[发明专利]一种基于加速度传感器的老年人跌倒救助系统和方法

权利要求书

1.一种基于加速度传感器的老年人跌倒救助系统，其特征在于，所述系统包括加速度传感器模块(1)、STM32微控制器模块(2)、按键开关模块(3)、蜂鸣器模块(4)、GPS空间定位模块(5)、GSM无线通信模块(6)、锂电池供电模块(7)，所述系统通过加速度传感器模块(1)采集老年人运动的三轴加速度及三轴角速度数据，所述加速度传感器模块(1)内部的DMP模块对原始数据进行滤波、融合处理，通过I2C接口向STM32微控制器模块(2)输出姿态解算后的姿态数据，所述STM32微控制器模块(2)接收到姿态数据后，进行识别跌倒事件，进一步确认跌倒后，由STM32微控制器模块(2)利用GPS空间定位模块(5)提供的位置和速度信息为初始参数、加速度传感器模块(1)输出的方向和速度信息进行航位推算，获取老年人跌倒的空间地理位置信息，GSM无线通信模块(6)将老年人跌倒的地理位置信息发送到老年人亲属手机上，发出求助信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的老年人跌倒救助系统，其特征在于，所述系统包括：

加速度传感器模块将原始的数据进行滤波、姿态融合处理后，输出三轴加速度和三轴角度，同时，在GPS进入盲区后，利用MPU6050输出的方向和速度信息进行航位推算，进行精确定位；

STM32微控制器模块采用STM32F429微控制器，该STM32F429微控制器完成跌倒检测算法处理、判定是否报警、对GPS数据和航位推算数据进行融合、确定报警后将空间定位信息发送到老年人亲属手机上；

按键开关模块是配置可选择的报警机制，老年人根据自身的身体情况选择是否报警；

蜂鸣器模块是及时向周围环境发出报警求救信号，同时提醒老年人是否触发报警机制；

GPS空间定位模块提供老年人地理位置的空间信息，为SMT32F429微控制器进行航位推算提供初始位置；

GSM无线通信模块：若老年人发生跌倒意外时，将老年人跌倒地点的空间地理位置信息及时发送到其亲属手机上；

锂电池供电模块为跌倒救助系统提供电能，使跌倒救助系统能够持续正常工作。

3.一种基于加速度传感器的老年人跌倒检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：老年人首次使用跌倒救助系统，选择所处的年龄段，设置跌倒判断的加速度阈值T_SVM；

步骤2：加速度传感器采集老年人运动原始数据，内部DMP模块对原始数据处理后，将姿态数据发送给STM32F429微控制器；

步骤3：STM32F429微控制器计算合加速度其中a_x为人体在X轴方向的加速度，a_y为人体在Y轴方向的加速度，a_z为人体在Z轴方向的加速度，并将SVM与T_SVM比较，大于T_SVM时，判定为疑似跌倒；

步骤4：在疑似跌倒后延时3秒，进入二次阈值判断，判断老年人角度是否在阈值范围内，满足在范围内，要求能够保持3s；

步骤5：若上述两个条件都能够满足，则判定为跌倒状态，蜂鸣器向周边环境发出语音求救信息；

步骤6：老年人可根据自身情况决定是否通过按键取消报警信号，30s内老年人没有取消报警信号，确认老年人此时跌倒且需要及时的救助；

步骤7：STM32F429微控制器将GPS定位信息和加速度传感器方向和速度信息融合定位；

步骤8：GSM模块将融合的地理位置信息通过无线网络发送到老年人亲属手机上，发出远程求救信号。