智慧社区老年人监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种智慧社区老年人监测系统，包括跌倒检测装置、GPRS通信网络、亲属手机和救护中心，跌倒检测装置包括微控制器、加速度传感器、GPS模块和GPRS模块，GPRS模块把跌倒报警信息及位置信息通过GPRS移动通信网络发送至亲属手机，或通过GPRS网络将跌倒报警信息及位置信息发送给相关救助部门。本发明主要完成对老年人非生理心理指标的监控，得到的数据在数据处理层进行处理，然后通过互联网与监测中心进行数据交换，根据监测数据进行安全隐患和突发事件的预警和处理。
【专利说明】
智慧社区老年人监测系统
技术领域
[0001]本发明涉及互联网监测技术领域，尤其是涉及一种智慧社区老年人监测系统。
【背景技术】
[0002]当前社会老龄化趋势明显，老人越来越多，老人的安全问题越来越引起人们的重视。老人他们在行走过程中，往往会因为意外而摔倒，如摔倒，轮椅侧翻等，从而带来自身和家庭的巨大负担。目前的解决方式有请专门人员对老人精心陪护，防止意外发生。现有技术大部分都是事后报警，及时防范的技术不常见。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种智慧社区老年人监测系统，主要完成对老年人非生理心理指标的监控，得到的数据在数据处理层进行处理，然后通过互联网与监测中心进行数据交换，根据监测数据进行安全隐患和突发事件的预警和处理。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:智慧社区老年人监测系统，包括跌倒检测装置、GPRS通信网络、亲属手机和救护中心，所述跌倒检测装置随身佩戴在老年人身上，所述跌倒检测装置包括微控制器、加速度传感器、GPS模块和GPRS模块，所述微控制器通过A/D转化器采集由加速度传感器输出的随加速度变化且线性反应加速度大小的电压信号，为控制通过采集加速度传感器的加速度信号结合跌倒检测算法对佩戴者是否跌倒进行判定;所述GPS模块与微控制器系统采用异步串口进行通信，从而获得佩戴者当前的位置信息;所述GPRS模块与所述微控制器的通信采用异步串口的方式，所述GPRS模块把跌倒报警信息及位置信息通过GPRS移动通信网络发送至亲属手机，或通过GPRS网络将跌倒报警信息及位置信息发送给相关救助部门。
[0005]作为一种优选的技术方案，加速度传感器采用美国Freescale公司的MMA7260三轴加速度传感器。
[0006]作为一种优选的技术方案，所述MMA7260三轴加速度传感器的芯片采用
1.45mm 的 QFN 封装。
[0007]作为一种优选的技术方案，所述微控制器的型号为SC89F5162的8051兼容单片机。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述GPS模块的型号为ATK-NE0-6M-V12的GPS定位模块。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述GPRS模块的型号为SB1900A。
[0010]采用了上述技术方案，本发明的有益效果为:本发明采用老年人跌倒检测算法及GPRS的远程通信机制和实现方法，研究人体运动和加速度的关系;针对远程报警实现的问题，研究GPRS通信的原理和软硬件实现方法，给出GPRS硬件实现原理，最后针对GPS数据可能出现错误的问题，研究GPS错误数据过滤方法，主要完成对老年人非生理心理指标的监控，得到的数据在数据处理层进行处理，然后通过互联网与监测中心进行数据交换，根据监测数据进行安全隐患和突发事件的预警和处理。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本发明的老年人摔倒监测系统结构图；
[0013]图2为本发明的加速度传感器结构示意图；
[0014]图3为本发明的基于加速度的跌倒算法示意图；
[0015]图4为本发明的SMV阈值法判定摔倒流程图；
[0016]图5为本发明的倾角检测算法图。
[0017]其中:
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]如图1-图5所示，智慧社区老年人监测系统，包括跌倒检测装置、GPRS通信网络、亲属手机和救护中心，所述跌倒检测装置随身佩戴在老年人身上，所述跌倒检测装置包括微控制器、加速度传感器、GPS模块和GPRS模块，所述微控制器通过A/D转化器采集由加速度传感器输出的随加速度变化且线性反应加速度大小的电压信号，为控制通过采集加速度传感器的加速度信号结合跌倒检测算法对佩戴者是否跌倒进行判定;所述GPS模块与微控制器系统采用异步串口进行通信，从而获得佩戴者当前的位置信息;所述GPRS模块与所述微控制器的通信采用异步串口的方式，所述GPRS模块把跌倒报警信息及位置信息通过GPRS移动通信网络发送至亲属手机，或通过GPRS网络将跌倒报警信息及位置信息发送给相关救助部门。
[0020]本实施例中，加速度传感器采用美国Freescale公司的MMA7260三轴加速度传感器。MMA7260三轴加速度传感器的芯片采用的QFN封装。
[0021 ] 微控制器的型号为SC89F5162的8051兼容单片机。G PS模块的型号为ATK-NE0-6M-V12的GPS定位模块。GPRS模块的型号为S頂900A。
[0022]目标的识别和定位
[0023]GPS模块通串口将报文信息传输给M⑶，M⑶通过解析报文获得位置信息或者授时信号，常用的GPS报文有GPS定位信息，当前卫星信息，可见卫星信息，推荐定位信息，地面速度信息(Track Made Good and Ground Speed)，定位地理信，所有这些报文以字符“$”作为起始符，以〈CRXLF〉作为结束符。
[0024]老年人摔倒加速度的采集
[0025]人体躯干运动的加速度幅度值范围一般不超过±6g，频率范围为0-20HZ之间，且测量的精度也要求不高。MMA7260是美国Freescale公司推出的一款低成本、单芯片、三轴加速度传感器，是一款MEMS芯片。其采用微型电容式的加速度测量原理，并且融合了信号调理技术、单极低通滤波器技术和温度补偿技术。该芯片具有四种加速度测量量程，此外芯片采用1.45mm的QFN封装，小巧的体积使和其提供的低至3uA功耗的休眠模式得其可以应用在电池供电手持设备中。更为重要的是，它提供三轴向加速度的测量，使应用系统能够通过加速度的测量方便地得到位置、姿态和运动的变化。如图2所示:
[0026]跌倒检测算法
[0027]跌倒检测算法主要分为加速度数据获取，加速度数据预处理，跌倒事件判断及输出三部分组成。3轴加速度的输出为模拟电压方式输出，老年人正常活动时加速度变化的最大频率不会超过20Hz，根据奈奎斯特采样定理，采样速率须大于采集信号最大频率的2倍，故采用50Hz的采样率对加速度模拟电压，如图3所示，SMV阈值法判定摔倒流程图如图4所不O
[0028]误报和漏报的处理
[0029]如果仅仅依靠SMV阈值的判定方法还不能有效地检测跌倒，漏报和误报出现的几率还很大。为了更加准确的判断跌倒事件，本发明引进了倾角辅助判定的方法，众所周知，当跌倒事件发生的时候，人体以及佩戴的跌倒检测装置的倾斜角度将发生较大的变换，所以对疑似跌倒事件发生辅助以倾角进行判定可以进一步提高跌倒事件检测的准确率，如图5所示。
[0030]本发明主要完成对老年人非生理心理指标的监控，得到的数据在数据处理层进行处理，然后通过互联网与监测中心进行数据交换，根据监测数据进行安全隐患和突发事件的预警和处理。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.智慧社区老年人监测系统，其特征在于，包括跌倒检测装置、GPRS通信网络、亲属手机和救护中心，所述跌倒检测装置随身佩戴在老年人身上，所述跌倒检测装置包括微控制器、加速度传感器、GPS模块和GPRS模块，所述微控制器通过A/D转化器采集由加速度传感器输出的随加速度变化且线性反应加速度大小的电压信号，为控制通过采集加速度传感器的加速度信号结合跌倒检测算法对佩戴者是否跌倒进行判定;所述GPS模块与微控制器系统采用异步串口进行通信，从而获得佩戴者当前的位置信息;所述GPRS模块与所述微控制器的通信采用异步串口的方式，所述GPRS模块把跌倒报警信息及位置信息通过GPRS移动通信网络发送至亲属手机，或通过GPRS网络将跌倒报警信息及位置信息发送给相关救助部门。2.如权利要求1所述的智慧社区老年人监测系统，其特征在于，所述加速度传感器采用美国Freescale公司的MMA7260三轴加速度传感器。3.如权利要求1所述的智慧社区老年人监测系统，其特征在于，所述MMA7260三轴加速度传感器的芯片采用.45mm的QFN封装。4.如权利要求1所述的智慧社区老年人监测系统，其特征在于，所述微控制器的型号为SC89F5162的8051兼容单片机。5.如权利要求1所述的智慧社区老年人监测系统，其特征在于，所述GPS模块的型号为ATK-NEO-6M-V12 的 GPS 定位模块。6.如权利要求1所述的智慧社区老年人监测系统，其特征在于，所述GPRS模块的型号为SIM900Ao
【文档编号】G08B21/04GK105957309SQ201610430423
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】张露, 李小挺, 褚滨飞, 周龚雪, 王雅婷, 李佳阳
【申请人】衢州学院