专利名称：老人身体状态监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监测老人身体状态的老人身体状态监测装置。
背景技术：
随着生活水平的不断提高以及城市老龄化比例的提高，人们越来越关注健康问题，医疗监测设备的家庭化逐渐成为了趋势。在中国，60岁以上的老年人及不能独立生活的人口占全国总人口的10%。这些老年人和残障人士需要大量的看护服务。从某种意义上讲， 如何对老年人和残障人士进行全方位的服务是社会进步和文明的表现，是摆在当今人们面前的一个重要课题。目前，国内在独居老人远程监护方面的研究还不多，首都医科大学在2001年实现了独居老人行动分析及异常报警系统，利用监测到的信号，主动判断老人的状况，对实现独居老人的照顾进行一种尝试。由于系统采用单片机进行计算，只能进行比较简单的算法，系统的智能性较低。上海交通大学图象分析与机器智能实验室提出并实现家庭远程医疗监护报警和咨询智能系统，由于采用了家庭医疗监护仪、可控万向云台等设备，其成本较高，主要针对病人监护。在西方发达国家，特别是美国、日本，近些年，有许多大学和研究机构在政府和社会的支持开展对这一课题的研究工作。美国维吉尼亚大学于2002年的开展了智能居所监护系统的研究，该系统通过在卫生间、浴室和褥子下面安装感应器获取老人活动，实现针对不同老人的实时监护。只是需要布置大量的传感器。日本国立长寿研究所老年学部也提出了一种针对老人的无监督的健康监护的实现方法。
发明内容
本发明目的是为了解决上述技术的不足而提供一种老人身体状态监测装置。为了达到上述目的，本发明所提供的技术方案是一种老人身体状态监测装置，它包括终端人体状态监测仪、协调器和监控中心，终端人体状态监测仪通过绑定和无线的方式与协调器连接，监控中心通过USB接口和协调器连接；终端人体状态监测仪，佩戴于被监测人的腰部，用于监测和传送状态信息；协调器，通过绑定和无线的方式与终端人体状态监测仪连接，初始化无线网络和接收来自终端人体状态监测仪监测获得的人体状态信息；监控中心，对来自协调器转发的终端人体状态监测仪的数据进行分析、显示，并对老人的异常状态做出及时响应，也可通过互联网及GSM网络与外界取得联系，提醒监控人对紧急状态采取相应的措施。进一步的，终端人体状态监测仪包括微处理器、电源稳压模块、显示模块、按键和加速度传感器，微处理器分别与电源稳压模块、显示模块、按键和加速度传感器连接。进一步的，终端人体状态监测仪采用干电池供电。进一步的，协调器为ZigBee协调器，包括ZigBee无线模块和扩展底板，用于初始化ZigBee无线网络和接收人体状态信息。进一步的，加速度传感器为MMA7260单芯片三轴加速度传感器，测量人体活动时三维的加速度信号，三个相互垂直方向上的加速度由G-Cell传感单元感知，经过容压变换器、增益放大、滤波器和温度补偿后以电压信号输出。本发明具有如下优点1、科学性综合形态提取、无线网络、计算机软件编程技术实现本装置。2、新颖性和先进性制作一个便携式装置，老年人随身携带，基于身体运动状态监测，及时将运动信息通过ZigBee网络传送给监护人，以应对紧急情况并采取措施。3、实用性可广泛应用于老年人、残障人等安全监测和监护。便于携带、使用方便。 而且同一个上位机软件可同时监控多个老人，可实现信息提示，对老人的关怀更为贴心。低能耗，使用时间长，低成本。
图1本发明整体结构框图；图2终端人体状态监测仪结构框图；图3ZigBee协调器软件流程图；图4终端人体状态监测仪软件流程图；图5老人站立状态的Matlab仿真结果；图6老人躺下状态的Matlab仿真结果；图7老人右侧卧倒状态的Matlab仿真结果；图8老人慢跑状态的Matlab仿真结果；
具体实施例方式下面结合
本发明的具体实施方式
。如图1所示，一种老人身体状态监测装置，它包括终端人体状态监测仪、协调器和监控中心，终端人体状态监测仪通过绑定和无线的方式与协调器连接，监控中心通过USB 接口和协调器连接。终端人体状态监测仪，佩戴于被监测人的腰部，用于监测和传送状态信息；协调器，通过绑定和无线的方式与终端人体状态监测仪连接，初始化无线网络和接收来自终端人体状态监测仪监测获得的人体状态信息；监控中心，对来自协调器转发的终端人体状态监测仪的数据进行分析、显示，并对老人的异常状态做出及时响应，也可通过互联网及GSM网络与外界取得联系，提醒监控人对紧急状态采取相应的措施。协调器为ZigBee协调器，包括ZigBee无线模块和扩展底板，用于初始化ZigBee 无线网络和接收人体状态信息。ZigBee协调器建立一个网络后，终端人体状态监测仪开机后自动加入网络，并通过绑定的方式和协调器建立连接，通过监测仪上的菜单选择“发送数据”，开始进行身体状态的监测，并将状态信息发给协调器，协调器将这些数据信息通过串口发送给PC机，上位机软件通过对数据进行分析和显示，并对老人的异常状态做出及时响应，亦可通过互联网及GSM网络与外界取得联系，提醒监控人对紧急状态采取相应的措施。老人通过直接按终端人体状态监测仪的紧急按钮，直接发送紧急状态信息。如图2所示，终端人体状态监测仪包括微处理器、电源稳压模块、显示模块、按键和加速度传感器，微处理器分别与电源稳压模块、显示模块、按键和加速度传感器连接。终端人体状态监测仪配有一块用于显示功能菜单和提示信息的显示屏，四个按键，功能分别为“上”、“下”、“取消”、“确认”。开机后，终端监测仪的屏幕上显示功能菜单，分别为“网络信息”、“连接网络”、“发送数据”、“紧急报警”。选用0SU8064P作为显示屏。绘制PCB版，制作底板，加工外形，完成装置整体硬件设计。为了便于老人携带和使用，监测仪使用两节七号电池供电。在正常工作模式下， 两节七号干电池可支持一个终端监测仪工作3到6个月，甚至更长。终端监测仪的尺寸为 65mmX 35mmX 20mm，重量仅80g，体积小巧，便于人体携带。选择加速度传感器作为判定人体状态的依据，使用了 MMA7260三轴加速度传感器从XYZ三个方向来同时获取老人身体运动，提高了监测仪的精度，减少了监测仪的体积。加速度传感器为MMA7260单芯片三轴加速度传感器，测量人体活动时三维的加速度信号，三个相互垂直方向上的加速度由G-Cell传感单元感知，经过容压变换器、增益放大、滤波器和温度补偿后以电压信号输出。终端监测仪以ZigBee网络中的RFD作为核心设备，以一定周期采集终端监测仪的底板上的加速度传感器MMA7260的三轴加速度电压值。完成姿态判断后，向协调器发送状态数据信息，并可在需要的时候发送求救信息和接受提示信息。网络的传输距离可在以协调器为中心的10到100米的范围内，可满足家庭等一般性环境。人体状态监测系统可同时对多个对象的人体状态进行监测。每个监测对象根据加入网络顺序的不同分配有不同的ID，以区分不同的用户。当需要更换电池而关闭终端人体状态监测仪的电源或其它情况导致暂时失去网络连接，只需重新打开电源，监测仪便会自动以原来的ID重新加入到网络中，保持采集状态的连续性。通过人体状态监测仪内置的传感器，采集到状态数据，对合理数据迅速提取分析， 传递给协调器。现可监测的人体状态有站立、躺下、卧倒、慢跑、左侧卧倒，右侧卧倒，摔倒， 紧急状态这八种状态。ZigBee协调器主要负责建立ZigBee网络，与各个终端设备进行绑定，完成对来自终端设备的数据接收和转发。由于ZigBee无线技术具有低功耗、低成本、近距离，工作在免执照频段等特点，适用于本文描述的家庭环境中对老人身体状态的监测。协调器的硬件部分使用的是成都无线龙公司的ZigBee开发套件，包括ZigBee无线模块和扩展底板，协调器的尺寸为70mmX55mmX25mm，体积小巧，便于与计算机相连。另外还需要一根用于连接ZigBee协调器和计算机的串口线，以及为ZigBee协调器供电的 220V-5V 的 DC 电源。监控中心负责对来自ZigBee协调器转发的终端人体状态监测仪的数据进行分析、显示，可同时对四位老人进行监测。老人ID、身体状态信息以及时间等信息实时记录到数据文件中，通过对数据文件的访问，可以分析和获取老人近期的活动情况。通过对软件的相关选项进行设置，当老人出现跌倒，紧急情况，紧急求助三个状态时，监控中心可通过短信的方式与老人的监护人取得联系，以采取进一步的措施，监测中心通过串口与短信猫连接，在软件报警时，使用AT指令与短信猫通信，发送内容为“紧急报警，速来救治”的报警短信。短信的接收方可以通过软件进行设置。通过软件，监护人亦可向指定的老人发送提醒消息，该消息会显示在终端监测仪的屏幕上。监控中心的老人身体状态监测系统软件有三个功能按键，分别为“通信设置”，“查看记录”和“软件信息”。在“状态指示”里可以显示四位老人的身体状态信息，包括站立、 躺下、左侧卧倒、右侧卧倒、紧急情况、俯卧、慢跑和摔倒，当出现紧急情况、摔倒或紧急求救时，系统会根据用户的设定来发送报警求救短信和语音报警。在“事件提醒”里，用户可以选择要发送提醒事件的老人ID和提醒事件的内容，点击“发送”按钮后，提醒内容会显示在相应老人的身体状态监测仪上，同时蜂鸣器会发出声音，以提示老人查看。在主接口左边的文本框里，会显示由身体状态监测仪发来的状态数据。状态数据的格式如下表所示。表1老人身体状态数据
权利要求
1.一种老人身体状态监测装置，它包括终端人体状态监测仪、协调器和监控中心，其特征是所述终端人体状态监测仪通过绑定和无线的方式与协调器连接，所述监控中心通过 USB接口和协调器连接；所述终端人体状态监测仪，佩戴于被监测人的腰部，用于监测和传送状态信息；所述协调器，通过绑定和无线的方式与终端人体状态监测仪连接，初始化无线网络和接收来自终端人体状态监测仪监测获得的人体状态信息；所述监控中心，对来自协调器转发的终端人体状态监测仪的数据进行分析、显示，并对老人的异常状态做出及时响应，也可通过互联网及GSM网络与外界取得联系，提醒监控人对紧急状态采取相应的措施。
2.根据权利要求1所述的老人身体状态监测装置，其特征是所述终端人体状态监测仪包括微处理器、电源稳压模块、显示模块、按键和加速度传感器，所述微处理器分别与电源稳压模块、显示模块、按键和加速度传感器连接。
3.根据权利要求1所述的老人身体状态监测装置，其特征是所述终端人体状态监测仪采用干电池供电。
4.根据权利要求1所述的老人身体状态监测装置，其特征是所述协调器为ZigBee协调器，用于初始化ZigBee无线网络和接收人体状态信息。
5.根据权利要求2所述的老人身体状态监测装置，其特征是所述加速度传感器为 MMA7260单芯片三轴加速度传感器，测量人体活动时三维的加速度信号，三个相互垂直方向上的加速度由G-Cell传感单元感知，经过容压变换器、增益放大、滤波器和温度补偿后以电压信号输出。
全文摘要
本发明公开了一种老人身体状态监测装置，它包括终端人体状态监测仪、协调器和监控中心，终端人体状态监测仪通过绑定和无线的方式与协调器连接，监控中心通过USB接口和协调器连接；终端人体状态监测仪，佩戴于被监测人的腰部，用于监测和传送状态信息；协调器，通过绑定和无线的方式与终端人体状态监测仪连接，初始化无线网络和接受来自终端人体状态监测仪监测获得的人体状态信息；监控中心，对来自协调器转发的终端人体状态监测仪数据进行分析、显示，并对老人的异常状态做出及时响应，也可通过互联网及GSM网络与外界取得联系，提醒监控人对紧急状态采取相应的措施。本发明可应用于老年人、残障人等安全监测和监护。便于携带、使用方便。
文档编号G08B21/04GK102339520SQ20101023013
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者刘雨盈 申请人:刘雨盈