[发明专利]基于多传感器的人体跌倒检测报警器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多传感器的人体跌倒检测报警器，尤其适用于空巢老年家庭、养老院以及户外运动的中老年人的跌倒报警及辅助医疗求助。

背景技术

随着社会老龄化的不断加剧，预期到2030年空巢老年人家庭的比例将达到90%，届时我国老年人家庭将空巢化。空巢老年人居住缺乏家人的及时护理，一旦发生意外很难及时察觉与治疗。同时，随着人们养老观念的不断转变，越来越多的老年人将入住养老机构。然而，现今大多养老机构都面临着需要照顾的老年人众多但专业人员缺乏的问题，使得老年人在养老机构发生意外时却无法及时被发现并得到救助。事实上，近年来屡发的老年人因为在养老院受伤而索赔事件正好证明了这一点。据统计，在65岁以上的老年人群中，每年有超过1/3的人都有跌倒经历。在跌倒发生时，最重要的是在第一时间内得到救助，以降低跌倒带来的伤害，老年人意外失足或者某种疾病突发恶化很可能引起跌倒，进而导致因失去行动能力而处于“长时间平躺”，此时如得不到及时救治将可能危及生命。因此，不论是空巢家庭还是养老机构都急需一种能够帮助保障老年人安全的跌倒检测报警器。

目前，跌倒检测技术分为三类，即基于视频图像的跌倒检测，基于声学信号的跌倒检测，以及基于穿戴式装置的跌倒检测。基于视频的检测系统具有无需佩戴的特点，但存在检测范围有限，数据量大、设备复杂、算法复杂度高等问题。基于声学的跌倒检测系统是通过分析跌倒时的音频信号实现跌倒检测，它也无需佩戴但存在对环境要求高、精度低等缺点。基于穿戴式传感器的跌倒检测系统是指嵌入了微型传感器的可穿戴设备，包括衣服，帽子，鞋，首饰等。这种检测系统可以实时监测人体的活动，当人体的运动参数发生改变时，通过算法判断是否发生了跌倒。它具有携带方便，允许老年人进行户外运动的特点，既保证了老年人隐私权，又不需要复杂且投入较大的前期准备，适合于对老年人的健康进行远程监管。

物联网的兴起和发展为穿戴式传感器的跌倒检测系统提供了可行性，基于多传感器的跌倒检测报警系统通过多传感器信息融合处理提高检测概率，并通过无线空中接口接入到手机网络，能实时给出老年人跌倒报警信息，及时通知亲属及医疗服务中心以提供医疗救助。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多传感器的跌倒检测报警器，为老年人提供一个跌倒检测和报警终端，能有效帮助老年人在跌倒时获得第一时间的医疗救助。

为实现这一目的，本发明采用成熟的物联网技术，设计出一种基于多传感器的人体跌倒检测报警器。本发明采用的技术方案是：

（1）      硬件技术方案: 所述的基于多传感器的跌倒检测报警器由腰间多传感器信息处理中心和足底压力传感器数据采集模块组成。

所述腰间多传感器信息处理中心硬件结构是在塑料外壳磨具内放置一个专用电路板，电路板上有主控制芯片STM32F101RBT6、三轴加速度传感器MMA7260L、两个正交的倾角传感器SCA60C、Zigbee无线传输模块CC2430、GPRS通讯模块GTM900C、SIM手机卡及其卡槽、GPRS射频天线、GPS模块ET312、SD卡及卡槽、电源指示灯、GPRS网络连通与否指示灯、手机锂电池BL-6C、一个蜂鸣器和一个按键。

所述腰间多传感器信息处理中心包含的主控制芯片模块包括：一个主控制芯片STM32F101RBT6与三轴加速度传感器MMA7260L、正交倾角传感器SCA60C、Zigbee无线传输模块、GPRS模块GTM900C、以及GPS模块ET312相连，形成跌倒检测报警系统；一个最小系统电路，包括电源电路、上电复位电路、按键复位电路、启动模式选择电路，与主控制芯片STM32F101RBT6相连，用于保证主控制芯片能够正常工作；一个程序下载接口及若干外围设备与主控制芯片STM32F101RBT6相连，用于给主芯片下载程序。

所述腰间多传感器信息处理中心包含的三轴加速度传感器MMA7260L是一个3D加速度检测模块，用于检测人体的空间运动状态，包括：三个轴向的加速度模拟电压输出，与主控制器的AD转换引脚相连，用于提供人体空间运动状态信息。

所述腰间多传感器信息处理中心包含的正交倾角传感器SCA60C是将两个倾角传感器SCA60C正交放置，是一种倾角检测模块，用于检测人体的倾斜状态，包括一个倾斜角的模拟电压输出，与主控制器的AD转换引脚相连，用于提供人体倾斜状态信息。