愈发严峻，老人的监护也成为当今亟待解决的社会问题，其中老人摔倒问题尤其严重，因摔倒而死亡是65岁及以上人群因伤害致死的重要死因，当老人独自外出，如果不小心摔倒，往往面临极大危险。

在监测摔倒方法上，目前国内外监测判断摔倒的技术主要有三方面：

1)基于视频(光)的摔倒监测系统，通过一个或几个视频摄像头捕捉人体运动的画面，运用图像处理算法，确定是否存在具有摔倒的图像特征。但是，首先这种方案不适合于户外，只局限于户内，其次因为摄像机安装在固定的地点，只能拍摄特定地点的图像，并且老人不能被物体挡住，而人体是一个活动的对象，当被监测者离开视频摄像头的监测范围或在其他高大物品后摔倒时，该系统就无法检测摔倒；

2)基于声学的摔倒监测系统：通过分析摔倒时的音频信号来检测老人摔倒，这种方法无法得到很好的精度，容易受到干扰，一般只能作为其它检测方法的辅助；

3)基于穿戴式传感器的摔倒监测系统：一般都是基于一种三维(轴)加速度传感器，经过一系列算法分析后得到佩戴者的运动状态；然而由于人体的各部位运动是相对自由的，所以导致传感器安装在不同部位，老人相同动作造成的监测结果是不同的，增大了误判率。与此同时，传感器模块部分需要佩戴在老人的胸部或者腰部之间(因为这部分运动变化幅度不大，较能反应身体整体状况)，这就导致另一个问题，就是当老人倒下时，这些地方的硬件模块可能对老人造成二次伤害或者硬件容易受挤压破坏。

在拐杖的智能化方面，目前，国内市场上存在的集成电子设备的拐杖大都只是集成了鸣笛报警器，led照明灯，mp3和收音机等电子设备。这些设备只能在日常生活中为老人增添一点保障，但如果老人摔倒需要救助，则无法发出有效的求助信息或者准确的定位自己所在的位置。而极少数能够定位的拐杖，也未能克服老人跌倒拐杖离手后的求救问题以及如何提高判断准确度的问题。

所以综上所述，就目前，在利用鞋底压力检测并结合拐杖监测老人摔倒的方向上，国内外研究例子相对空白。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种老年人摔倒监测系统，该系统将可穿戴产品与移动终端相结合，在老人拐杖中加入通信及传感器技术，并结合智能手机平台，通过处理器控制判断，当老人摔倒时，实现准确判断并进行呼救的功能，同时将老人的位置和求救信息发送到老人亲属的智能手持终端，并利用app具体显示出来。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种老年人摔倒监测系统，包括分别设置在拐杖底座和鞋子表面的用于数据处理与控制的主处理器和副处理器，设置在拐杖直杆上用于测量拐杖倾斜角度的重力加速度模块，设置在鞋底的用于测量鞋底压力值的压力模块，设置在拐杖底座的用于卫星定位的gps模块、用于向智能手持终端发送求救信号的gsm模块和用于发出求救声响的警报模块，设置在拐杖直杆顶端的用于防止系统误判的按键模块，设置在拐杖底座和鞋子表面的用于主处理器和副处理器间通信的蓝牙模块，以及用于将gsm模块发送过来的数据进行解析显示的智能手持终端。

优选的，所述主处理器采用stm32微控制器、副处理器采用51单片机。

优选的，所述主处理器与副处理器间采用蓝牙通信协议，处理器与各个模块间采用usart或i2c通信协议。

优选的，所述重力加速度模块检测的拐杖倾斜角度数据传输到主处理器，压力模块检测到的鞋底压力值数据由副处理器通过蓝牙模块传输到主处理器，主处理器做出拐杖和老人倒下的判断后，通过警报模块发出求救声响，并将gps模块检测到的定位信息以及老人摔倒的信息通过gsm模块发送到老人家属的智能手持终端。

优选的，所述用于防止系统误判的按键模块，当所述监测系统对老年人的摔倒情况发生误判，或者老人摔倒后并无大碍，在5s内按下按键模块，则警报模块和gsm模块的动作终止。

优选的，所述拐杖底座为(四脚)圆形底座或矩形底座。

优选的，设置在鞋子表面的副处理器和蓝牙模块以及设置在鞋底的压力模块能够自行拆卸。

优选的，所述一种老年人摔倒监测系统的控制方法为：首先，所述监测系统启动后，拐杖与鞋通过蓝牙模块自动进行连接配对，启动重力加速度模块监测拐杖状态，此时拐杖存在三种情况：(1)倒下、(2)未倒下、(3)未倒下且拐杖角度恒定，在(2)的情况下，监测系统返回继续监测拐杖状态，而在(1)、(3)情况下，系统则启动压力模块，压力数据在副处理器处理判断后经蓝牙模块反馈到主处理器，当压力处于正常时，监测系统返回继续重新监测拐杖状态，一旦压力状况异常，此时监测系统的警报模块发出求救声响，并在5s内监测按键模块是否按下，当按键模块未被按下，则系统会自动启动gps模块的定位功能，采集位置信息，并通过gsm模块将老人摔倒的数据信息发送到老人家属的智能手持终端。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明采用了用于数据处理与控制的处理器，用于测量拐杖倾斜角度的模块，用于测量老人鞋底压力值的模块，用于卫星定位的gps模块，与智能手持终端通信的gsm模块，以及主副板间通信的蓝牙模块，用于发出求救声响的警报模块和用于防止系统误判的按键模块以及用于将gsm模块发送过来的数据进行解析显示的智能手持终端，具体通过检测拐杖倾斜角度与鞋底压力值进行综合判断并结合定位，通信与按键模块以及结合智能手持终端的手段，达到了更加准确的检测老人是否摔倒，以及及时将老人状态进行分享求救的效果。

附图说明

图1为本发明实施例的老年人摔倒监测系统结构示意图。

图2为本发明实施例的老年人摔倒监测系统使用流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，本实施例提供了一种老年人摔倒监测系统，包括分别设置在拐杖底座和鞋子表面的用于数据处理与控制的主处理器和副处理器，设置在拐杖直杆上用于测量拐杖倾斜角度的重力加速度模块，设置在鞋底的用于测量老人鞋底压力值的压力模块，设置在拐杖底座的用于卫星定位的gps模块、用于与手机通信发送求救信号的gsm模块和用于发出求救声响的警报模块，设置在拐杖直杆顶端的用于防止系统误判的按键模块，设置在拐杖底座和鞋子表面的用于主处理器和副处理器间通信的蓝牙模块,以及用于将gsm模块发送过来的数据进行解析显示的手机客户端。其中，所述主处理器采用stm32微控制器、副处理器采用51单片机，所述主处理器与副处理器间采用蓝牙通信协议，处理器与各个模块间采用usart或i2c通信协议，所述重力加速度模块检测的拐杖倾斜角度数据传输到主处理器，压力模块检测到的鞋底压力值数据由副处理器通过蓝牙模块传输到主处理器，主处理器做出拐杖和老人倒下的判断后，通过警报模块发出求救声响，并将gps模块检测到的定位数据以及老人摔倒状态等求救信息通过gsm模块发送到老人家属的手机，再利用app具体呈现出来。

其中，所述用于防止系统误判的按键模块，当所述监测系统对老年人的摔倒情况发生误判，或者老人摔倒后并无大碍，在5s内按下按键模块，则警报模块和gsm模块的动作终止，并且，设置在鞋子表面的副处理器和蓝牙模块以及设置在鞋底的压力模块能够自行拆卸。所述拐杖底座为四脚圆形底座或矩形底座。

如图2所示，为本发明的老年人摔倒监测系统使用流程图，首先，系统启动后，拐杖与鞋通过蓝牙模块自动进行连接配对，启动重力加速度模块监测拐杖状态，此时拐杖存在三种情况：(1)倒下、(2)未倒下、(3)未倒下且拐杖角度恒定，在(2)的情况下，系统返回继续监测拐杖状态，而在(1)、(3)情况下，系统则启动压力模块，压力数据在副处理器处理判断后经蓝牙模块反馈到主处理器。当压力处于正常时，监测系统返回继续重新监测拐杖状态。一旦压力状况异常，则老人摔倒可能性极大，此时系统警报响起，并在5s内监测按键模块是否按下，这既是防止系统误判，也能够起到引起老人周围路人注意的效果，当按键模块未被老人按下，表明老人摔倒，情况紧急，需寻求帮助，则系统会自动启动gps定位功能，采集位置信息，并通过gsm模块将老人摔倒的数据信息发送到老人家属的智能手持终端。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。