[发明专利]一种室内摔倒智能感知系统及其制备和控制方法

权利要求书

1.一种室内摔倒智能感知系统，用于实时监测室内人员摔倒情况，包括智能地板和信号处理器，其特征在于，所述的智能地板为嵌设压电传感层(8)的地板(7)，所述的压电传感层(8)包括多条相互独立且分别与信号处理器连接的压电传感膜(6)，多条压电传感膜(6)分别沿横向和纵向平行布置，横向布置的压电传感膜(6)与纵向布置的压电传感膜(6)相互垂直交织，形成井字形二维平面坐标网络(9)；

所述的压电传感膜(6)为长条状压电传感膜，包括外电极(1)、内电极(3)和压电驻极体膜(2)，所述的压电驻极体膜(2)由经过极化处理的长条状聚合物薄膜制成，所述的压电驻极体膜(2)通过弯折形成相连的上下两层，所述的内电极(3)设置于压电驻极体膜(2)上下两层之间的侧面上，并通过内电极引线(5)与信号处理器连接，所述的外电极(1)设置于压电驻极体膜(2)的外侧面上，并通过外电极引线(4)接地；

所述的信号处理器实时监测各压电传感膜(6)的受力情况，当摔倒发生时，摔倒处的两条相互垂直的压电传感膜(6)同时检测到受力情况的改变，并通过电信号发送至信号处理器，所述的信号处理器根据两条压电传感膜(6)在二维平面坐标网络(9)中的交点，定位摔倒位置，同时摔倒产生的电信号触发启动生命体征监测模块，采集人体产生的心跳和呼吸的振动信号，对人体的生命体征信息进行实时监测，最后发出求助信息至云端，并实时发送至APP终端，所述的求助信息包括摔倒位置、摔倒人员呼吸和摔倒人员心跳；

所述的生命体征监测模块由压电传感膜(6)和信号处理器两部分配合而成，该模块工作时，所述的压电传感膜(6)通过人体与压电传感膜接触时体表的振动产生随呼吸心跳变化的电信号，然后所述的信号处理器在屏蔽环境中的噪声信号后，根据压电传感膜(6)产生的随呼吸心跳变化的电信号，采集摔倒人员的心跳和呼吸。

2.根据权利要求1所述的一种室内摔倒智能感知系统，其特征在于，所述的横向布置的压电传感膜(6)之间间距为5-20cm，所述的纵向布置的压电传感膜(6)之间间距为5-20cm。

3.根据权利要求2所述的一种室内摔倒智能感知系统，其特征在于，所述的外电极(1)为铜箔或导电胶带，所述的内电极(3)为铜箔或导电胶带。

4.根据权利要求2所述的一种室内摔倒智能感知系统，其特征在于，所述的外电极(1)的面积大于压电驻极体膜(2)的面积，所述的内电极(3)的面积小于压电驻极体膜(2)的面积。

5.一种制备如权利要求1-4任一项所述的室内摔倒智能感知系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)制备压电传感膜(6)；

S2)将多条压电传感膜(6)相互交织，形成垂直的井字形二维平面坐标网络(9)，形成压电传感层(8)；

S3)利用引线将各压电传感膜(6)分别与信号处理器连接；

S4)将压电传感层(8)嵌入地板(7)中，形成智能地板；

S5)将智能地板铺设在室内，形成室内摔倒智能感知系统。

6.根据权利要求5所述的一种室内摔倒智能感知系统的制备方法，其特征在于，所述的步骤S1)具体包括：

S101)将聚合物薄膜制成长条状，形成聚合物薄膜样品；

S102)对聚合物薄膜样品进行极化处理，形成压电驻极体膜(2)；

S103)将铜箔或导电胶带制成面积大于压电驻极体膜(2)的外电极(1)和面积大于压电驻极体膜(2)的内电极(3)；

S105)在压电驻极体膜(2)的两侧面分别粘贴内电极(3)和外电极(1)，然后对折压电驻极体膜(2)样品，将内电极(3)包覆在中间，形成长条状的压电传感膜(6)。

7.一种如权利要求1-4任一项所述的室内摔倒智能感知系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)摔倒发生处的压电传感膜(6)受力改变；

2)受力改变的压电传感膜(6)分别向信号处理器发送电信号；

3)信号处理器监测各压电传感膜(6)的电信号；

4)信号处理器分别选取发送电信号强度最大的横向压电传感膜和纵向压电传感膜；

5)信号处理器根据二维平面坐标网络(9)计算选取的两条压电传感膜(6)的交点，定位摔倒位置；

6)信号处理器根据压电传感膜(6)产生的随呼吸和心跳振动变化的电信号，采集摔倒人员的心跳和呼吸；

7)智能感知系统发出求助信息。