一种具有自动报警功能的服装的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种具有自动报警功能的服装，所述服装具有夹层结构，夹层内分布若干半导体压电阻抗扩散压力传感器；所述服装上还设有与所述半导体压电阻抗扩散压力传感器电气连接的控制单元，所述控制单元包括微型电池、集成了GPS模块和ZigBee模块的微型单片机。该服装无需任何操作，在人身伤害发生的瞬间自动将求助信号发出，报警的即时性和可靠性极高；报警信息内容全面准确，便于接收点人员及时准确地判断受害者位置、伤害位置及程度，针对性地采取相应措施进行援助，能够第一时间提供重要的信息来源特别有利于医护人员的急救措施预案，其报警有效性大大增强；同时采用GPS模块和ZigBee模块双重定位，也提高了系统的有效性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有报警功能的服装。 -种具有自动报警功能的服装
【背景技术】
[0002] 在遭受人身侵害时，及时报警求救和寻求医疗救助是将侵害结果降低到最小程度 的有效手段。然而现有的报警求助手段的即时性、有效性和可靠性都难以令人满意。特别 是在遭遇抢劫、车祸等意外事件时，现有的电话求助等手段，往往不能起到应有作用。延误 了受害人得到救助的时机或时间，生命保障系数降低。
[0003] 半导体压电阻抗扩散压力传感器：压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感 器。一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为 连续的信号。或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任 意数值的信号。而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传 感器也称为压电传感器。
[0004] 压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器 件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着 半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温 度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可 靠性高。
[0005] 半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力 (压力）使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。
[0006] ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物 理层（PHY)、媒体访问控制层（MAC)、传输层（TL)、网络层（NWK)、应用层（APL)等。其中物 理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802. 15. 4标准的规定。ZigBee网络主要特点是低功耗、 低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网 络中的设备可分为协调器（Coordinator)、汇聚节点（Router)、传感器节点（EndDevice)等 三种角色。ZigBee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线 数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。
[0007] Zigbee定位技术实现原理为设定四个固定参考节点（Reference Tag)、一个移动 节点（Mobile Tag)和一个网关节点（Reader)均处于同一场景中。参考节点不断对外发射 射频信号；移动节点接受到该射频信号，通过检测获取自身与参考节点之间通讯的接收信 号强度（RSSI)，并将检测信息包传送给网关；网关与上位机（PC电脑或工控机）相连，并在 上位机上运行定位软件，即可显示移动节点相对于参考节点的具体位置及坐标数值，从而 实现定位的功能。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种具有自动报警功能的服装，其报警功能即时、有效、可 靠。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种具有自动报警功能的服装，包 括服装，其特征在于，所述服装具有夹层结构，夹层内分布若干半导体压电阻抗扩散压力传 感器；所述服装上还设有与所述半导体压电阻抗扩散压力传感器电气连接的控制单元，所 述控制单元包括微型电池、集成了 GPS模块和ZigBee模块的微型单片机。
[0009] 采用上述技术方案，平时系统处于休眠状态，对穿着无任何影响。在人身侵害发生 时，作用于人身的外力，如打击，碰撞等，会被分布于服装上的半导体压电阻抗扩散压力传 感器所感知，并产生电信号送至单片机；同时GPS模块或ZigBee模块所接收的位置信息也 送至单片机；单片机读取处理传感器信号，根据传感器所在位置确定被伤害部位，并根据压 力大小确定伤害程度，生成伤害部位和程度的A数据；同时单片机读取处理位置信息生成 地理位置的B数据；单片机将上述A、B数据同时发送至ZigBee模块，ZigBee模块将上述数 据发送至预设的接收点（如家人、警局、医院等）。
[0010] 由上可知，本发明的有益效果在于，无需任何操作，在人身伤害发生的瞬间自动将 求助信号发出，报警的即时性和可靠性极高；报警信息内容全面准确，便于接收点人员及时 准确地判断受害者位置、伤害位置及程度，针对性地采取相应措施进行援助，特别是在医护 人员制定有针对性的急救措施预案时，能够第一时间提供重要的信息来源，其报警有效性 大大增强；同时采用GPS模块和ZigBee模块双重定位，也提高了系统的有效性。
[0011] 优选地，所述服装采用UHMWPE布料制作。所述UHMWPE布料是高分子量聚乙烯布 料，UHMWPE的比重是所有高性能纤维中最小的（小于1)，是唯一能够浮在水面上的高性能 纤维，还由于分子量极高，主链结合好，取向度、结晶度高而具有最高的比强度（强度与重 量之比），即相同重量下的强度是钢丝绳的15倍，比芳纶高40%，是普通化学纤维的10倍； 它的模量为1000 - ll〇〇g/d，仅次于特级碳纤维而优于芳纶；该纤维不仅断裂伸长低，断裂 功大，具有很强的吸收能量的能力，故具有突出的抗冲击和抗切割韧性；而且该纤维不含易 与化学药剂反应的化学基团，能抗紫外线和耐各种化学腐蚀。如此突出的性能使其成为碳 纤维、芳纶之后的第三代高性能特种纤维。该布料应用于本发明的服装，能为使用者提供防 刺穿功能并有吸收大部分压力的功能，从而让使用者能够得到较好的保护，减少伤害程度， 也使得上述报警元件得到较好保护。穿着的舒适性基本不受影响。
[0012] 优选地，所述控制单元置于服装纽扣内。进一步地，所述纽扣上设置一个微型开 关。以提供隐蔽式地主动报警功能，也可以在需要时关闭报警功能。
[0013] 改进地，所述半导体压电阻抗扩散压力传感器、控制单元、微型开关及其连接导线 都经过防水处理。使得该服装与普通衣物一样可以直接洗涤。
[0014] 优选地，所述服装夹层内的边角附近设置GPS模块以及ZigBee模块的软质防水的 天线。
[0015] 下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本发明具体实施例的结构原理示意图；
[0017] 图2为控制单元工作流程原理框图；
[0018] 图3为半导体压电阻抗扩散压力传感器原理结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 参见附图，反映本发明的一种具体结构，所述具有自动报警功能的服装，包括采用 UHMWPE布料制作的服装，所述服装具有夹层结构，夹层内分布若干半导体压电阻抗扩散压 力传感器1 (如DX140微型压力传感器）；所述服装纽扣2内还设有与所述半导体压电阻抗 扩散压力传感器1通过导线5电气连接的控制单元，所述控制单元包括微型电池、集成了 GPS模块和ZigBee模块的微型单片机。所述纽扣2上设置一个微型开关。
[0020] 所述半导体压电阻抗扩散压力传感器1、控制单元、微型开关及其连接导线5都经 过防水处理。所述服装夹层内的边角附近设置GPS模块的软质防水的天线3以及ZigBee 模块的软质防水的天线4。
[0021] 所述半导体压电阻抗扩散压力传感器1的结构如图3所示，由基体101、金属应变 丝或应变箔102、绝缘保护片103和引出线104等部分组成。
[0022] 该服装具有主动报警和被动报警功能，主动报警功能为使用者控制，当使用者认 为当前环境存在危险时可以通过按下纽扣2上的微型开关五次进行报警。被动报警功能为 由系统分析压力情况进行自动报警，工作流程如图2所示。关闭报警功能为按下纽扣2上 的微型开关三次进行关闭。
[0023] 对于被动报警的压力分析功能，通过分析压力大小和压力范围以及从正常压力变 化成异常压力时间进行分析，可分析出可能造成伤害的部位以及伤害程度，并连同定位数 据和设备编号一并发至报警中心，或是根据伤害程度智能选择发送至医院或是家庭等。
[0024] 该服装具有防利器刺穿，并可吸收大部分压力。但并不能完全吸收所有压力，下表 示例为经过吸收压力后压力半导体压电阻抗扩散压力传感器数据以及模拟分析结果。
[0025]
【权利要求】
1. 一种具有自动报警功能的服装，包括服装，其特征在于，所述服装具有夹层结构，夹 层内分布若干半导体压电阻抗扩散压力传感器；所述服装上还设有与所述半导体压电阻 抗扩散压力传感器电气连接的控制单元，所述控制单元包括微型电池、集成了 GPS模块和 ZigBee模块的微型单片机。
2. 如权利要求1所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述服装采用 UHMWE布料制作。
3. 如权利要求1所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述控制单元置 于服装纽扣内。
4. 如权利要求3所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述纽扣上设置 一个微型开关。
5. 如权利要求1所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述服装夹层内 的边角附近设置GPS模块以及ZigBee模块的软质防水的天线。
6. 如权利要求1所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述半导体压电 阻抗扩散压力传感器、控制单元、微型开关及其连接导线都经过防水处理。
【文档编号】A41D13/00GK104082882SQ201410362580
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】张江杰 申请人:张江杰