一种用于蹲便式卫生间内部的晕倒报警方法与流程

本发明涉及安全与服务领域，尤其涉及一种用于蹲便式卫生间内部的晕倒报警方法。

背景技术：

随着社会现代化进程的发展，科学技术在安全和服务业的作用日益显著。卫生间作为公共场合的非公开场所，若人员在其内晕倒，消息难以被外界得知，可能会造成严重后果。

据报道，人群中20％的人至少发生过一次晕倒，65岁以上老年人每年约1/3的人晕倒1次以上，而且比例随着年龄增长而增加，80岁以上老年人跌倒的年发生率可高达50％。而美国疾病控制与预防中心的研究数据证实，美国每年大约有23.5万人在卫生间里发生意外被送进急诊室，近14％需要留院治疗。上海市精神卫生中心调查发现，患者晕倒在卫生间的比例高达50.9％。中山大学附属江门医院神经内科二区对晕倒事件进行回顾性分析发现，晕倒姿态为在上卫生间的比例为33.3％。

现阶段，针对晕倒报警的发明专利存在但具有一定的局限性。目前已设计出的晕倒报警装置可以分为三类。

第一类报警装置通过视频监测，根据人体晕倒时身体或姿态的显著变化，来达到晕倒报警的目的。这类装置能很准确地判断人员是否晕倒，并可以通过人工检查除去误判的情况，但也存在极大的缺点，无法应用于隐私度较高的场所，如卫生间，换衣间，浴室等。

第二类报警装置应用于终端客户，根据装有导电液体的容器测定人体的倾斜角度，当与人体晕倒时的倾斜角度相吻合时，会触发相应的报警。这种装置能够实现实时监测晕倒，但只能用于终端客户，成本高，不方便，推广度受限，在有他人的公众场合造成不必要的浪费，又无法实现在公共场合的非公开场所的高效率晕倒监测。

第三类报警装置是通过人员在密闭空间内停留时间长短来判断人员是否晕倒。该方法简单易操作，但误判可能性大。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种用于蹲便式卫生间内部的晕倒报警方法，以期能有效检测密闭空间内人员晕倒的情况，并及时给与报警，从而提高报警的准确性以及人员的安全性。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种用于蹲便式卫生间内部的晕倒报警方法的特点是应用于由应变电阻模块、电流监测模块、延时模块、蜂鸣器、控制模块、触控模块、显示器和无线传输模块组成的报警系统中；

所述应变电阻模块铺设在蹲便式卫生间的地面上，且所述应变电阻模块是由n个电阻式应变片互相并联而成；任意一个电阻式应变片上串联有弹性开关；所述晕倒报警方法是按如下步骤进行：

步骤1、定义时刻t，并初始化t＝1；

步骤2、所述电流监测模块在t时刻和t+1时刻获取所述应变电阻模块所采集的电流值i(t)和i(t+1)并传递给所述控制模块；

步骤3、所述控制模块判断相邻时刻的电流变化值δi(t,t+1)是否超过所设定的电流阈值，若超过，则执行步骤4；否则，将t+1赋值给t，并返回步骤2；

步骤4、定义当前计时时刻为t，并初始化t＝1；

步骤5、所述控制模块判断相邻时刻的电流变化值δi(t,t+1)是否超过所设定的阈值，若超过，则令t+1赋值给t后，执行步骤6，否则，令t＝0，并返回步骤1；

步骤6、判断t>tmax是否成立，若成立，则执行步骤7；否则，返回步骤5；其中，tmax表示所设定的累计时间阈值；

步骤7、定义报警时刻为y，并初始化y＝1；

步骤8、所述控制模块在y时刻控制所述蜂鸣器报警，并通过所述显示器显示帮助提示语；

步骤9、所述控制模块判断所述触控模块是否有被触发，若被触发，则控制所述蜂鸣器停止报警，并返回步骤1，否则，令y+1赋值给y后，执行步骤10；

步骤10、所述延时模块判断y>ymax是否成立，若成立，则所述控制模块通过所述无线传输模块将报警信号传递给外部的监控中心；否则，返回步骤9；其中，ymax表示触发时间阈值。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明能够利用人员晕倒与正常使用卫生间时身体姿态的差异导致的电阻式应变片的不同状态，使电路中的电流出现显著变化，并发出警报，外界在几秒内便能获取信息进行救助，从而降低了因可控因素而导致人员受伤或死亡的发生率，保证了人员的安全性。

2、本发明应用于较大概率发生晕倒的场合：公共卫生间，能够高效率实现晕倒监测和警报，在保护使用者的隐私的前提下，方便准确地监测晕倒并及时报警，减少了误判并提高了准确性，弥补了现存的几种晕倒报警器的缺陷，有较大的推广空间。

3、本发明一种用于蹲便式卫生间内部的晕倒报警系统的报警根据为人员晕倒与正常使用时身体姿态的差异，可以基本消除误报警系统适应能力强，对不同人员使用具有兼容性，报警准确性高。

附图说明

图1是本发明一种用于蹲便式卫生间内部的晕倒报警方法的流程图；

图2是本发明一种用于蹲便式卫生间内部的晕倒报警方法的结构图。

具体实施方式

本实施例中，如图2所示，一种用于蹲便式卫生间内部的晕倒报警方法，是应用于由应变电阻模块、电流监测模块、延时模块、蜂鸣器、控制模块、触控模块、显示器和无线传输模块组成的报警系统中。

应变电阻模块铺设在蹲便式卫生间的地面上，且应变电阻模块是由n个电阻式应变片互相并联而成；任意一个电阻式应变片上串联有弹性开关。电阻式应变片为中部下空的短接式敏感栅应变片。该晕倒报警方法是按如下步骤进行：

步骤1、定义时刻t，并初始化t＝1；

步骤2、电流监测模块在t时刻和t+1时刻获取应变电阻模块所采集的电流值i(t)和i(t+1)并传递给控制模块；

步骤3、控制模块判断相邻时刻的电流变化值δi(t,t+1)是否超过所设定的电流阈值，若超过，则执行步骤4；否则，将t+1赋值给t，并返回步骤2；

本实施例中，假定所设定的电流变化值δi(t,t+1)阈值是[0,0.8]ka，累计时间阈值为2s，

触控时间阈值为3s。假定电阻式应变片各参数如下表一：

表一

电流变化值δi(t,t+1)推导过程如下：

人员处于不同姿态时，应变片接受的均布载荷为：

接通的应变片数目为：

每个应变片基底梁的断面转角为：

每个应变片基底梁的伸长长度为：

δl＝2yθ(4)

每个应变片的阻值为：

此时电路中的电流为：

(t+1)时刻和(t)时刻电流变化值为：

以上式子中，u为电路的恒定直流电压；v为敏感栅电阻式应变片每栅的体积；μ为应变片中电阻丝的电阻率；k为每个敏感栅的栅数；x为任意应变片与地面的接触面积；zt为t时刻人员与地面的接触面积；zt+1表示t+1时刻人员与地面的接触面积；l0表示基底梁中性层长度，y表示基底梁的伸长面与中性层的垂直距离；m表示人员重量；e表示应变片基底梁的材料弹性模量；i表示应变片基底梁的材料截面惯矩。

经过计算得出的不同体型的五种人员在双脚触地、单脚触底和躺卧状态三种不同的姿态时所触发的电流值的大小，以及人员晕倒时电路中电流的增大值，如表二：

表二

得出结论：以上电流变化值均超过所设阈值，执行步骤4。

步骤4、定义当前计时时刻为t，并初始化t＝1；

步骤5、控制模块判断相邻时刻的电流变化值δi(t,t+1)是否超过所设定的阈值，若超过，则令t+1赋值给t后，执行步骤6，否则，令t＝0，并返回步骤1；

步骤6、判断t>tmax是否成立，若成立，则执行步骤7；否则，返回步骤5；其中，tmax表示所设定的累计时间阈值；

其中，步骤4、步骤5、步骤6是为了避免由人员摔倒或东西掉落等情况造成的误报警，当以上情况消除，则计时解除。

步骤7、定义报警时刻为y，并初始化y＝1；

步骤8、控制模块在y时刻控制蜂鸣器报警，并通过显示器显示帮助提示语；例如提示语显示“是否需要帮助”。

步骤9、控制模块判断触控模块是否有被触发，若被触发，则控制蜂鸣器停止报警，并返回步骤1；否则，令y+1赋值给y后，执行步骤10。具体实施中，触控模块提供“否”选择，“是”选择并不触发触控模块。

步骤10、延时模块判断y>ymax是否成立，若成立，则控制模块通过无线传输模块将报警信号传递给外部的监控中心；否则，返回步骤9；其中，ymax表示触发时间阈值。

若人员选择触发触控模块，则表示不需要帮助，警报解除，若触控模块在触发时间阈值内未被触发，则无线传输模块将报警信号传递给外部的监控中心。