一种跌倒报警装置的制作方法

本发明涉及人体穿戴电子设备技术领域，具体涉及一种跌倒报警装置。

背景技术：

在这个全球老龄化的时代，许多国家已经认识到了问题的重要性，美、英、日等发达国家也正在积极的探索，许多科研机构目前都在政府的积极引导和大力扶持下开展了各种以更好服务老年人，以求改善他们生活品质的科学研究，正因如此，就老年人意外跌倒丽言，不仅仅需要建立一系列预防保障措施，如家庭环境中多安装扶手，防滑垫以及对老年人进行必要的防跌倒安全知识教育等等，更重要的是，在发生意外跌倒情况时如何做到能够及时发现并及时送医救治，以此来降低跌倒带来的后续伤害风险。自然而然，建立二套完善的针对老年人，尤其是独居老人的跌倒检测及报警通讯装置是十分必要且重要的。

国际上目前关于检测人跌倒的技术和方法很多，如果分类以从人身体与环境的信号采集渠道就可以把人跌倒的检测技术分为三类：基于视觉系统的跌倒检测系统，基于声学的跌倒检测系统，基于可穿戴式传感器的跌倒检测系统。基于视觉系统的检测方法具有以下缺点：一、摄像头监测可能会泄漏被观测对象的日常生活隐私，而老人易摔倒的区域包括卫生间和阳台，这些地方并不是很合适安装摄像头；二、如果需要做到全面全时的监测，需要安装数量较多的摄像装置，一旦对象在摄像画面之外就无法对其进行有效监测；三、对摄像设备和网络传输设备的要求较高。基于声学的跌倒检测系统存在实际使用时存在的干扰太大，误报率较大反而容易造成不必要的麻烦和恐慌。基于可穿戴式传感器的跌倒检测系统可以做到不受时间不受地点的全时段全方位无死角的检测，而且又能提供相对精确的检测功能，因此基于可穿戴的跌倒检测是目前最合适的检测系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、使用便捷，通过体位状态传感器及加速度传感器的实时监测，当人体参数发生变化时，判断是否发生危险的意外跌倒状况，通过报警器和通信系统帮助老人解决意外跌倒的后顾之忧，显著提高检测的准确性能，使用时也更加方便的跌倒报警装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种跌倒报警装置，所述装置包括微处理器，微处理器的信号输入端分别连接有加速度传感器、体位状态传感器、定位模块、信息存储模块和操作指令输入模块，处理器的信号输出端分别连接有蓝牙模块、蜂鸣器和外接插口；体位状态传感器用于检测人体处于坐立还是倒卧的体态信息，加速度传感器用于检测人体由坐立状态变为倒卧状态的变化速度，当加速度传感器输出信号大于设定阈值，且体位状态传感器输出为倒卧状态的信号，则微处理器的信号输出端发出报警指令至蜂鸣器和蓝牙模块，通过蓝牙模块向智能手机发出特定的求救信号，再通过智能手机自动将其求救信号发给设定的人员，定位模块用于实时将跌倒报警装置携带者位置信息传输给微处理器，并由微处理器通过蓝牙模块及智能手机自动将其位置信息发送给设定的人员，信息存储模块用于存储跌倒报警装置携带的个人信息，操作指令输入模块用于微处理器与操作键之间的连接，操作键包括求救按键、求救解除按键和开关按键，外接插口用于通过数据线与智能手机或电脑连接读取信息存储模块内的个人信息。

为了能够实现采用结构简单的传感器即可以判断出携带者是否跌倒，优选的技术方案是，所述体位状态传感器包括由非导电材料制成的管体，管体的两端设有封堵，每个封堵位于管体内的一端设有电极片或电极针，电极片或电极针通过导线引致管体外与微处理器的信号输入端连接，管体内装有1/2～3/4的导电液或水银，管体位于竖直状态时管体的两端电极片或电极针不导通体位状态传感器没有信号输出，管体位于倾斜或水平状态时管体的两端电极片或电极针导通体位状态传感器有信号输出。

为了避免由于跌倒报警装置携带者因正常活动而导致的误报警，优选的技术方案还有，所述加速度传感器与体位状态传感器通过延时电路与微处理器的信号输入端连接，所述延时电路的延时时间为0.5～1.5分钟。

为了便于及时准确的将跌倒者的跌到位置发送给救助者，优选的技术方案还有，所述定位模块为wifi定位模块、或北斗定位模块、或gps定位模块。

为了便于跌倒报警装置的加工制作，便于应用功能的扩展，便于缩小跌倒报警装置的体积，优选的技术方案还有，所述微处理器采用的是atmega328p-au。

为了便于跌倒报警装置的加工制作，便于零部件的采购、便于维修，优选的技术方案还有，所述蓝牙模块采用bc04-b。

为了便于跌倒报警装置操作使用，优选的技术方案还有，所述智能手机或电脑运行android2.3系统软件。

为了便于跌倒报警装置的加工制作，便于零部件的采购、便于维修，优选的技术方案还有，所述加速度传感器采用adxl345。

为了便于跌倒者附近的人员能够及时了解掌握跌倒者的基本情况，优选的技术方案还有，所述微处理器的信号输出端还连接有液晶显示，所述微处理器向蓝牙模块及蜂鸣器发出报警信号的同时，还将跌倒报警装置携带者的个人信息输出到液晶显示上。

为了便于跌倒报警装置的随身携带，且在使用者跌倒后能够及时发出求救信号，优选的技术方案还有，所述跌倒报警装置形状为笔式结构，其中体位状态传感器、加速度传感器设置在笔杆内的上部，微处理器、定位模块、信息存储模块、操作指令输入模块、蓝牙模块、蜂鸣器和外接插口设置在笔杆内的下部，求救按键设置在笔杆的上端，求救解除按键和开关按键设置在笔杆的侧面，液晶显示在笔杆上部的前面，在笔杆上部的后面设有卡扣件。

本发明的优点和有益效果在于：该跌倒报警装置具有结构简单、使用便捷，报警及时，还可避免误报警。由于在该跌倒报警装置设有信息存储模块，信息存储模块内的存储信息可以通过蓝牙模块发送到智能手机或电脑上，也可以通过也将显示器显示在跌倒报警装置上。在信息存储模块内可以存储跌倒报警装置携带者的姓名、年龄、家庭住址、亲友电话、既往病史等信息。跌倒报警装置上设置的操作按键，可用于使用者跌倒后在清醒的状态下，再次通过按键求救，或在跌倒后无碍的情况下通过解除按键解除报警状态，或解除误报警的状态。该跌倒报警装置采用笔式结构是为了使用者便于携带，便于使用，其结构就如同录音笔的形状。而设置在跌倒报警装置内的体位状态传感器，由于是在空心管体内注入有一定的导电液体或水银，管体的上下设有电极，在正常情况下管体呈竖直状态，管体两端的电极不能导通，体位状态传感器没有信号发出，当跌倒报警装置携带者跌倒后，管体倾斜或呈横向状态，此时管体内的导电液或水银将管体两端的电极接通，体位状态传感器发出电信号。该体位状态传感器的结构简单，加工制作成本低，且灵敏度较高。

附图说明

图1是本发明跌倒报警装置的系统组成结构示意图；

图2是本发明跌倒报警装置的外部结构示意图；

图3是本发明跌倒报警装置中的延时电路。

图中：1、笔杆；2、体位状态传感器；3、加速度传感器；4、微处理器；5、定位模块；6、信息存储模块；7、操作指令输入模块；8、蓝牙模块；9、蜂鸣器；10、外接插口；11、求救按键；12、求救解除按键；13、关按键；14、液晶显示；15、卡扣件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明是一种跌倒报警装置，所述装置包括微处理器，微处理器的信号输入端分别连接有加速度传感器、体位状态传感器、定位模块、信息存储模块和操作指令输入模块，处理器的信号输出端分别连接有蓝牙模块、蜂鸣器和外接插口；体位状态传感器用于检测人体处于坐立还是倒卧的体态信息，加速度传感器用于检测人体由坐立状态变为倒卧状态的变化速度，当加速度传感器输出信号大于设定阈值，且体位状态传感器输出为倒卧状态的信号，则微处理器经过对上述信号进行处理后，微处理器的信号输出端发出报警指令至蜂鸣器和蓝牙模块，通过蓝牙模块向智能手机发出特定的求救信号，再通过智能手机自动将其求救信号发给设定的人员，定位模块用于实时将跌倒报警装置携带者位置信息传输给微处理器，并由微处理器通过蓝牙模块将其位置信息发送给设定的人员，定位模块也可以设置在智能手机内，这种情况下跌倒报警装置必须同时也携带有智能手机。信息存储模块用于存储跌倒报警装置携带的个人信息，既在信息存储模块内可以存储跌倒报警装置携带者的姓名、年龄、家庭住址、亲友电话、既往病史等信息。操作指令输入模块用于微处理器与操作键之间的连接，操作键可以包括求救按键、求救解除按键和开关按键，其中求救按键不但可以用于跌倒后的求救，还可以用于跌倒报警装置携带者走失迷路，或遇突发事件如交通事故、病情突发、火灾、遭遇劫持等情况。外接插口用于通过数据线与智能手机或电脑连接读取信息存储模块内的个人信息，或将跌倒报警装置携带者的个人信息输入到信息存储模块内，外接插口还可用于为跌倒报警装置充电，以及应用与扩展功能模块的连接。

为了能够实现采用结构简单的传感器即可以判断出携带者是否跌倒，本发明优选的实施方案是，所述体位状态传感器包括由非导电材料如玻璃、塑料或陶瓷制成的管体，管体的两端设有橡胶封堵，每个封堵位于管体内的一端设有电极片或电极针，电极片或电极针通过导线引致管体外与微处理器的信号输入端连接，管体内装有1/2～3/4的导电液(如：氯化铝溶液、硝酸铝溶液、硝酸银溶液、氯化铁溶液、氯化铜溶液、硝酸铜溶液、氯化亚铁溶液、碳酸钠溶液、硝酸钠溶液、硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、碳酸钾溶液等等)或水银，管体位于竖直状态时管体的两端电极片或电极针不导通体，体位状态传感器无信号输出，管体位于倾斜或水平状态时管体的两端电极片或电极针导通体位状态传感器有信号输出。但是当只有体位状态传感器有信号输出而加速度传感器输出的电信号小于设定的阈值时，跌倒报警装置也不会发出报警求救信号。也就是说跌倒报警装置携带者是缓慢的倒下，或者是在躺卧状态下仍然携带着跌倒报警装置，此时跌倒报警装置不会发出无报警信息。再有一种情况是跌倒报警装置携带者虽然是突然跌倒，但跌倒后上身处于坐姿状态，此时虽然加速度传感器输出的电信号大于设定的阈值，但体位状态传感器无信号输出，此时跌倒报警装置也不会发出报警信号。这种情况下如果跌倒者认为有必要求救，就可以通过按下求救按键求救。

为了避免由于跌倒报警装置携带者因正常活动(如跑步、蹦跳、弯腰作业或不慎将跌倒报警装置跌落等情况)而导致的误报警，本发明优选的实施方案还有，所述加速度传感器与体位状态传感器通过延时电路与微处理器的信号输入端连接，所述延时电路的延时时间为0.5～1.5分钟。延时电路如图3所示。

为了便于及时准确的将跌倒者的跌到位置发送给救助者，本发明优选的实施方案还有，所述定位模块可以选用wifi定位模块、或选用北斗定位模块、或选用gps定位模块。

为了便于跌倒报警装置的加工制作，便于应用功能的扩展，便于缩小跌倒报警装置的体积，本发明优选的实施方案还有，所述微处理器采用的是atmega328p-au(atmelco.)。

为了便于跌倒报警装置的加工制作，便于零部件的采购、便于维修，本发明优选的实施方案还有，所述蓝牙模块采用csr公司的bc04-b。

为了便于跌倒报警装置操作使用，优选的技术方案还有，所述智能手机或电脑运行android2.3系统软件。

为了便于跌倒报警装置的加工制作，便于零部件的采购、便于维修，本发明优选的实施方案还有，所述加速度传感器可采用adxl345。并运行基于阈值等跌到检测算法。

为了便于跌倒者附近的人员能够及时了解掌握跌倒者的基本情况，本发明优选的实施方案还有，在所述微处理器的信号输出端还连接有液晶显示，所述微处理器向蓝牙模块及蜂鸣器发出报警信号的同时，还将跌倒报警装置携带者的个人信息(既存储在信息存储模块中的信息)输出到液晶显示上。

为了便于跌倒报警装置的随身携带，且在使用者跌倒后能够及时发出求救信号，本发明优选的实施方案还有，如图2所示，所述跌倒报警装置形状为笔式结构(类似于录音笔的形状)，其中体位状态传感器2、加速度传感器3设置在笔杆1内的上部，微处理器4、定位模块5、信息存储模块6、操作指令输入模块7、蓝牙模块8、蜂鸣器9和外接插口10设置在笔杆内的下部，可将求救按键11设置在笔杆1的上端，求救解除按键12和开关按键13设置在笔杆1的侧面，液晶显示14在笔杆1上部的前面，在笔杆1上部的后面设有卡扣件14。跌倒报警装置可通过卡扣件15卡装在上衣的口袋内，也可通过尼龙粘扣粘贴在衣服上，或者通过软绳挂在脖颈上

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。