[发明专利]基于ZigBee的老人椅上跌落警报系统

权利要求书

1.基于ZigBee的老人椅上跌落警报系统，其特征在于：包括感知层、网络层和应用层；所述感知层采用ZigBee网络对老年人椅上状态数据进行检测，负责跌落检测；所述网络层用于接收感知层数据并将报警信息发送给应用层。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警报系统，其特征在于：所述感知层包括协调器节点、传感器节点；所述协调器节点负责将传感器节点采集到的数据进行汇集和自适应加权数据融合。

3.根据权利要求1所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警报系统，其特征在于：所述网络层接收到感知层数据后通过GSM网络把警报信息以短信的形式发送给智能终端。

4.根据权利要求2所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警报系统，其特征在于：所述传感器节点包括数据采集模块、数据处理模块和无线通信模块；所述无线通信模块用于完成节点间的无线通信以及控制信息的交换和数据的收发；所述数据处理模块负责数据的处理、节点设备的管理和控制，或者对数据进行转发；所述数据采集模块主要完成数据信号的转换。

5.根据权利要求2所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警报系统，其特征在于：所述传感器节点包括与协调器节点连接的压力检测传感器；所述压力传感器包括半桥式称重传感器和A/D转换器，半桥式称重传感器通过A/D转换器与协调器节点连接。

6.根据权利要求2所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警报系统，其特征在于：所述传感器节点还包括与协调器节点连接的体温检测传感器。

7.根据权利要求5或6所述的基于ZigBee的老人椅上跌落警报系统，其特征在于：协调器节点负责将传感器节点采集到的数据进行汇集和自适应加权数据融合，所述自适应加权数据融合的具体方法为：

利用m个传感器，其采集时间同步，每分钟采集n次，则每个传感器每分钟的采样平均值

X‾i=1nΣk=1nXi(k)---(1)]]>

其中X_i(k)表示每个传感器第k次的采样值，i＝1,2,3,·····n

每个传感器的方差为：

融合后的真值和加权因子满足式(2)(3)，其中m表示传感器个数：

X^=Σi=1mWiXi---(3)]]>

其中W_i为加权因子，且

Σi=1mWi=1---(4)]]>

由于总均方差为X_i相互独立且为X的无偏估计，0则σ²可以表示为：

σ2=E[Σi=1nWi2(X-Xi)2+2Σi=1,j=1i≠jnWiWj(X-Xi)(X-Xj)=Σi=1nWi2σi2---(5)]]>

由式(5)知总均方差σ²是关于各加权因子的多元二次函数，因此σ²必然存在最小值，结合约束条件(4)式可以求出极值，因此可以得出σ²取最小值时对应的加权因子Wi′1/σi2Σi=1m(1/σi2),]]>最后得出融合估计值

X‾^=Σi=1mWiX‾i---(6).]]>