一种防跌倒智能安全手机系统及方法与流程

本发明涉及通信领域，特别设计一种防跌倒智能安全手机系统及方法。

背景技术：

众所周知，手机作为一种非常方便的现代化通讯工具，是人民生活富裕的表现，是社会进步的必然结果。自先 进的通讯工具——手机普及以来，手机革命带给了人民新视觉，同时，随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，手机已逐渐成为了人手必备的大众型消费品，成 了人们追求新潮时尚的一大亮点。虽然手机的普及给我们的生活带来了极大的方便，但在使用手机的过程中，同样给我们的生活带来了很多的问题。

因为使用手机导致的人生安全事故已经频见报端，人们因为在走路过程中使用手机，而没有注意身边的情况，轻则导致跌倒；重则导致车祸等重大安全事故。

因此研发一种能够在使用过程中既能浏览内容信息，又能提醒用户道路状况，以及在遇到跌倒和紧急情况下能够及时预警的安全手机就显得尤为的重要。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供了一种防跌倒智能安全手机系统及方法，本发明具有智能化、功能多样，及时报警和检测结果准确等优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种防跌倒智能安全手机，其特征在于，所述手机包括：用于检测用户是否跌倒的跌倒检测单元；所述跌倒检测单元信号连接于用于处理防跌倒系统内数据信息的中央处理器；所述中央处理器分别信号连接于用于显示内容信息和道路图像信息的显示单元、用于连接本机与外部终端通信的无线通信单元、用于获取本机位置信息的定位单元和用于供用户控制手机运行的控制单元。

所述跌倒检测单元包括：用于获取人体三轴方向运动加速度数据信息的加速度传感器、用于获取人体三轴方向运动角速度数据信息的角速度传感器和用于获取人体心率数据信息的心率传感器；所述加速度传感器、角速度传感器和心率传感器分别信号连接于用于滤除陀螺仪、加速度传感器和心率传感器输出信号中脉冲噪声的中值滤波器；所述中值滤波器信号连接于中央处理器。

一种基于防跌倒智能安全手机的防跌倒系统，其特征在于，所述防跌倒系统包括：用于连接防跌倒系统和手机硬件数据通信的接口模块；所述接口模块分别信号连接于中央处理器、用于供用户进行参数设置的设置模块、用于供用户控制手机运行的控制模块和控制手机发送远程报警信号的报警模块。

所述设置模块包括：用于设置显示单元显示布局的显示设置模块和用于设置亲属手机的手机号码的亲属手机设置模块。

采用上述技术方案，用户在行进过程中，手机的显示单元将会同时显示内容信息和摄像头拍摄到的道路图像信息，用户可以通过透明度控制单元控制显示透明度，调整内容信息和道路图像信息的显示效果。

所述控制模块包括：用于控制显示单元显示透明度的透明度控制模块；用于控制系统运行模式的模式控制模块。

采用上述技术方案，用户可以选择系统三种运行方式包括：全屏模式、无干扰模式和多屏模式；在全屏模式下，道路图像信息和内容信息都会全屏显示 ；在无干扰模式下，手机只显示内容信息，不显示道路图像信息；在多屏模式下，服务器将实时获取云端的内容信息，同时手机屏幕被划分为多个部分，每个部分显示内容都不相同，可以同时显示云端获取的内容信息，用户查阅的内容信息和道路图像信息。

一种基于防跌倒智能安全手机、防跌倒系统的防跌倒方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：防跌倒系统启动，控制手机打开后置摄像头；显示单元同时显示内容信息和摄像头拍摄到的图像信息；

步骤2：用户通过设置模块设置相应参数，设置好的参数经中央处理器处理后保存到本地；中央处理器根据设置的参数调整显示单元的显示模式；

步骤3：用户通过控制模块和控制单元控制手机的运行状态；

步骤4：跌倒检测单元的加速度传感器、陀螺仪和心率传感器实时获取人体相关数据，将获取到的数据经中值滤波器滤波后发送给中央处理器；

步骤5：中央处理器对接收到的数据信息进行暂存，然后根据获取到的加速度数据信息生成加速度向量模：G，根据角速度数据信息生成角速度向量模；X；

步骤6：中央处理器将加速度向量模G和预设的加速度向量模T进行比较；如果G大于T，进入下一步；

步骤7：等待G数值恢复到正常范围内，再设置延时10s，等待用户稳定，进入下一步；

步骤8：中央处理器将角速度向量模X和预设的角速度向量模W进行比较如果X大于W，进入下一步；

步骤9：对角速度向量模X进行数据公式化处理得到特征值P，如果P大于预设的特征值O，进行下一步；

步骤10：对心率传感器获取的心率数据F和预设的心率阈值R进行比较，如果F大于R，则确认发生跌倒，生成报警命令，将报警命令发送至定位单元；

步骤11：定位单元获取用户的实际位置信息，将位置信息发送至中央处理器，中央处理器接收到位置信息后，根据位置信息，生成报警信号，发送至救护端和亲属手机端。

所述中央处理器对角速度向量模和预设的角速度向量模进行比较的方法包括以下步骤：

步骤1：设人体跌倒时躯干倾斜的合角度为，则的计算公式为：;

步骤2：使用最小二乘法对人体跌倒和慢跑时的合角度变化曲线进行拟合，拟合直线表达式为： ;其中，为拟合直线的斜率； 为拟合直线的截距；

步骤3：设定一个无量纲量为，对两种曲线各自现行拟合曲线的相似度进行判断，判断公式如下： ；其中 是数据样本点，为合角度数据样本点； 为合角度现行拟合数据样本点；反映的是合角度曲线与拟合曲线之间的相似度， 值越小相似度越高。

采用以上技术方案，本发明产生了以下有益效果：

1、智能化：本发明的防跌倒智能手机系统能够智能检测用户的运行状态，根据用户的运行状态，智能报警和玩现实道路信息，以及根据用户选择模式，智能从服务器获取相关信息推送给用户。

2、功能多：本发明的防跌倒智能手机功能多样，除了能够提供给用户进行在不行的过程中，通过显示器同时能够查看到道路信息以外，还能提供给用户在跌倒发生紧急情况下进行智能报警。

3、及时报警：本发明的防跌倒智能安全手机在检测到用户发生紧急情况时，能够及时的获取用户的位置信息，并将这些信息发送至设置的亲属端手机上，同时也能通过服务器将报警信息发送到医院，医院能够及时的接到病人。

采用以上技术方案，本发明产生了以下有益效果：

1、智能化：本发明的防跌倒智能手机系统能够智能检测用户的运行状态，根据用户的运行状态，智能报警和玩现实道路信息，以及根据用户选择模式，智能从服务器获取相关信息推送给用户。

2、功能多：本发明的防跌倒智能手机功能多样，除了能够提供给用户进行在不行的过程中，通过显示器同时能够查看到道路信息以外，还能提供给用户在跌倒发生紧急情况下进行智能报警。

3、及时报警：本发明的防跌倒智能安全手机在检测到用户发生紧急情况时，能够及时的获取用户的位置信息，并将这些信息发送至设置的亲属端手机上，同时也能通过服务器将报警信息发送到医院，医院能够及时的接到病人。

4、检测准确：本发明的防跌倒智能安全手机实时检测用户的加速度和角速度信息，通过对加速度信息和角速度信息的分析，得出用户的状况信息，在进行数据处理过程中，采用了独特的比对和数据处理算法，使得检测结果更加准确，不会出现误报警的情况。

附图说明

图1是本发明的一种防跌倒智能安全手机系统及方法的防跌倒系统结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有防跌倒方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明实施例1中提供了一种防跌倒智能安全手机系统，系统结构如图1所示：

一种防跌倒智能安全手机，其特征在于，所述手机包括：用于检测用户是否跌倒的跌倒检测单元；所述跌倒检测单元信号连接于用于处理防跌倒系统内数据信息的中央处理器；所述中央处理器分别信号连接于用于显示内容信息和道路图像信息的显示单元、用于连接本机与外部终端通信的无线通信单元、用于获取本机位置信息的定位单元和用于供用户控制手机运行的控制单元。

所述跌倒检测单元包括：用于获取人体三轴方向运动加速度数据信息的加速度传感器、用于获取人体三轴方向运动角速度数据信息的角速度传感器和用于获取人体心率数据信息的心率传感器；所述加速度传感器、角速度传感器和心率传感器分别信号连接于用于滤除陀螺仪、加速度传感器和心率传感器输出信号中脉冲噪声的中值滤波器；所述中值滤波器信号连接于中央处理器。

一种基于防跌倒智能安全手机的防跌倒系统，其特征在于，所述防跌倒系统包括：用于连接防跌倒系统和手机硬件数据通信的接口模块；所述接口模块分别信号连接于中央处理器、用于供用户进行参数设置的设置模块、用于供用户控制手机运行的控制模块和控制手机发送远程报警信号的报警模块。

所述设置模块包括：用于设置显示单元显示布局的显示设置模块和用于设置亲属手机的手机号码的亲属手机设置模块。

采用上述技术方案，用户在行进过程中，手机的显示单元将会同时显示内容信息和摄像头拍摄到的道路图像信息，用户可以通过透明度控制单元控制显示透明度，调整内容信息和道路图像信息的显示效果。

所述控制模块包括：用于控制显示单元显示透明度的透明度控制模块；用于控制系统运行模式的模式控制模块。

采用上述技术方案，用户可以选择系统三种运行方式包括：全屏模式、无干扰模式和多屏模式；在全屏模式下，道路图像信息和内容信息都会全屏显示 ；在无干扰模式下，手机只显示内容信息，不显示道路图像信息；在多屏模式下，服务器将实时获取云端的内容信息，同时手机屏幕被划分为多个部分，每个部分显示内容都不相同，可以同时显示云端获取的内容信息，用户查阅的内容信息和道路图像信息。

本发明实施例2中提供了一种防跌倒智能安全手机、防跌倒系统的防跌倒方法，

一种基于防跌倒智能安全手机、防跌倒系统的防跌倒方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：防跌倒系统启动，控制手机打开后置摄像头；显示单元同时显示内容信息和摄像头拍摄到的图像信息；

步骤2：用户通过设置模块设置相应参数，设置好的参数经中央处理器处理后保存到本地；中央处理器根据设置的参数调整显示单元的显示模式；

步骤3：用户通过控制模块和控制单元控制手机的运行状态；

步骤4：跌倒检测单元的加速度传感器、陀螺仪和心率传感器实时获取人体相关数据，将获取到的数据经中值滤波器滤波后发送给中央处理器；

步骤5：中央处理器对接收到的数据信息进行暂存，然后根据获取到的加速度数据信息生成加速度向量模：G，根据角速度数据信息生成角速度向量模；X；

步骤6：中央处理器将加速度向量模G和预设的加速度向量模T进行比较；如果G大于T，进入下一步；

步骤7：等待G数值恢复到正常范围内，再设置延时10s，等待用户稳定，进入下一步；

步骤8：中央处理器将角速度向量模X和预设的角速度向量模W进行比较如果X大于W，进入下一步；

步骤9：对角速度向量模X进行数据公式化处理得到特征值P，如果P大于预设的特征值O，进行下一步；

步骤10：对心率传感器获取的心率数据F和预设的心率阈值R进行比较，如果F大于R，则确认发生跌倒，生成报警命令，将报警命令发送至定位单元；

步骤11：定位单元获取用户的实际位置信息，将位置信息发送至中央处理器，中央处理器接收到位置信息后，根据位置信息，生成报警信号，发送至救护端和亲属手机端。

所述中央处理器对角速度向量模和预设的角速度向量模进行比较的方法包括以下步骤：

步骤1：设人体跌倒时躯干倾斜的合角度为，则的计算公式为： ;

步骤2：使用最小二乘法对人体跌倒和慢跑时的合角度变化曲线进行拟合，拟合直线表达式为： ;其中，为拟合直线的斜率； 为拟合直线的截距；

步骤3：设定一个无量纲量为，对两种曲线各自现行拟合曲线的相似度进行判断，判断公式如下： ；其中 是数据样本点， 为合角度数据样本点； 为合角度现行拟合数据样本点； 反映的是合角度曲线与拟合曲线之间的相似度， 值越小相似度越高。

本发明实施例3中提供了一种防跌倒智能安全手机系统及方法，防跌倒系统结构如图1所示：

一种防跌倒智能安全手机，其特征在于，所述手机包括：用于检测用户是否跌倒的跌倒检测单元；所述跌倒检测单元信号连接于用于处理防跌倒系统内数据信息的中央处理器；所述中央处理器分别信号连接于用于显示内容信息和道路图像信息的显示单元、用于连接本机与外部终端通信的无线通信单元、用于获取本机位置信息的定位单元和用于供用户控制手机运行的控制单元。

所述跌倒检测单元包括：用于获取人体三轴方向运动加速度数据信息的加速度传感器、用于获取人体三轴方向运动角速度数据信息的角速度传感器和用于获取人体心率数据信息的心率传感器；所述加速度传感器、角速度传感器和心率传感器分别信号连接于用于滤除陀螺仪、加速度传感器和心率传感器输出信号中脉冲噪声的中值滤波器；所述中值滤波器信号连接于中央处理器。

一种基于防跌倒智能安全手机的防跌倒系统，其特征在于，所述防跌倒系统包括：用于连接防跌倒系统和手机硬件数据通信的接口模块；所述接口模块分别信号连接于中央处理器、用于供用户进行参数设置的设置模块、用于供用户控制手机运行的控制模块和控制手机发送远程报警信号的报警模块。

所述设置模块包括：用于设置显示单元显示布局的显示设置模块和用于设置亲属手机的手机号码的亲属手机设置模块。

采用上述技术方案，用户在行进过程中，手机的显示单元将会同时显示内容信息和摄像头拍摄到的道路图像信息，用户可以通过透明度控制单元控制显示透明度，调整内容信息和道路图像信息的显示效果。

所述控制模块包括：用于控制显示单元显示透明度的透明度控制模块；用于控制系统运行模式的模式控制模块。

采用上述技术方案，用户可以选择系统三种运行方式包括：全屏模式、无干扰模式和多屏模式；在全屏模式下，道路图像信息和内容信息都会全屏显示 ；在无干扰模式下，手机只显示内容信息，不显示道路图像信息；在多屏模式下，服务器将实时获取云端的内容信息，同时手机屏幕被划分为多个部分，每个部分显示内容都不相同，可以同时显示云端获取的内容信息，用户查阅的内容信息和道路图像信息。

一种基于防跌倒智能安全手机、防跌倒系统的防跌倒方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：防跌倒系统启动，控制手机打开后置摄像头；显示单元同时显示内容信息和摄像头拍摄到的图像信息；

步骤2：用户通过设置模块设置相应参数，设置好的参数经中央处理器处理后保存到本地；中央处理器根据设置的参数调整显示单元的显示模式；

步骤3：用户通过控制模块和控制单元控制手机的运行状态；

步骤4：跌倒检测单元的加速度传感器、陀螺仪和心率传感器实时获取人体相关数据，将获取到的数据经中值滤波器滤波后发送给中央处理器；

步骤5：中央处理器对接收到的数据信息进行暂存，然后根据获取到的加速度数据信息生成加速度向量模：G，根据角速度数据信息生成角速度向量模；X；

步骤6：中央处理器将加速度向量模G和预设的加速度向量模T进行比较；如果G大于T，进入下一步；

步骤7：等待G数值恢复到正常范围内，再设置延时10s，等待用户稳定，进入下一步；

步骤8：中央处理器将角速度向量模X和预设的角速度向量模W进行比较如果X大于W，进入下一步；

步骤9：对角速度向量模X进行数据公式化处理得到特征值P，如果P大于预设的特征值O，进行下一步；

步骤10：对心率传感器获取的心率数据F和预设的心率阈值R进行比较，如果F大于R，则确认发生跌倒，生成报警命令，将报警命令发送至定位单元；

步骤11：定位单元获取用户的实际位置信息，将位置信息发送至中央处理器，中央处理器接收到位置信息后，根据位置信息，生成报警信号，发送至救护端和亲属手机端。

所述中央处理器对角速度向量模和预设的角速度向量模进行比较的方法包括以下步骤：

步骤1：设人体跌倒时躯干倾斜的合角度为，则的计算公式为： ;

步骤2：使用最小二乘法对人体跌倒和慢跑时的合角度变化曲线进行拟合，拟合直线表达式为： ;其中，为拟合直线的斜率； 为拟合直线的截距；

步骤3：设定一个无量纲量为，对两种曲线各自现行拟合曲线的相似度进行判断，判断公式如下： ；其中 是数据样本点， 为合角度数据样本点； 为合角度现行拟合数据样本点； 反映的是合角度曲线与拟合曲线之间的相似度， 值越小相似度越高。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的防跌倒方法或过程的步骤或任何新的组合。