智能监护鞋及其监护方法
【专利摘要】本发明提供了一种智能监护鞋及其监护方法，包括鞋底和鞋面，鞋面固定在鞋底上，鞋底包括：复合传感器，用于获取智能监护鞋的状态数据，并将状态数据发送至主控制器；压力传感器，用于获取用户对鞋底的压力数据，并将压力数据发送至主控制器；与复合传感器和压力传感器相连的主控制器，用于根据状态数据和压力数据分析判断所述用户的状态，并在判定用户的状态为跌倒时，产生第一控制指令并发送至无线通讯器；与主控制器相连的无线通讯器，用于在接收到第一控制指令后，发送报警信号至外界通讯接收装置，从而解决了由于老人跌倒后不能自主按压报警按钮，而导致报警按钮不能及时发送报警求助信息进而延误老人救治的问题。
【专利说明】智能监护鞋及其监护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感【技术领域】，更具体地说，涉及一种智能监护鞋及其监护方法。
【背景技术】
[0002]由于中国正加速进入老龄化社会，因此，老人看护等系统和设备的研发已经成为人们重点关注的课题之一。
[0003]研究表明，跌倒以及跌倒后不能及时得到救治是导致老年人伤残、失能和死亡的重要原因之一。由于老人发生跌倒事件的主要地点是家中，并且，家中无人看护是老人发生跌倒事件后不能及时得到救治的主要原因，因此，如何及时获知老人是否跌倒是老人看护的主要研究方向。
[0004]目前，绝大多数针对老年人跌倒的智能看护手段是让老人随身携带一个报警按钮，例如，将报警按钮戴在老人的手腕上或将报警按钮挂在老人的脖子上。这种看护手段需要老人在跌倒后按压报警按钮，才能发出报警求助信息。但是，老人跌倒后经常会出现昏迷或四肢不能活动等伤害，因此，会出现由于老人跌倒后不能自主按压报警按钮，而导致报警按钮不能及时发送报警求助信息进而延误老人救治的问题，不利于看护设备的实际应用。此外，在家中佩戴报警按钮会带给老人更多的束缚，增加了老人的负担，影响了老人的正常生活。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种智能监护鞋及其监护方法，以解决现有技术中由于老人跌倒后不能自主按压报警按钮，而导致报警按钮不能及时发送报警求助信息进而延误老人救治的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种智能监护鞋，包括鞋底和鞋面，所述鞋面固定在所述鞋底上，所述鞋底包括:
[0008]复合传感器，用于获取所述智能监护鞋的状态数据，并将所述状态数据发送至主控制器；
[0009]压力传感器，用于获取用户对所述鞋底的压力数据，并将所述压力数据发送至主控制器；
[0010]与所述复合传感器和压力传感器相连的主控制器，所述主控制器用于接收所述智能监护鞋的状态数据和所述用户对所述鞋底的压力数据，根据所述状态数据和压力数据分析判断所述用户的状态，并在判定所述用户的状态为跌倒时，产生第一控制指令并发送至无线通讯器；
[0011]与所述主控制器相连的无线通讯器，所述无线通讯器用于在接收到所述第一控制指令后，发送报警信号至外界通讯接收装置。
[0012]优选的，所述主控制器还用于在所述用户的状态发生变化时，产生第二控制指令并发送至无线通讯器；
[0013]所述无线通讯器还用于在接收到所述第二控制指令后，将所述用户的状态变化信息发送至所述外界通讯接收装置。
[0014]优选的，还包括:
[0015]与所述复合传感器、压力传感器、主控制器和无线通讯器相连的电池，以及与所述电池相连的无线充电电路。
[0016]优选的，还包括:
[0017]无线充电垫，用于通过所述无线充电电路向所述电池充电。
[0018]优选的，所述主控制器还用于接收所述电池的剩余电量信息，并在所述剩余电量小于预设值时，产生第三控制指令并发送至无线通讯器；
[0019]所述无线通讯器还用于在接收到所述第三控制指令后，将所述剩余电量信息发送至所述外界通讯接收装置。
[0020]优选的，所述复合传感器包括加速度传感器和陀螺仪。
[0021]优选的，所述压力传感器设置在所述鞋底与用户的前脚掌和/或脚跟接触的部位。
[0022]优选的，所述无线通讯器通过射频通讯网、WIFI或ZigBee无线通讯网与所述外界通讯接收装置进行通讯。
[0023]一种智能监护鞋的监护方法，包括:
[0024]获取智能监护鞋的状态数据以及用户对所述智能监护鞋的压力数据；
[0025]根据所述状态数据和压力数据分析判断所述用户的状态；
[0026]在所述用户的状态为跌倒时，控制无线通讯器发送报警信号至外界通讯接收装置。
[0027]优选的，还包括:
[0028]在所述用户的状态发生变化时，控制无线通讯器将所述用户的状态变化信息发送至所述外界通讯接收装置。
[0029]优选的，还包括:
[0030]接收所述智能监护鞋的剩余电量信息；
[0031]在所述剩余电量小于预设值时，控制无线通讯器将所述剩余电量信息发送至所述外界通讯接收装置。
[0032]与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点:
[0033]本发明所提供的智能监护鞋及其监护方法，能够实时监控用户的状态，即能够根据智能监护鞋的状态数据和用户对鞋底的压力数据判断的当前用户的状态，并在用户状态为跌倒时，自动启动报警功能，发送报警信号至外界通讯接收装置，以使得亲友或社区或社会公共资源及时对用户进行救助，从而解决了由于老人等用户跌倒后不能自主按压报警按钮，而导致报警按钮不能及时发送报警求助信息进而延误老人救治的问题。
[0034]并且，鞋是用户正常生活中不可缺少的物品，虽然本发明提供的智能监护鞋具有复合传感器、压力传感器和主控制器等器件，但是，其在外观上与普通的鞋并无太大区别，因此，与额外佩戴报警按钮的方式相比，穿戴智能监控鞋的监护方式更加方便舒适，既不会给用户带来束缚，也不会增加用户的负担。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0036]图1为本发明实施例一提供的一种智能监护鞋的结构示意图；
[0037]图2为本发明实施例一提供的智能监护鞋的监护系统结构示意图；
[0038]图3为本发明实施例二提供的智能监护鞋的监护方法流程图。
【具体实施方式】
[0039]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做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。
[0040]实施例一
[0041]本实施例提供了一种智能监护鞋，该智能监护鞋优选为智能监护拖鞋，如图1所示，该智能监护拖鞋的外观结构与普通拖鞋的外观结构基本一致，包括鞋底I和鞋面2，且鞋面2固定在鞋底I上。本实施例提供的智能监护拖鞋的不同之处在于，鞋底I内包括如图2所示的监护系统，该监护系统包括复合传感器101、压力传感器102、主控制器103、无线通讯器104、电池和无线充电电路105等器件。
[0042]本实施例中，复合传感器101包括加速度传感器和陀螺仪，优选为集成三轴加速度传感器和三轴陀螺仪的单芯片复合传感器101，用于捕捉智能监护鞋的状态的轻微变化。例如，当智能监护鞋的用户站立时，智能监护鞋处在一种水平角度的正面放置状态；当用户行进时，智能监护鞋会随着人脚的移动呈现规律性的角度变化；当用户跌倒时，智能监护鞋一般会出现快速的加速度异常变化，然后呈一定角度的倾斜状态。因此，本实施例中的复合传感器101用于获取智能监护鞋的状态数据，并将所述状态数据发送至主控制器103，以便主控制器103进行分析判断。
[0043]如图1所示，压力传感器102设置在智能监护鞋的鞋底与用户的前脚掌接触的部位，或者设置在智能监护鞋的鞋底与用户的脚跟接触的部位，或者设置在在智能监护鞋的鞋底与用户的前脚掌接触的部位和鞋底与用户的脚跟接触的部位，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，压力传感器102可以设置在鞋底的其他位置，只要该压力传感器102能够获取用户对鞋底的压力数据即可。
[0044]其中，压力传感器102用于获取用户对智能监护鞋的鞋底的压力数据。例如，当用户站立、坐下、行走时都会有相对平稳的压力数据被压力传感器102监测到；当用户跌倒时，其对鞋底的压力会减小甚至为零。压力传感器102将这些压力数据发送至主控制器103后，主控制器103就可以判断用户是否在穿着智能监护鞋以及用户当前的状态。
[0045]本实施例中，主控制器103采用低功耗的微控制器。该主控制器103与复合传感器101和压力传感器102相连，能够接收复合传感器101发送的智能监护鞋的状态数据以及压力传感器102发送的用户对智能监护鞋的鞋底的压力数据。在接收到状态数据和压力数据后，主控制器103根据所述状态数据和压力数据分析判断用户的当前状态，并在判定用户的当前状态为跌倒时，产生第一控制指令并发送至无线通讯器104，以控制无线通讯器104发送报警信号至外界通讯接收装置200。
[0046]即本实施例提供的智能监护鞋包括与主控制器103相连的无线通讯器104，该无线通讯器104用于在接收到第一控制指令后，发送报警信号至外界通讯接收装置200，以使得外界通讯接收装置200的使用者如亲友或社区或社会公共资源等及时对用户进行救助。
[0047]此外，主控制器103还用于在用户的状态发生变化时，产生第二控制指令并发送至无线通讯器104，以控制无线通讯器104将用户的状态变化信息发送至外界通讯接收装置200，即无线通讯器104还用于在接收到所述第二控制指令后，将所述用户的状态变化信息发送至所述外界通讯接收装置200。
[0048]例如，当用户一直站立时，压力数据不发生变化，则主控制器103不发送用户的状态数据；但是，当用户从站立状态变为行走状态时，主控制器103判定用户的状态发生了变化，就会将用户的状态变化信息发送至外界通讯接收装置200，以使得外界通讯接收装置200的使用者如亲友或社区或社会公共资源等能够根据用户的状态变化信息判断用户的活动量，从而可以根据用户长时间的活动量数据判断用户的身体及活动机能的变化趋势、健康状况等，进而判断老人是否适合单独居住以及是否应该转为人工看护。
[0049]本实施例中，为了避免居家环境中的通讯盲区，优选采用低能耗的无线通讯技术来实现无线通讯器104与外界通讯接收装置200之间的通信，即本实施例中可以采用RF射频通讯技术、低功耗WiFi技术或者ZigBee无线通讯技术来实现无线通讯器104与外界通讯接收装置200之间的通信。
[0050]并且，不同的无线通讯器104以及不同的通讯技术对应着不同的外界通讯接收装置200。例如，采用低功耗的WiFi时，外界通讯接收装置200可以是家里的普通的无线路由器；采用RF射频通讯技术或ZigBee无线通讯技术时，外界通讯接收装置200是一个具备RF通信或ZigBee通信方式的网关。基于此，外界通讯接收装置200的使用者例如亲友或社区等可以通过无线路由器或网关接收智能监护鞋发送的报警信号、状态变化或电量不足等信息，以便进行相应的救助或服务。
[0051 ] 当然在本发明的其他实施例中，外界通讯接收装置200可以与后方的各种老人监护服务系统相连，共同监护老人的日常生活。例如，该监护服务系统可以具有人体活动探测器、烟感传感器和燃气泄漏传感器等传感设备，以监护老人的居住环境是否安全。并且。所述传感设备能够与网关通讯，以在出现燃气泄漏等危害时及时与亲友或社区等进行通讯，以便其对老人进行救助。
[0052]本实施例中，优选的，智能监护鞋采用的是锂电池。该电池与复合传感器101、压力传感器102、主控制器103和无线通讯器104相连，以为其提供电压。并且，该电池还与无线充电电路相连，以采用无线充电技术进行充电。其中，该电池能够将剩余电量信息发送至主控制器103，主控制器103在接收电池的剩余电量信息后，判断剩余电量是否小于预设值，如果剩余电量小于预设值时，则产生第三控制指令并发送至无线通讯器104，以控制无线通讯器104将剩余电量信息发送至外界通讯接收装置200，提醒用户的亲友或社区人员等及时对智能监护鞋进行充电。由此可知，本实施例中的无线通讯器104还用于在接收到所述第三控制指令后，将所述剩余电量信息发送至所述外界通讯接收装置200。
[0053]本实施例中提供的智能监护鞋还包括无线充电垫，该无线充电垫用于通过无线充电电路向电池充电。用户只要在睡觉时，将智能监控鞋放置在无线充电垫上，无线充电电路就会自动对内部的锂电池充电。这种充电方式操作简单方便，也不影响用户使用智能监护鞋。
[0054]并且，采用无线充电技术对智能监控鞋进行充电，不需要在智能监控鞋上设置充电接口、接插端子等物理接口，因此，电池等器件可以设置在防水鞋底的内部，从而可以使智能监护鞋能够像普通鞋一样洗刷，解决了智能监护拖鞋防水难的问题。
[0055]本实施例提供的智能监护鞋，能够实时监控用户的状态，即能够根据智能监护鞋的状态数据和用户对鞋底的压力数据判断的当前用户的状态，并在用户状态为跌倒时，自动启动报警功能，发送报警信号至外界通讯接收装置200，以使得亲友或社区或社会公共资源及时对用户进行救助，从而解决了由于老人等用户跌倒后不能自主按压报警按钮，而导致报警按钮不能及时发送报警求助信息进而延误老人救治的问题。
[0056]并且，鞋是用户正常生活中不可缺少的物品，虽然本实施例提供的智能监护鞋具有复合传感器101、压力传感器102和主控制器103等器件，但是，其在外观上与普通的鞋并无太大区别，因此，与额外佩戴报警按钮的方式相比，穿戴智能监控鞋的监护方式更加方便舒适，既不会给用户带来束缚，也不会增加用户的负担。
[0057]实施例二
[0058]本实施例提供了一种智能监护鞋的监护方法，应用于实施例一提供的智能监护鞋，该方法的流程图如图3所示，包括:
[0059]S301:获取智能监护鞋的状态数据以及用户对所述智能监控鞋的压力数据；
[0060]由于智能监护鞋具有复合传感器和压力传感器，因此，智能监护鞋的监护系统能够通过复合传感器获取智能监护鞋的状态数据，通过压力传感器获取用户对智能监护鞋的鞋底的压力数据。
[0061]S302:根据所述状态数据和压力数据分析判断所述用户的状态；
[0062]获取智能监护鞋的状态数据和用户对智能监护鞋的鞋底的压力数据后，可以根据所述状态数据和压力数据分析判断所述用户的状态。例如，对状态数据分析后，获知智能监护鞋为水平放置状态，对压力数据分析后，获知用户对鞋底的压力为平稳且无较大波动的状态，由此可知，智能监护鞋的用户为静止站立状态。
[0063]S303:在所述用户的状态为跌倒时，控制无线通讯器发送报警信号至外界通讯接收装置。
[0064]当获取的状态数据中，加速度出现异常变化，同时获取的压力数据中，用户对鞋底的压力减小甚至为零时，即可判定用户的当前状态为跌倒，此时，可控制无线通讯器发送报警信号至外界通讯接收装置，以使得外界通讯接收装置的使用者如亲友或社区或社会公共资源等及时对用户进行救助。
[0065]此外，本实施例提供的智能监护鞋的监护方法，还包括:在所述用户的状态发生变化时，控制无线通讯器将所述用户的状态变化信息发送至所述外界通讯接收装置。根据所述状态数据和压力数据判定用户的状态发生变化时，可以控制无线通讯器将用户的状态变化信息发送至外界通讯接收装置，以便看护人员或系统根据用户的状态变化信息判断用户的活动量，从而可以根据用户的活动量数据判断用户的身体及活动机能的变化趋势、健康状况等，进而判断老人等用户是否适合单独居住以及是否应该转为人工看护。
[0066]本实施例提供的智能监护鞋的监护方法，还包括:获取所述智能监护鞋的剩余电量信息；在所述剩余电量小于预设值时，控制无线通讯器将所述剩余电量信息发送至所述外界通讯接收装置。由于智能监护鞋的电池电量是有限的，因此，为了保证智能监护鞋的使用，需要在电池电量低时给其充电。
[0067]本实施例提供的智能监护鞋的监护方法，能够实时监控智能监护鞋和该智能监护鞋的用户状态，即能够根据智能监护鞋的状态数据和用户对鞋底的压力数据判断的当前用户的状态，并在用户状态为跌倒时，自动启动报警功能，发送报警信号至外界通讯接收装置，以使得亲友或社区或社会公共资源及时对用户进行救助，从而解决了由于老人等用户跌倒后不能自主按压报警按钮，而导致报警按钮不能及时发送报警求助信息进而延误老人救治的问题。
[0068]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0069]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种智能监护鞋，包括鞋底和鞋面，所述鞋面固定在所述鞋底上，其特征在于，所述鞋底包括: 复合传感器，用于获取所述智能监护鞋的状态数据，并将所述状态数据发送至主控制器； 压力传感器，用于获取用户对所述鞋底的压力数据，并将所述压力数据发送至主控制器； 与所述复合传感器和压力传感器相连的主控制器，所述主控制器用于接收所述智能监护鞋的状态数据和所述用户对所述鞋底的压力数据，根据所述状态数据和压力数据分析判断所述用户的状态，并在判定所述用户的状态为跌倒时，产生第一控制指令并发送至无线通讯器； 与所述主控制器相连的无线通讯器，所述无线通讯器用于在接收到所述第一控制指令后，发送报警信号至外界通讯接收装置。
2.根据权利要求1所述的智能监护鞋，其特征在于，所述主控制器还用于在所述用户的状态发生变化时，产生第二控制指令并发送至无线通讯器； 所述无线通讯器还用于在接收到所述第二控制指令后，将所述用户的状态变化信息发送至所述外界通讯接收装置。
3.根据权利要求1或2所述的智能监护鞋，其特征在于，还包括: 与所述复合传感器、压力传感器、主控制器和无线通讯器相连的电池，以及与所述电池相连的无线充电电路。
4.根据权利要求3所述的智能监护鞋，其特征在于，还包括: 无线充电垫，用于通过所述无线充电电路向所述电池充电。
5.根据权利要求4所述的智能监护鞋，其特征在于，所述主控制器还用于接收所述电池的剩余电量信息，并在所述剩余电量小于预设值时，产生第三控制指令并发送至无线通讯器； 所述无线通讯器还用于在接收到所述第三控制指令后，将所述剩余电量信息发送至所述外界通讯接收装置。
6.根据权利要求5所述的智能监护鞋，其特征在于，所述复合传感器包括加速度传感器和陀螺仪。
7.根据权利要求6所述的智能监护鞋，其特征在于，所述压力传感器设置在所述鞋底与用户的前脚掌和/或脚跟接触的部位。
8.根据权利要求7所述的智能监护鞋，其特征在于，所述无线通讯器通过射频通讯网、WIFI或ZigBee无线通讯网与所述外界通讯接收装置进行通讯。
9.一种智能监护鞋的监护方法，其特征在于，包括: 获取智能监护鞋的状态数据以及用户对所述智能监护鞋的压力数据； 根据所述状态数据和压力数据分析判断所述用户的状态； 在所述用户的状态为跌倒时，控制无线通讯器发送报警信号至外界通讯接收装置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括: 在所述用户的状态发生变化时，控制无线通讯器将所述用户的状态变化信息发送至所述外界通讯接收装置。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，还包括: 获取所述智能监护鞋的剩余电量信息； 在所述剩余电量小于预设值时，控制无线通讯器将所述剩余电量信息发送至所述外界通讯接收装置。
【文档编号】G08B21/04GK104464189SQ201410579065
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】于忠清, 卜祥峰, 翟伟伟 申请人:青岛海尔软件有限公司