[发明专利]具备运动状态感知和气囊主动防护的安全马甲及防护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全马甲，特别是涉及一种具备运动状态感知和气囊主动 防护的安全马甲及其防护方法。

背景技术

日常生活和生产活动中人们因摔倒致伤致残的事故发生频繁，摔倒事故不 仅严重影响人们的健康，甚至威胁到人们的生命。诸如在一些地面湿滑的环境 中工作的人员很容易摔倒，导致工伤事故。同时由于当前社会老龄化，人口中 老年人群的比重越来越高，因其运动机能明显退化，导致老年人群的摔倒事故 发生率较高、后果严重，逐渐成为一个严重的社会问题。

现阶段安全气囊主要应用在汽车方面，旨在减轻汽车碰撞后驾驶员因为惯 性发生碰撞的伤害程度。若能将其安全气囊引入到日常所穿的安全马甲中则能 够避免和降低摔倒导致的伤害。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种具备运动 状态感知和气囊主动防护的安全马甲及其防护方法，其具有运动状态感知和气 囊主动防护的功能，能够实时检测穿着者的运动状态，且当穿着者摔倒时马甲 内嵌的安全气囊会主动打开，以避免穿着者头部受伤和大腿骨折，同时本发明 还可将穿着者的摔倒信息通过无线通信方式传送到监控中心的服务器，以便及 时做出后续处理。

为达上述及其它目的，本发明提出一种具备运动状态感知和气囊主动防护 的安全马甲，包括马甲本体，该马甲本体上内嵌运动状态感知装置和安全气囊 装置，所述运动状态感知装置至少包括2个片上处理芯片、微控制器(MCU)模 块以及电源模块，每个片上处理芯片中至少集成了1个运动状态感知模块和1 个片上处理电路，2个片上处理芯片均与微控制器(MCU)模块通过总线相连，所 述安全气囊装置包括点火充气电路和气囊本体，所述点火充气电路与微控制器 (MCU)模块及气囊本体相连，所述电源模块用于为其他各模块进行供电。

进一步地，该片上处理芯片包括信号预处理模块和信号调理模块，信号预 处理模块对运动状态感知模块获取的信号进行预处理，其包括带宽处理电路和 杂波滤波模块，带宽处理电路和杂波滤波模块的输入端与运动状态感知模块， 带宽处理电路和杂波滤波模块的输出端与信号调理模块相连，信号调理模块包 括依次相连的放大器、采样保持器和模数(A/D)转换器，放大器连接信息预处理 模块，模数(A/D)转换器连接微控制器(MCU)模块。

进一步地，第1个上处理芯片上集成3轴加速度计及片上处理电路，第2 个上处理芯片上集成3轴陀螺仪和片上处理电路，3轴加速度计和3轴陀螺仪分 别用来感知人体在摔倒过程中上躯干的速度变化及偏离地面垂直方向的倾斜角 度变化。

进一步地，安全气囊装置包括2个点火充气电路和2个气囊，该2个点火 充气电路分别与微控制器模块相连，并分别与2个气囊相连。

进一步地，所述的2个气囊分别设于马甲靠近头部和靠近腰部的位置，其 中靠近头部的气囊为主气囊，靠近腰部的气囊为从气囊。

进一步地，2个片上处理芯片与微控制器(MCU)模块通过集成电路间(I2C) 总线相连。

进一步地，安全马甲还包括紫蜂(Zigbee)无线通信模块，Zigbee模块与微控 制器(MCU)模块及天线相连，ZigBee模块连接天线，片上处理芯片所得摔倒信 号进入微控制器模块并由微控制器模块处理后通过内部通信电路传输到ZigBee 模块，经由天线发送到监控中心的服务器。

为达到上述目的，本发明还提供一种具备运动状态感知和气囊主动防护的 安全马甲的防护方法，包括如下步骤：

步骤一，通过运动状态感知模块获取穿着者当前的加速度值及身体与地面 垂直方向的倾角变化，并将其与预设阈值进行比较；

步骤二，若检测加速度值大于预设加速度阈值且判断倾角偏向为正常时， 则判断穿着者处于跌倒临界状态，则触发安全气囊装置打开气囊。

进一步地，于步骤二中，若检测加速度值大于预设加速度阈值且判断倾角 偏向为正常时，则先给气囊装置的主气囊充气，延迟一段时间后，再给从气囊 充气。

进一步地，于步骤二后，还包括通过Zigbee模块将穿着者的摔倒信息发送 至监控中心的服务器，以便及时作出后续处理的步骤。