一种老年人跌倒报警器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种老年人跌倒报警器，属于老年人监护保健技术领域。
【背景技术】
[0002] 跌倒是对老年人健康乃至生命的严重威胁，也给社会带来沉重的负担。在我国，跌 倒是65岁以上老年人首位伤害死因。通过多传感器获取人体跌倒行为的运动学数据进行 准确识别和及时预警，从而减小老年人跌倒带来的伤害具有重要意义。
[0003]目前，精准的跌倒报警器主要存在以下两个方面的问题：（1)跌倒报警不精准； (2)产品装置功能单一。
[0004] 现有技术中，针对老年人跌倒的自动检测方法主要有3种：1)通过视频检测；2)音 频和振动识别；3)通过随身佩戴的装置，它们能够即时检测出跌倒。第3种方法使用简单， 价格低廉，易于与现有的无线通信技术、智能识别技术等相结合，从而达到较好的检测/报 警效果。其中基于三维加速度传感的系统成为目前国内外研究跌倒检测的主要趋势，加速 度阈值是最常见的跌倒判定方式。然而，由于人体日常行为活动比较复杂，根据先验阈值的 跌倒判别算法在实际应用中存在不同程度的误判，单纯依据加速度传感器的信息难以进行 跌倒行为的准确判断。
[0005] 跌倒报警不精确。表现在以三轴加速度传感器、双轴陀螺仪、微处理器和无线通信 模块为核心的跌倒行为实时检测系统的跌倒识别算法不是十分精确，尤其是表现在侧翻状 态下的检测算法，误差较大。
[0006] 产品装置功能单一表现在目前市场上大多数跌倒报警器仅有一个报警功能，这对 于使用于老人产品来讲功能远远不足。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成合理，使用方 便可靠，能提高报警的精确度，拓展使用辅助功能的老年人跌倒报警器。
[0008] 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种老年人跌倒报警器，它包括一 内安装有老年人跌倒报警系统的壳体，所述的壳体上部正面安装有LED显示屏，一侧端边 安装有耳机孔和电源开关；中部正面设置有文字标签插卡；下部正面分别安装有各种功能 键；下部的反面至少配置有电池盖，内部相应地设置有安装有电池的电池盒。
[0009] 所述壳体的上端边安装有挂环；所述的各种功能键至少包括：接听电话键、亲情 呼叫键、短信查看键、声音调节键、屏幕亮度调节键以及电话挂机键，另在壳体的侧边设置 有医疗设备接口和充电插口。
[0010] 所述的壳体内安装有主要由传感单元、微处理器单元和无线通信模块组成的老年 人跌倒报警系统，其中所述的微处理器单元主要包括一外配有数据存储器的SMT32系列单 片机，该SMT32系列单片机外设有A/D转换器、高速SPI总线以及USART接口，片内总线包 括DMA通道；所述的A/D转换器分别通过外接的两路低通滤波电路连接有三轴加速度传 感器和双轴陀螺仪，且所述三轴加速度传感器和双轴陀螺仪构成所述的传感单元；所述的SMT32系列单片机通过无线通信模块连接于可将处理好的数据上传的上位机；
[0011] 所述的SMT32系列单片机还相接有IXD显示屏、按键、蓝牙、ACPS模块，通过音频 电路外接扬声器和听筒；所述的SMT32系列单片机连接有一配置S頂卡的充电电源。
[0012] 所述的双轴陀螺仪选择InvenSense公司的双轴MEMS陀螺仪IDG- 300,其量程 为±500°/s;所述的三轴加速度传感器采用飞思卡尔半导体的三轴MEMS加速度传感器 MMA7260Q，其最大量程为±6gn;在±6gn量程时灵敏度为200mV/g。
[0013] 本发明的有益效果是：相比目前市场上常见的跌倒报警器精准度明显提高，可靠 性达87. 63%。新增加的多种实用功能，是按照大多数高龄老人要求的便携简便操作的特点 而设置的；它具有结构组成合理，使用方便可靠，能提高报警的精确度，拓展使用辅助功能 等特点。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明所述老人跌倒报警器的正面结构示意图。
[0015] 图2是本发明所述老人跌倒报警器的反面结构示意图。
[0016] 图3是本发明所述老人跌倒报警器的电路逻辑示意图。
[0017] 图4是本发明所述老人跌倒识别算法的逻辑图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的介绍。图1、2所示，一种老年人跌 倒报警器，它包括一内安装有老年人跌倒报警系统的壳体15,所述的壳体15上部正面安装 有LED显示屏6,上端边安装有耳机孔16, 一侧边安装有电源开关17 ;中部正面设置有文字 标签插卡18 ;下部正面分别安装有各种功能键；下部的反面至少配置有电池盖19,内部相 应地设置有安装有电池20的电池盒21。
[0019] 图中所示，所述壳体15的上端边中间安装有挂环22 ;所述的各种功能键至少包 括：接听电话键23、亲情呼叫键24、短信查看键25、声音调节键26、屏幕亮度调节键27以及 电话挂机键28,另在壳体的侧边设置有医疗设备接口 29和充电插口 30等。
[0020] 图3所示，本发明所述的一种老年人跌倒报警系统，它主要由传感单元、微处理器 单元和无线通信模块组成，所述的微处理器单元主要包括一外配有数据存储器14的SMT32 系列单片机1，该SMT32系列单片机1外设有A/D转换器2、高速SPI总线以及USART接口， 片内总线包括DMA通道；所述的A/D转换器2分别通过外接的两路低通滤波电路3连接有 三轴加速度传感器4和双轴陀螺仪5,且所述三轴加速度传感器4和双轴陀螺仪5构成所述 的传感单元；所述的SMT32系列单片机1通过无线通信模块连接于可将处理好的数据上传 的上位机。
[0021] 图中所示，所述的SMT32系列单片机1还相接有IXD显示屏6、按键7、蓝牙8、ACPS 模块9,通过音频电路10外接扬声器和听筒11;所述的SMT32系列单片机1连接有一配置 S頂卡12的充电电源13。
[0022] 本发明的具体实施例是：所述的双轴陀螺仪5选择InvenSense公司的双轴MEMS 陀螺仪IDG-300,其量程为±500° /s;所述的三轴加速度传感器4采用飞思卡尔半导 体的三轴MEMS加速度传感器MMA7260Q，其最大量程为±6gn;在±6gn量程时灵敏度为 200mV/g〇
[0023] -种利用所述老年人跌倒报警系统进行的报警方法，所述的报警方法是：基于人 体运动特性参数的跌倒识别算法，利用三轴加速度传感器监测加速度特征，利用双轴陀螺 仪监测角速度的变化，通过相连的STM系列单片机接收加速度值与角速度值并提取特征量 作为判断依据，将角速度传感器及时监测到的角速度值作为跌倒征兆与日常活动进行区 另IJ，并结合加速度信号得到的姿态分析判断出最终是否跌倒，并在判断跌倒后进行报警。
[0024] 所述的跌倒识别算法是：首先建立人体坐标系，在跌倒的过程中与标准参照系之 间会产生比较大的差值；在人体跌倒过程中，无论朝向哪个方向，竖直方向的速度和位置会 发生变化，加速度和俯角也都会产生较大范围的变化，因此，用加速度值与角速度值提取特 征量可以作为判断的依据；
[0025] 通过对摔倒数据的分析，采用阈值判别法设计摔倒检测算法，α"为合加速度值， Θ为俯仰角的值，Θ为当前时刻相对于开始判断时刻的俯仰角的增加量