一种老人跌倒检测装置的制作方法

本实用新型具体涉及无线通信领域，具体涉及一种老人跌倒检测装置。

背景技术：

随着全球人口老龄化的到来，跌倒已经成为老年人致残和致死的重要原因之一。据世界卫生报告，“2002年全球有39.1万人死于跌倒，其中60岁以上的占50％以上，70岁以上的占40％。许多发达国家对居住在社区的65岁及以上的老年人研究发现，其中28％～35％在一年中发生过跌倒，80岁以上的则达到了50％。大约40％～70％的跌倒会造成伤害。”对于住在医院里的老年人，跌倒的发生率则会更高。跌倒会严重影响老年人的健康水平和生活质量，也会到来沉重的经济负担。因此，采取适当的措施为老年人提供救助十分重要。

现有老人跌倒检测技术主要有两种：一种是在用户可能活动的地方安装摄像头，来捕捉人体运动的画面，经过图像处理判断用户是否存在跌倒的图像特征；另一种是根据人体跌倒在木地板上的声音或人体跌倒时与地板的冲击来判断使用者是否跌倒。这两种方法都存在检测范围小，无法跟随用户实时监视的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种老人跌倒检测装置，解决了现有老人跌倒检测技术监测范围小，无法跟随用户实时监视的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种老人跌倒检测装置，包括：主控模块、传感器模块、gsm模块、gps模块、指示灯模块、按键模块、报警模块、电源模块和电池；

所述电源模块分别与主控模块、传感器模块、gsm模块、gps模块、指示灯模块、按键模块和报警模块电连接；所述主控模块分别与传感器模块、gsm模块、gps模块、指示灯模块、按键模块和报警模块通信连接；所述电池与电源模块电连接。

进一步地：电源模块包括电源插头dc_in1、电源按键sw1、稳压芯片u1、接地电容ec2、接地电容c1和接地电容ec1；所述电源模块的外围接口包括：vcc_3.3v端、vcc_5v端和gnd端；所述稳压芯片u1的vout引脚与接地电容ec2连接，并作为电源模块的vcc_3.3v端，所述稳压芯片u1的vin引脚分别与接地电容c1、接地电容ec1和电源按键sw1的3引脚连接，并作为电源模块的vcc_5v端；所述稳压芯片u1的gnd引脚分别与接地电容ec2的接地端、接地电容c1的接地端、接地电容ec1的接地端、电源插头dc_in1的2引脚和电源插头dc_in1的3引脚连接，并作为电源模块的gnd端；所述电源插头dc_in1的1引脚与电源按键sw1的2引脚连接，所述电源插头dc_in1通过电源线与电池连接。

进一步地：主控模块的mcu芯片采用stm32f103c8t6，其外围接口包括：vcc_3.3v端、vcc_5v端和gnd端，所述主控模块的vcc_3.3v端与电源模块的vcc_3.3v端连接，所述主控模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述主控模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

上述进一步方案的有益效果为：mcu芯片stm32f103c8t6具有强大的数据处理能力，具备多路iic、多路uart接口和多个io，为各种外设提供了灵活的接口控制功能。

进一步地：传感器模块采用adxl345，其外围接口包括：iic接口、vcc_5v端和gnd端；所述传感器模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述传感器模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

上述进一步方案的有益效果为：adxl345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计，分辨率高(13位)，测量范围达±16g，数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过spi(3线或4线)或i2c数字接口访问。adxl345非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(3.9mg/lsb)的特性使它能够测量不到1.0°的倾斜角度变化，本实用新型采用adxl345用于精确检测用户的身体状态，并通过iic总线将用户的3轴加速度数据传给主控模块，主控模块处理并分析3轴加速度数据。

进一步地：gsm模块采用sim800a，其外围接口包括：uart接口、vcc_5v端和gnd端；所述gsm模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述gsm模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

上述进一步方案的有益效果为：sim800a一款高性能工业级gsm模块，工作频段为gsm900/1800mhz，sim卡采用主流的卡座，电源采用开关电源模块供电，电源利用效率高；本实用新型采用sim800a模块建立用户家人与用户的无线通信，主控模块在判定用户跌倒后，并且用户也无按键操作，将通过sim800a模块发送急救短信给用户家人。

进一步地：gps模块采用blox-neo-6m-0-001，其外围接口包括：uart接口、vcc_5v端和gnd端；所述gps模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述gps模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

上述进一步方案的有益效果为：blox-neo-6m-0-001模块具有高灵敏度、低功耗、小型化、其极高追踪灵敏度大大扩大了其定位的覆盖面，在普通gps接收模块不能定位的地方，如狭窄都市天空下、密集的丛林环境，blox-neo-6m-0-001模块都能高精度定位，本实用新型采用blox-neo-6m-0-001模块用于实时监测用户的位置信息，并在用户跌倒后，主控模块将用户的定位发送给用户家人，达到用户家人能准确获取用户的位置的目的，使用户能够得到及时的救助。

进一步地：报警模块包括：蜂鸣器b1、三极管q1和电阻r2；其外围接口包括：控制端1、vcc_5v端和gnd端；所述电阻r2的一端作为报警模块的控制端1，所述电阻r2的另一端与三极管q1的基极连接，所述蜂鸣器b1的正极作为报警模块的vcc_5v端，所述蜂鸣器b1的负极与三极管q1的集电极连接，所述三极管q1的发射极作为报警模块的gnd端；所述报警模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述报警模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

上述进一步方案的有益效果为：本实用新型采用的报警模块为5v有源蜂鸣器模块，采用三极管8050来驱动，控制端1输入高电平，蜂鸣器b1就会鸣叫报警，反之则不鸣叫，电阻r3为限流电阻。

进一步地：按键模块包括：按键s1和电阻r3；其外围接口包括：控制端2、vcc_3.3v端和gnd端；所述按键模块的vcc_3.3v端与电源模块的vcc_3.3v端连接，所述按键模块的gnd端与电源模块的gnd端连接；所述按键s1的1引脚作为按键模块的gnd端，所述按键s1的2引脚与电阻r3的一端连接，并作为按键模块的控制端2，所述电阻r3的另一端作为按键模块的vcc_3.3v端。

上述进一步方案的有益效果为：在判断用户跌倒后，蜂鸣器b1则会发出报警声，若用户情况不严重，则按下按键s1，将蜂鸣器b1关闭同时防止gsm模块发送急救短信给用户家人；在判断用户跌倒后，蜂鸣器b1发出报警声后，用户无按键s1操作，则判定用户无法行动，gsm模块将发送急救短信和用户定位给用户家人。

进一步地：指示灯模块包括：电阻r1和发光二极管led1；其外围接口包括：控制端3、vcc_3.3v端和gnd端；所述指示灯模块的vcc_3.3v端与电源模块的vcc_3.3v端连接；所述指示灯模块的gnd端与电源模块的gnd端连接；电阻r1的一端作为指示灯模块的vcc_3.3v端，电阻r1的另一端与发光二极管led1的正极连接，发光二极管led1的负极作为指示灯模块的控制端3。

本实用新型的有益效果为：本装置采用的模块都具备体积小、重量轻的特点，可以装入在用户的平常的衣服或裤子口袋中，随身携带，实现随时监测用户的身体状态；通过传感器模块的三轴加速度数据判断用户是否处于跌倒状态，gsm模块用于与用户家人通信，gps模块精确获取用户的定位，在判定用户跌倒后，报警模块发出报警声，用户判定自身跌倒情况，若跌倒不严重，则可操作按键模块防止gsm模块发出急救短信和定位给用户家人；在判定用户跌倒后，报警模块发出报警声，若无按键模块操作，通过gsm模块发出急救短信和定位给用户家人；使用户得到及时的救援。

附图说明

图1为一种老人跌倒检测装置的各模块供电连接关系框图；

图2为一种老人跌倒检测装置的各模块通信连接关系框图；

图3为一种老人跌倒检测装置的电源模块电路图；

图4为一种老人跌倒检测装置的stm32f103c8t6的io接口图；

图5为一种老人跌倒检测装置的报警模块电路图；

图6为一种老人跌倒检测装置的按键模块电路图；

图7为一种老人跌倒检测装置的指示灯模块电路图。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

一种老人跌倒检测装置，包括：主控模块、传感器模块、gsm模块、gps模块、指示灯模块、按键模块、报警模块、电源模块和电池；

如图1所示，电源模块分别与主控模块、传感器模块、gsm模块、gps模块、指示灯模块、按键模块和报警模块电连接。

如图2所示，主控模块分别与传感器模块、gsm模块、gps模块、指示灯模块、按键模块和报警模块通信连接；所述电池与电源模块电连接。

如图3所示，电源模块包括电源插头dc_in1、电源按键sw1、稳压芯片u1、接地电容ec2、接地电容c1和接地电容ec1；所述电源模块的外围接口包括：vcc_3.3v端、vcc_5v端和gnd端；所述稳压芯片u1的vout引脚与接地电容ec2连接，并作为电源模块的vcc_3.3v端，所述稳压芯片u1的vin引脚分别与接地电容c1、接地电容ec1和电源按键sw1的3引脚连接，并作为电源模块的vcc_5v端；所述稳压芯片u1的gnd引脚分别与接地电容ec2的接地端、接地电容c1的接地端、接地电容ec1的接地端、电源插头dc_in1的2引脚和电源插头dc_in1的3引脚连接，并作为电源模块的gnd端；所述电源插头dc_in1的1引脚与电源按键sw1的2引脚连接，所述电源插头dc_in1通过电源线与电池连接。

主控模块的mcu芯片采用stm32f103c8t6，其外围接口包括：vcc_3.3v端、vcc_5v端和gnd端，所述主控模块的vcc_3.3v端与电源模块的vcc_3.3v端连接，所述主控模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述主控模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

如图4所示，mcu芯片stm32f103c8t6具有强大的数据处理能力，具备多路iic、多路uart接口和多个io，为各种外设提供了灵活的接口控制功能。

传感器模块采用adxl345，其外围接口包括：iic接口、vcc_5v端和gnd端；所述传感器模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述传感器模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

adxl345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计，分辨率高(13位)，测量范围达±16g，数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过spi(3线或4线)或i2c数字接口访问。adxl345非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(3.9mg/lsb)的特性使它能够测量不到1.0°的倾斜角度变化，本实用新型采用adxl345用于精确检测用户的身体状态，并通过iic总线将用户的3轴加速度数据传给主控模块，主控模块处理并分析3轴加速度数据。

gsm模块采用sim800a，其外围接口包括：uart接口、vcc_5v端和gnd端；所述gsm模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述gsm模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

sim800a一款高性能工业级gsm模块，工作频段为gsm900/1800mhz，sim卡采用主流的卡座，电源采用开关电源模块供电，电源利用效率高；本实用新型采用sim800a模块建立用户家人与用户的无线通信，主控模块在判定用户跌倒后，并且用户也无按键操作，将通过sim800a模块发送急救短信给用户家人。

gps模块采用blox-neo-6m-0-001，其外围接口包括：uart接口、vcc_5v端和gnd端；所述gps模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述gps模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

blox-neo-6m-0-001模块具有高灵敏度、低功耗、小型化、其极高追踪灵敏度大大扩大了其定位的覆盖面，在普通gps接收模块不能定位的地方，如狭窄都市天空下、密集的丛林环境，blox-neo-6m-0-001模块都能高精度定位，本实用新型采用blox-neo-6m-0-001模块用于实时监测用户的位置信息，并在用户跌倒后，主控模块将用户的定位发送给用户家人，达到用户家人能准确获取用户的位置的目的，使用户能够得到及时的救助。

如图5所示，报警模块包括：蜂鸣器b1、三极管q1和电阻r2；其外围接口包括：控制端1、vcc_5v端和gnd端；所述电阻r2的一端作为报警模块的控制端1，所述电阻r2的另一端与三极管q1的基极连接，所述蜂鸣器b1的正极作为报警模块的vcc_5v端，所述蜂鸣器b1的负极与三极管q1的集电极连接，所述三极管q1的发射极作为报警模块的gnd端；所述报警模块的vcc_5v端与电源模块的vcc_5v端连接，所述报警模块的gnd端与电源模块的gnd端连接。

本实用新型采用的报警模块为5v有源蜂鸣器模块，采用三极管8050来驱动，控制端1输入高电平，蜂鸣器b1就会鸣叫报警，反之则不鸣叫，电阻r3为限流电阻。

如图6所示，按键模块包括：按键s1和电阻r3；其外围接口包括：控制端2、vcc_3.3v端和gnd端；所述按键模块的vcc_3.3v端与电源模块的vcc_3.3v端连接，所述按键模块的gnd端与电源模块的gnd端连接；所述按键s1的1引脚作为按键模块的gnd端，所述按键s1的2引脚与电阻r3的一端连接，并作为按键模块的控制端2，所述电阻r3的另一端作为按键模块的vcc_3.3v端。

在判断用户跌倒后，蜂鸣器b1则会发出报警声，若用户情况不严重，则按下按键s1，将蜂鸣器b1关闭同时防止gsm模块发送急救短信给用户家人；在判断用户跌倒后，蜂鸣器b1发出报警声后，用户无按键s1操作，则判定用户无法行动，gsm模块将发送急救短信和用户定位给用户家人。

如图7所示，指示灯模块包括：电阻r1和发光二极管led1；其外围接口包括：控制端3、vcc_3.3v端和gnd端；所述指示灯模块的vcc_3.3v端与电源模块的vcc_3.3v端连接；所述指示灯模块的gnd端与电源模块的gnd端连接；电阻r1的一端作为指示灯模块的vcc_3.3v端，电阻r1的另一端与发光二极管led1的正极连接，发光二极管led1的负极作为指示灯模块的控制端3，指示灯模块的发光二极管led1在主控模块正常工作的情况下，为点亮状态，用于判断主控模块能否正常工作。

表1为各模块的通信接口与主控模块的接线表。

表1

本实用新型的有益效果为：本装置采用的模块都具备体积小、重量轻的特点，可以装入在用户的平常的衣服或裤子口袋中，随身携带，实现随时监测用户的身体状态；通过传感器模块的三轴加速度数据判断用户是否处于跌倒状态，在主控模块中设定三轴加速度数据的阈值，在三轴加速度数据大于阈值时，则判定用户处于跌倒状态，gsm模块用于与用户家人通信，gps模块精确获取用户的定位，在判定用户跌倒后，报警模块发出报警声，用户判定自身跌倒情况，若跌倒不严重，则可操作按键模块防止gsm模块发出急救短信和定位给用户家人；在判定用户跌倒后，报警模块发出报警声，若无按键模块操作，通过gsm模块发出急救短信和定位给用户家人；使用户得到及时的救援。