一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种适用于独居人体、养老院的人体、术后康复患者及疗养院疗养人员等的医用人体意外跌倒检测定位装置，特别是能识别人体正常运动状态和跌倒状态，并能定位具体跌倒位置并将定位信息上传的装置。
【背景技术】
[0002]穿戴式人体意外跌倒检测定位装置作为远程数字人体监护系统中终端部分的一种实现方式，涵盖了多个学科的研宄领域，包括姿态信号检测、检测数据处理、信号特征提取与判别、数据传输等。通过对远端不同人群的动作状态进行监测，为其提供适当的护理与医疗服务。主要用于老龄人群的意外跌倒检测定位、康复人群的康复过程的监测。
[0003]目前，我国已步入老龄化社会，随着社会结构的改变，独居人体越来越多，老年人跌倒事件频发、后果严重，是高龄老年人首位伤害死因。根据中华人民共和国卫生部2003年中国卫生统计年鉴，在我国人群中跌倒在意外伤害死因顺位中排在第4位，而在65岁以上的老年人中则位居首位，并随年龄的增加跌倒的死亡率急剧上升，在85岁以上的老年人中达到了高峰。同时，在相关病患的康复过程中，如下肢骨折患者、中风后遗症患者、脑部手术患者，也存在着类似的意外跌倒伤害风险。能够检测人体运动姿态，并能自动判别意外跌倒，发出报警信号的装置成为迫切需求。
[0004]目前，已有的穿戴式跌倒检测定位装置主要存在的问题是在发生侧倒或非平躺在地面上时的情况判断不太理想，同时无法准确定位跌倒者位置信息，并且不配备GSM网络通讯模式，本装置基于以上不足之处加以改善。
【发明内容】
[0005]1、发明目的:本实用新型提供一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置，其目的是为了克服现有的穿戴式跌倒检测定位装置不能很好的判别发生侧倒和非平躺在地面时的跌倒情况的不足，并能定位穿戴者具体的跌到位置，通过移动运营商指定手机用户发送跌倒信息，同时具有提供正常运动状态信息的功能。
[0006]2、技术方案:在研宄大量的意外跌倒模拟数据的基础上，由于人体肚脐处最接近人体的重心，本实用新型确定人体肚脐附近为最佳安装位置，遂设计出一套包括跌倒检测定位装置壳体和腰带部分的穿戴式人体意外跌倒检测定位装置。
[0007]本实用新型穿戴式人体意外跌倒检测定位装置壳体内包括GY-521 MPU6050姿态传感器(I)、MK60DN512ZVLL10嵌入式芯片(3)、具有GPS定位及GPRS数据通讯功能的SM908模块(4)、充放电管理模块(6)和锂电池(7);所述嵌入式芯片为MK60DN512ZVLL10型单片机，姿态传感器为GY-521 MPU6050。
[0008]所述嵌入式芯片(3)与用于检测人体姿态信号的三轴加速度计和陀螺仪模块相连，自动判别老人正常运动状态和意外跌倒状态；嵌入式芯片(3)还与用于获取GPS位置信号的SM908模块相连，并通过SM908模块的GPRS信号向上位机或移动终端设备发出报警信号，装置壳体上的网络指示灯和警报取消按键均与嵌入式芯片连接。
[0009]所述跌倒检测定位装置壳体的充电口(8)和锂电池(7)均与充放电管理模块(6)相连接，充放电管理模块(6)再经由电源线与GY-521 MPU6050姿态传感器、MK60DN512ZVLL10嵌入式芯片和SM908模块连接，为其提供工作电源。
[0010]所述跌倒检测定位装置壳体，其SM908模块采用抽屉式自弹卡座，安装于装置的侧面。
[0011]3、优点及效果:本实用新型可以针对人体的运动情况准确判断人体的跌倒信息，并通过SM908模块对人体信息进行意外跌倒定位及报警。此装置将各个信息检测模块集成于最小系统中，其体积小，结构简单，定位准确，方便用户穿戴使用，能够很好的解决现有的穿戴式跌倒检测定位装置不能很好的判别发生侧倒和非平躺在地面时的跌倒情况的问题。
【附图说明】
[0012]图1为人体重心运动姿态说明图。
[0013]图2为人体佩戴位置示意图。
[0014]图3为装置电路结构框图。
[0015]其中，I一GY-521MPU6050姿态传感器；2—I2C通讯总线；3—MK60DN512ZVLL10 嵌入式芯片；4一SM908模块；5—SCI串行数据通讯线；6—充放电管理模块；7—锂电池；8—充电口 ；9—警报按键；10—网络指不灯；11—电源线；
【具体实施方式】
[0016]【具体实施方式】I
[0017]在图1中，通过三轴加速度计对人体姿态进行检测，对人体建立自然坐标系，取人体自然站立时正面向前为X轴正方向，向左为Y轴正方向，向上为Z轴正方向，Z轴负方向与重力加速度方向一致。将三轴加速度计佩戴于人体的重心位置处，使三轴加速度计的三维坐标轴(X、Y、Z轴)与自然坐标轴(Χ0、Υ0、Ζ0轴)重合，当任何一个方向产生运动时，三轴加速度计的坐标轴将会偏离自然坐标系，使相应轴的数值发生变化。
[0018]【具体实施方式】2
[0019]在图2中，人体重心位置的选取直接关系到姿态传感器的检测结果，经过查找资料发现，头部和腰部的加速度变化情况能够更加准确的反映整个人体的姿态变化，所以选择腰部为姿态传感器的佩戴位置。
[0020]【具体实施方式】3
[0021]在图3中，由GY-521 MPU6050姿态传感器(I)采集佩戴者的三轴加速度数据，通过I2C通讯总线(2)传入MK60DN512ZVLL10嵌入式芯片(3)进行信号处理与分析，通过三轴加速度的矢量大小和Z轴偏离人体重心的倾斜角来判断人体摔倒情况。当判断人体摔倒时，由SM908模块获取GPS位置信号并结合GSM基站定位获取跌倒位置信息，由移动通信运营商向看护中心发送报警和定位信息，对病人进行及时的救护。当摔倒情况出现误判时，可通过手动按键取消，整个装置通过充放电管理模块￠)由锂电池(7)进行供电。
【主权项】
1.一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置，其特征在于嵌入式芯片(3)与用于检测人体姿态信号的姿态传感器相连，自动判别老人正常运动状态和意外跌倒状态；嵌入式芯片(3)还与用于获取GPS位置信号的SM908模块相连，并通过SM908模块的GPRS信号向上位机或移动终端设备发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置，其特征在于所述嵌入式芯片为MK60DN512ZVLL10型单片机。
3.根据权利要求1所述的一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置，其特征在于所述姿态传感器型号为GY-521 MPU6050，该传感器为集三轴加速度计和三轴陀螺仪为一体的模块。
4.根据权利要求1所述的一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置，其特征在于该跌倒检测定位装置壳体上的网络指示灯和警报取消按键均与嵌入式芯片连接。
5.根据权利要求1所述的一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置，其特征在于该跌倒检测定位装置壳体的充电口( 8 )和锂电池(7 )均与充放电管理模块(6 )相连接，充放电管理模块(6)再经由电源线与姿态传感器、嵌入式芯片和SM908模块连接，为其提供工作电源。
6.根据权利要求1所述的一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置，其特征在于SM908模块采用抽屉式自弹卡座，安装于装置的侧面。
【专利摘要】本实用新型为一种穿戴式人体意外跌倒检测定位装置，其特征在于嵌入式芯片（3）与用于检测人体姿态信号的姿态传感器相连，自动判别老人正常运动状态和意外跌倒状态；嵌入式芯片（3）还与用于获取GPS位置信号的SIM908模块相连，并通过SIM908模块的GPRS信号向上位机或移动终端设备发出报警信号。该跌倒检测定位装置壳体由配有充放电管理模块的锂电池进行供电，通过姿态传感器检测人体的姿态信号，并经I2C通讯总线送入嵌入式芯片判别人体正常运行状态和意外跌倒信息，由SIM908模块获取跌倒信息及定位，向上位机或移动终端设备发出报警信号。
【IPC分类】G08B21-04
【公开号】CN204375113
【申请号】CN201520008176
【发明人】程志江, 陈晓燕, 段志尚, 刘绍明, 杨勇, 刘庆飞, 郭俊辉
【申请人】新疆大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月7日