The invention discloses a low power consumption based on interrupt driven fall detection apparatus includes a detection object activity acquisition 3 axis acceleration and angular velocity sensor, MPU6050 data and CC2530 MCU; among them, using finite state machine to fall process modeling. The invention can acquire and process 3 axis acceleration and angular speed data in real time on the basis of interrupt driving, according to the threshold value of the preset 3 axis acceleration and angular speed, and the decision tree is used to judge the object falling down and alarm.
【技术实现步骤摘要】
一种基于中断驱动的低功耗跌倒检测装置
本专利技术属于电子信息领域,尤其涉及一种基于中断驱动的低功耗跌倒检测装置,进一步一种基于中断驱动,能实时采集并预处理3轴加速度和角速度数据,依据预设3轴加速度、角速度的阈值并应用决策树判断监测对象跌倒并报警。
技术介绍
传统的基于3轴加速度计、陀螺仪的可穿戴跌倒技术,忽略了可穿戴设备的计算能力和电源受限的客观约束条件,由可穿戴设备的主处理单元在线实时检测3轴加速度计和陀螺仪,读取3轴加速度和角速度数据并通过无线射频模块发送到接收端的计算设备,再由其进行跌倒检测。由于可穿戴设备的主处理单元实时监测读取数据、射频单元实时发送数据,会产生大量能耗。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提供一种基于中断驱动的低功耗跌倒检测装置,利用MPU6050集成了3轴加速度计、陀螺仪和1KB的FIFO(FirstInFirstOut)缓存,其在休眠状态时可以在无可穿戴设备主处理单元(MainProcessUnit,MPU)支持情况下实时读取3轴加速度、角速度数据,并按照FIFO方式缓存数据;通过设置MPU6050中3轴加速度、角速度寄存器的阈值,当3轴加速度或角速度值超过阈值时,系统产生中断请求,由MPU依据MPU6050缓存的加速度和角速度数据按照C45决策树算法进行跌倒监测,若检测对象跌倒,MPU通过ZigBee向接收端主机发送跌倒警告。为实现上述目的,本专利技术采用如下的技术方案:一种基于中断驱动的低功耗跌倒检测装置包括:用于采集检测对象活动的3轴加速度、角速度数据MPU6050传感器、以及CC2530MCU;其中,采用有限状态机对跌 ...
【技术保护点】
一种基于中断驱动的低功耗跌倒检测装置,其特征在于,包括:用于采集检测对象活动的3轴加速度、角速度数据MPU6050传感器、以及CC2530MCU;其中,采用有限状态机对跌倒过程建模,该模型有6个状态,每个状态的任务及状态之间的关系如下:1.F0状态:初始状态,即复位状态,此状态对系统进行初始化;2.F1状态:自由下落状态,将是否出现自由下落现象作为判断跌倒的第一个依据,当出现自由下落现象时会触发MPU6050的自由下落中断,自由下落中断的工作过程如下:a)MPU6050的FIFO缓存被触发,缓存按照FIFO的模式保存了自由下落中断触发前2秒钟内采样到的3轴加速度、角速度数据;b)CC2530启动定时器,该定时器是递归的,即当前一个定时器到期时,它将启动另一个特定时长的定时器;c)如果自由下落中断被断言超过150ms,进入F2状态,否则进入F1状态;3.F2状态:撞击状态,通过设置MPU6050的运动中断可以检测这个撞击状态,运动中断的工作过程如下:a)设置运动中断为非使能状态;b)CC2530检索FIFO缓存中前0.5秒钟的数据,并计算它们的平均值作为检测对象身体姿势的初始值;c)如果 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于中断驱动的低功耗跌倒检测装置,其特征在于,包括:用于采集检测对象活动的3轴加速度、角速度数据MPU6050传感器、以及CC2530MCU;其中,采用有限状态机对跌倒过程建模,该模型有6个状态,每个状态的任务及状态之间的关系如下:1.F0状态:初始状态,即复位状态,此状态对系统进行初始化;2.F1状态:自由下落状态,将是否出现自由下落现象作为判断跌倒的第一个依据,当出现自由下落现象时会触发MPU6050的自由下落中断,自由下落中断的工作过程如下:a)MPU6050的FIFO缓存被触发,缓存按照FIFO的模式保存了自由下落中断触发前2秒钟内采样到的3轴加速度、角速度数据;b)CC2530启动定时器,该定时器是递归的,即当前一个定时器到期时,它将启动另一个特定时长的定时器;c)如果自由下落中断被断言超过150ms,进入F2状态,否则进入F1状态;3.F2状态:撞击状态,通过设置MPU6050的运动中断可以检测这个撞击状态,运动中断的工作过程如下:a)设置运动中断为非使能状态;b)CC2530检索FIFO缓存中前0.5秒钟的数据,并计算它们的平均值作为检测对象身体姿势的初始值;c)如果在运动中断产生后2秒内非运动中断被激活,则系统进入F3,否则返回F0;4.F3状态:非运动状态,通过MPU6050的非运动中断来检测,非运动中断的工作过程如下:a)CC2530检索FIFO缓存中最后0.5秒钟的数据,并计算它们的平均值作为检测对象身体姿势的最终值;b)在活动中断产生2秒钟后,如果发生非运动状态断言,算法进入F4;5.F4状态:比较身体姿势的初始值与...
【专利技术属性】
技术研发人员:何坚,刘乐园,张子浩,余立,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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