[发明专利]一种低成本无源跌倒检测传感器

说明书

本发明公开了一种低成本无源跌倒检测传感器，所述传感器包括：壳体、电极A、导电介质和环形电极；壳体为密封的圆柱体，电极A设置在壳体的底部，导电介质位于电极A上方并与之接触，环形电极沿壳体内部圆周方向设置，并且位于导电介质的上方。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及跌倒检测传感器。

背景技术

目前市场上可穿戴设备的老人防跌倒检测传感器，绝大多数都是基于MEMS(微机电系统，Micro Electro Mechanical System)加速度计、陀螺仪、MCU(微控制器，Microcontroller Unit)为基础构建组成的。

根据敏感机理不同，MEMS加速度计可以分为压阻式、热流式、谐振式和电容式等。

压阻式MEMS加速度计容易受到压阻材料影响，温度效应严重、灵敏度低，横向灵敏度大，精度不高；热流式加速度计受传热介质本身的特性限制，器件频率响应慢、线性度差、容易受外界温度影响。因此，热流式和压阻式加速度计主要用于对精度要求不高的民用领域或军事领域中的高g值测量。谐振式微加速度计理论上可以达到导航级的精度，但目前技术状态还达不到实用化。随着MEMS加工能力提升和ASIC(专用集成电路，ApplicationSpecific Integrated Circuit)检测能力提高，电容式MEMS加速度计的精度在不断提升，且环境适应性强，是目前跌倒检测应用最为广泛的MEMS加速度计。

电容式MEMS加速度计的工作原理是用敏感元件将测点的加速度信号转换为相应的电信号，进入前置放大电路，经过信号调理电路改善信号的信噪比，再进行模数转换得到数字信号，最后送入微处理器进行运算得出姿态结果。

电容式MEMS加速度计中一般有个可运动质量块与一个固定电极组成一个电容，当受加速度作用时，质量块与固定电极之间的间隙会发生变化，从而使电容值发生变化。它的优点很突出，灵敏度高、零频响应、受环境(尤其是温度)影响小等，缺点也同样突出，主要是输入输出非线形对应、量程很有限以及本身是高阻抗信号源，所有的电容式MEMS加速度计都具有内部时钟，它是检测电路必不可少的部分，由于泄漏经常会对输出信号产生干扰，导致信噪比低，传感器需内置信号传输、放大、滤波等电路，需要有外部供电才能工作。

从跌倒过程中加速度变化的波形可以看出跌倒检测的复杂性，而跌倒检测最关键要求是能够及时准确地检测出跌倒行为，但可穿戴设备对体积和功耗、成本都有限制，故选用的MCU处理性能会比较弱，不宜做大量的复杂计算。

从上述理论及工作原理可见这种检测方式，对不同的应用对象需要建立复杂的算法模型，跌倒的检测需要传感器与高性能MCU配合才能判断对象的姿态，需一直处于运算工作状态，一是无法降低设备的功耗，二是对MCU的运算性能要求高，否则当对象处于行动状态时，无法处理即时的动态数据。

经购买市场上的此类防跌倒检测设备实测，不但价格高，且跌倒检测误报率非常高，实用性不强，根本满足不了用户的真正需求。

因此希望有一种低成本无源跌倒检测传感器能够解决现有技术中的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明公开一种低成本无源跌倒检测传感器所述传感器，其包括：壳体、电极A、导电介质和环形电极；壳体为密封的圆柱体，电极A设置在壳体的底部，导电介质位于电极A上方并与之接触，环形电极沿壳体内部圆周方向设置，并且位于导电介质的上方。

优选地，所述环形电极为圆形，所述环形电极的圆心与所述壳体的中心线重合，且所述环形电极紧闭贴合壳体内壁设置。

优选地，所述环形电极的数量为2个或以上。

优选地，所述环形电极互相平行且依次沿等间距设置。

优选地，所述壳体为非导电材质。

优选地，所述导电介质为金属汞。