一种老人跌倒的检测和预警装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术是一种老人跌倒的检测和预警装置，包括加速度信息采集模块、心率信息采集模块、温度信息采集模块、存储模块、控制模块、预警模块、显示模块、定位模块以及通信模块。本发明专利技术还公开了一种老人跌倒的检测和预警方法，实时检测，及时预警，以加速度传感器、心率传感器及温度传感器作为信息采集工具置于集成的可穿戴设备中，利用微型单片机作为控制中心，分析老人跌倒情况，利用定位模块实时定位老人所处位置，通信模块传输预警信息，显示模块对身边人进行预警，整个装置实现了老人跌倒检测和预警。

Device and method for detecting and warning falls of old people

The present invention relates to a detection and early warning device for elderly, including heart rate acceleration information acquisition module, information collection module, temperature acquisition module, information storage module, control module, alarm module, display module, positioning module and communication module. The invention also discloses a method for detecting and warning, an elderly real-time detection, timely warning, the acceleration sensor, heart rate sensor and temperature sensor as information collection tools in integration of wearable devices, the use of single-chip microcomputer as the control center, analysis of falls among the elderly, the positioning module real-time positioning the location of the elderly. The communication module for the transmission of early warning information display module, warning on the side, the device realizes the elderly fall detection and early warning.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种老人跌倒的检测和预警装置及方法。
技术介绍
全球每年有30余万人死于跌倒，其中一半是60岁以上老人。跌倒已成为65岁以上老人伤害死亡的“头号杀手”。我国已经正式步入老龄化社会，关于老年人摔倒的热点事件亦是层出不穷，一些可穿戴设备能够提供记录一些人的基本运动数据服务，如运动量、心率等。但这些基础服务都不能很好地满足一些老年人的特殊需求。随着老龄化的日益严重，如何在老年人出行方面关爱他们，能够对于一些意外跌倒给予及时的检测和报警，成为新形势下亟待解决的问题。目前，国内关于老人跌倒检测的论文以及关于老人跌倒检测预警的专利技术专利，一般是重点放在老人跌倒后如何有效地进行预警上，比如老人自己按按钮等，而不是自动实现检测再进而进行预警，同时，在预警显示方面形式比较单一。因此，需要一种新的老人跌倒的检测和预警装置以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的缺陷，提供一种老人跌倒的检测和预警装置。一种老人跌倒的检测和预警装置，包括加速度信息采集模块、心率信息采集模块、温度信息采集模块、存储模块、控制模块、预警模块、显示模块、定位模块以及通信模块，所述加速度信息采集模块用以对老人跌倒时的三维加速度参数进行监测；所述心率信息采集模块用以对老人的心率进行监测；所述温度信息采集模块用来检测老人体温及外界环境温度；所述存储模块用以储存老人跌倒时的三维加速度参数及心率信息，并可在控制模块的控制下通过通信模块传输加速度参数和心率信息；所述预警模块用以对前述采集得到的加速度参数、心率信息和温度信息进行检测和预警，根据检测结果判定当前老人是否跌倒；开始预警后，在控制模块的控制下由显示模块显示预警信息；所述定位模块用来实现对老人跌倒的地点实时定位；所述通信模块用来对外发送老人的定位及跌倒信息。更进一步的，所述控制模块包括上位机和下位机，所述上位机采用Processing与Arduino交互；下位机采用ArduinoUNO，用Arduinoide编译代码；所述加速度信息采集模块采用ADI公司的ADXL345加速度传感器；所述心率信息采集模块采用Pulsesensor心率传感器；所述温度信息采集模块采用红外传感器；所述存储模块采用FileAllocationTable文件保存系统。更进一步的，所述控制系统(2)由单片机实现。专利技术原理：本装置为了避免老人跌倒后不能及时得到救援，从老人跌倒的检测及预警技术出发，结合加速度、心率和温度三个维度，提出了老人跌倒检测和预警装置的便捷式集成开发。可以通过由显示模块显示预警信息，由定位模块实现对老人跌倒的地点实时定位，由通信模块对外发送定位及身份等信息。该装置未来前景广泛，不仅可以应用于老人群体，亦可做医疗服务等等，为孱弱病人出行出一份力。此外，还可在可穿戴设备中增设带循环存储容量的录像设备等等。有一定的经济前景。有益效果：本专利技术的老人跌倒的检测和预警装置，实时检测，及时预警。本专利技术以加速度传感器、心率传感器及温度传感器作为信息采集工具置于集成的可穿戴设备中，利用微型单片机作为控制中心，分析老人跌倒情况，利用定位模块实时定位老人所处位置，通信模块传输预警信息，显示模块对身边人进行预警，整个装置实现了老人跌倒检测和预警。本专利技术还公开了一种老人跌倒的检测和预警方法，采用如上所述的老人跌倒的检测和预警装置，包括以下步骤：1)、利用加速度信息采集模块和心率信息采集模块采集老人的加速度数据、心率数据及温度数据，并记录到存储模块中；2)、从存储模块中提取最新得到的加速度数据、心率数据及温度数据；3)、利用控制模块将步骤2)的加速度数据、心率数据及温度数据进行AD转换；4)、控制模块调用预警模块，预警模块利用加速度数据、心率数据及温度数据基于机器学习算法判断老人是否跌倒；5)、如果老人未跌倒则返回步骤2)，如果判断老人跌倒，则转去步骤6)；6)、控制模块启动预警指令，开启老人跌倒预警；7)、控制模块调用定位模块得到老人实时位置信息；8)、将老人跌倒信息和实时位置信息通过无线发射子模块发送给老人的家人。更进一步的，步骤4)中预警模块利用加速度数据、心率数据及温度数据基于机器学习算法判断老人是否跌倒，包括以下步骤：一、先收集大量老人跌倒及正常行走时的加速度数据、心率数据及温度数据，基于机器学习算法将数据组提取出跌倒标签和正常标签，并将带有跌倒标签和正常标签的数据组写入设备进行学习；二、当老人穿戴设备行走时，设备根据老人的加速度数据、心率数据及温度数据得到标签，根据标签判断老人是否跌倒。更进一步的，步骤一中不同的人均具有自己的跌倒标签和正常标签。有益效果：本专利技术的老人跌倒的检测装置及预警方法简单易行，通过机器学习算法实现对老人跌倒的检测和预警，以加速度传感器、心率传感器及温度传感器作为信息采集工具置于集成的可穿戴设备中，利用微型单片机作为控制中心，分析老人跌倒情况，利用定位模块实时定位老人所处位置，通信模块传输预警信息，显示模块对身边人进行预警，实现了老人跌倒检测和预警。附图说明图1为本专利技术老人跌倒的检测和预警装置的流程图。图2为本专利技术老人跌倒的检测和预警装置的结构原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，本专利技术的老人跌倒的检测和预警装置，包括加速度信息采集模块1、心率信息采集模块2、温度信息采集模块3、存储模块4、控制模块5、预警模块6、显示模块7、通信模块8及定位模块9，控制模块5分别与加速度信息采集模块1、心率信息采集模块2、温度信息采集模块3、存储模块4、预警模块6、显示模块7、通信模块8及定位模块9连接，该控制模块5作为核心模块用于控制上述模块的功能实现。如图1所示，在整个方案实现中，控制模块5作为监测预警装置的核心模块，一方面用以控制和连接加速度信息采集模块1、心率信息采集模块2、温度信息采集模块3、存储模块4、预警模块6、显示模块7、通信模块8及定位模块9，另一方面用以和外界计算机等其它设备连接，以实现装置和其它设备之间的通信。评估预警模块6对加速度信息采集模块1、心率信息采集模块2、温度信息采集模块3采集的数据进行处理和分析，界定出当前老人行驶状态，判断是否跌倒以及是否需要进行危险警示，并通过显示模块7将危险预警信号发送至驾驶室高速公路安全管理部门，通过通信模块8将预警信息及定位模块9的位置信息发送给老人的家人手机终端等等。加速度信息采集模块1用以对老人跌倒时的三维加速度参数进行监测，并将监测信息记录在存储模块4中；心率信息采集模块2用以对老人的心率进行监测，并将监测信息记录在存储模块4中；温度信息采集模块3采用红外传感器来检测老人体温及外界环境温度，并将监测信息记录在存储模块4中；存储模块4用以储存前述加速度参数和老人心率信息，并可在控制模块5的控制下通过通信模块8传输加速度参数、心率信息和温度信息；预警模块6用以对前述采集得到的加速度参数、心率信息及温度信息进行检测和预警，根据检测结果判定当前老人是否跌倒，若跌倒，可在控制模块5的控制下将跌倒信息发送到显示模块。开始预警后，在控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种老人跌倒的检测和预警装置，其特征在于，包括加速度信息采集模块、心率信息采集模块、温度信息采集模块、存储模块、控制模块、预警模块、显示模块、定位模块以及通信模块，所述加速度信息采集模块用以对老人跌倒时的三维加速度参数进行监测；所述心率信息采集模块用以对老人的心率进行监测；所述温度信息采集模块用来检测老人体温及外界环境温度；所述存储模块用以储存老人跌倒时的三维加速度参数及心率信息，并可在控制模块的控制下通过通信模块传输加速度参数和心率信息；所述预警模块用以对前述采集得到的加速度参数、心率信息和温度信息进行检测和预警，根据检测结果判定当前老人是否跌倒；开始预警后，在控制模块的控制下由显示模块显示预警信息；所述定位模块用来实现对老人跌倒的地点实时定位；所述通信模块用来对外发送老人的定位及跌倒信息。

【技术特征摘要】
1.一种老人跌倒的检测和预警装置，其特征在于，包括加速度信息采集模块、心率信息采集模块、温度信息采集模块、存储模块、控制模块、预警模块、显示模块、定位模块以及通信模块，所述加速度信息采集模块用以对老人跌倒时的三维加速度参数进行监测；所述心率信息采集模块用以对老人的心率进行监测；所述温度信息采集模块用来检测老人体温及外界环境温度；所述存储模块用以储存老人跌倒时的三维加速度参数及心率信息，并可在控制模块的控制下通过通信模块传输加速度参数和心率信息；所述预警模块用以对前述采集得到的加速度参数、心率信息和温度信息进行检测和预警，根据检测结果判定当前老人是否跌倒；开始预警后，在控制模块的控制下由显示模块显示预警信息；所述定位模块用来实现对老人跌倒的地点实时定位；所述通信模块用来对外发送老人的定位及跌倒信息。2.根据权利要求1所述老人跌倒的检测和预警装置，其特征在于：所述控制模块包括上位机和下位机，所述上位机采用Processing与Arduino交互；下位机采用ArduinoUNO，用Arduinoide编译代码；所述加速度信息采集模块采用ADI公司的ADXL345加速度传感器；所述心率信息采集模块采用Pulsesensor心率传感器；所述温度信息采集模块采用红外传感器；所述存储模块采用FileAllocationTable文件保存系统。3.根据权利要求1所述老人跌倒的检测和预警装置，其特征在于：所述控制系统(2)由单片机实现。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡启洲，丛子荃，陈杰，周畅，杨莹，诸云，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32