一种可穿戴式老人跌倒报警定位系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种可穿戴式老人跌倒报警定位系统，包括足部传感装置、腰部传感装置、主控装置和电源装置；其中，所述足部传感装置包括集成于鞋垫或鞋底的若干薄膜压力传感器，所述若干薄膜压力传感器通过导线连接所述主控装置；所述腰部传感装置包括可穿戴腰带和设于可穿戴腰带上的至少一个万向跌倒传感器，所述万向传感器通过导线连接所述主控装置；所述主控装置包括处理器及连接处理器的信号处理电路、GPS定位模块和无线通信模块，所述主控装置和电源装置集成于所述可穿戴腰带上。本实用新型专利技术使用了足部多薄膜压力传感器和万向跌倒传感器联合检测人体跌倒，实用有效且准确率高，且整个系统制作成本较低，具有良好的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种可穿戴式老人跌倒报警定位系统
本技术涉及健康监护
，具体涉及一种可穿戴式老人跌倒报警定位系统。
技术介绍
中国现有老龄人口已超过1.6亿，且每年以近800万的速度增加，人口老龄化问题越来越严峻。2015年全国老龄办发布的《中国人口老龄化发展趋势预测研究报告》指出中国是老龄化问题出现较早的发展中国家，并且从21世纪开始，中国的老龄化人数将持续升高，这表明老龄化问题将是子女乃至社会必须面对的问题。根据国外调查研究，在70岁以上的健康老年人群里，每年至少发生一次跌倒行为的比例占到了40％，而护理机构中的老人至少发生一次跌倒行为的比例了43％。而我国调查研究显示，65岁以上的老年人群中，每年至少发生一次跌倒行为的比例占到了35％。跌倒在老年人中是普遍存在的现象，不仅发生的几率高而且跌倒行为发生后易给老人自身健康和家庭带来巨大伤害。随老龄化程度的加深，老年人群中因跌倒而伤亡的比例不断增加，根据2006年全国疾病监测系统死因监测数据显示，65岁以上的老年人跌倒死亡率为0.051％。美国每年因老年人跌倒提供的医疗费用达到90亿美元，而我国每年社会直接用于老人跌倒开销的医疗支出超过50亿元人民币。跌倒对于老年人来说是一项重大的威胁，如何准确检测出跌倒并及时发出报警求助信息，使老人跌倒伤害降到最低，是人体健康监护领域中非常具有研究价值的问题。因此，开发具有便携性、高精度性、实时性以及自动报警功能的无线跌倒检测系统，在人体发生跌倒行为时，第一时间检测出并发出报警信息进行求助，是老年人的需要更是整个社会的需要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够在老年人发生跌倒时进行跌倒检测，并及时发送报警信息至家属或救助中必，同时对老年人的跌倒位置进行定位的可穿戴式老人跌倒报警定位系统。为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种可穿戴式老人跌倒报警定位系统，包括足部传感装置、腰部传感装置、主控装置和电源装置；其中，所述足部传感装置包括集成于鞋垫或鞋底的若干薄膜压力传感器，所述若干薄膜压力传感器通过导线连接所述主控装置；所述腰部传感装置包括可穿戴腰带和设于可穿戴腰带上的至少一个万向跌倒传感器，所述万向传感器通过导线连接所述主控装置；所述主控装置包括处理器及连接处理器的信号处理电路、GPS定位模块和无线通信模块，所述信号处理电路用于对薄膜压力传感器和万向跌倒传感器的信号进行转换、放大或比较后发送到处理器，所述处理器用于接收信号处理电路发送的信号，并于满足预设条件时采集GPS定位模块发送的位置信息通过无线通信模块发送到外部设备；所述电源装置用于给各个装置提供电源；所述主控装置和电源装置集成于所述可穿戴腰带上。进一步的，所述薄膜压力传感器采用粘胶方式固定于鞋垫上的足部压力敏感点位置。进一步的，所述信号处理电路包括连接薄膜压力传感器的第一信号处理电路，所述第一信号处理电路包括用于将薄膜压力传感器器的电阻变化转化成电压变化的电压转换单元，以及用于将转换后的电压信号与一可调阈值相比较并向处理器输出DO值的运算放大比较器。进一步的，所述万向跌倒传感器为防倾倒微动开关。进一步的，所述无线通信模块为EC20R2.0模块，所述GPS定位模块为内置于EC20R2.0模块内的多星座高精度定位GNSS接收机。进一步的，所述处理器采用STM32单片机。进一步的，所述外部设备为配置有地理位置查询系统的便携式移动通信装置。本技术的可穿戴式老人跌倒报警定位系统，使用了足部多薄膜压力传感器和万向跌倒传感器联合检测人体跌倒，实用有效且准确率高，且整个系统制作成本较低，符合一般老人的消费需求，具有良好的市场前景。附图说明图1为本技术的可穿戴式老人跌倒报警定位系统实施例的模块组成及连接关系示意图。图2为本技术的实施例中薄膜压力传感器的驱动电路示意图。图3为本技术的实施例中防倾倒微动开关的结构示意图。图4为本技术的可穿戴式老人跌倒报警定位系统实施例的运行流程示意图。具体实施方式为了进一步理解本技术，下面结合实施例对本技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本技术的特征和优点，而不是对本技术权利要求的限制。本技术实施例提供了一种可穿戴式老人跌倒报警定位系统，如图1所示，其包括足部传感装置、腰部传感装置、主控装置和电源装置(图中未画出)。其中，腰部传感装置、主控装置和电源装置均集成于可穿戴腰带上。具体的，本实施例中，足部传感装置包括集成于鞋垫或鞋底的若干薄膜压力传感器，其通过导线连接主控装置。根据人体足部生物运动力学可知，人体的步行频率是指人在行走或跑步的过程中，单位时间内两腿交换的次数。老年人正常步行频率在0.5～2Hz之间。对于人体足底而言，分布着5压力敏感点，因此检测这几个敏感点可以获取行走的足底压力信息。由于足底敷设传感器空间与鞋子结构的特殊性，传感器要求体积小而且轻薄且对于使用者不能带来不适的体验。本技术选择了压力薄膜传感器测量足部压力，将传感器敏感区域敷设在鞋垫的足部敏感点位置就可以获取人体行走的压力情况。作为优选实施方案，本实施例中，所选用的压力为宇博智能科技(杭州)有限公司生产的RFP603。足底压力鞋垫本体的制作过程主要考虑两个因素：压力鞋垫垫在脚底后不能发生窜动，否则压力鞋垫采集的数据信息就不能真实地反映脚底受力信息，而且鞋垫如果在鞋里发生窜动的话，也会严重的影响压力鞋垫本身的使用寿命；薄膜压力传感器在压力鞋垫中也不能发生窜动。因此，本实施例中，采用粘胶方式固定传感器与鞋垫的位置。另外，本实施例中，薄膜压力传感器通过导线经第一信号处理电路连接主控装置。在另外的实施例中，薄膜压力传感器也可以也可以无线连接主控装置，但该方案大大提高了技术实现难度，故未采用。本实施例中，第一信号处理电路要完成以下几个任务：(1)将薄膜压力传感器器的电阻变化转化成电压变化；(2)通过运算放大比较器与某一可调阈值相比较，输出DO值；(3)将输出的DO值转化后输出至单片机中。薄膜压力传感器驱动电路可以将压力传感器的电阻变化转化为可供AD采集的电压信号。通过运算放大器搭建同相比例放大器或者反向比例放大器都可实现这一要求，但由于反相比例放大器需要正负电源供电，增加了电路的复杂程度，为此，本实施例选用同相比例放大器来实现驱动电路。在运算放大器的选择上也挑选单电源供电，集成度高，低功耗的元件，最后选择型号为AD8618的运算放大器，该放大器具有四通道轨到轨输入与输出的单电源放大器，具有极低的失调电压、宽信号带宽以及低输入电压和电源噪声。它采用了专利的微调技术，达到较高的精度，无需激光调整。AD8618支持2.7V到5V的单电源供电。薄膜压力传感器驱动电路图2所示。本实施例中，腰部传感装置为集成于可穿戴腰带上的至少一个万向跌倒传感器，其通过导线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可穿戴式老人跌倒报警定位系统，其特征在于：包括足部传感装置、腰部传感装置、主控装置和电源装置；其中，/n所述足部传感装置包括集成于鞋垫或鞋底的若干薄膜压力传感器，所述若干薄膜压力传感器通过导线连接所述主控装置；/n所述腰部传感装置包括可穿戴腰带和设于可穿戴腰带上的至少一个万向跌倒传感器，所述万向跌倒传感器通过导线连接所述主控装置；/n所述主控装置包括处理器及连接处理器的信号处理电路、GPS定位模块和无线通信模块，所述信号处理电路用于对薄膜压力传感器和万向跌倒传感器的信号进行转换、放大或比较后发送到处理器，所述处理器用于接收信号处理电路发送的信号，并于满足预设条件时采集GPS定位模块发送的位置信息通过无线通信模块发送到外部设备；/n所述电源装置用于给各个装置提供电源；/n所述主控装置和电源装置集成于所述可穿戴腰带上。/n

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴式老人跌倒报警定位系统，其特征在于：包括足部传感装置、腰部传感装置、主控装置和电源装置；其中，
所述足部传感装置包括集成于鞋垫或鞋底的若干薄膜压力传感器，所述若干薄膜压力传感器通过导线连接所述主控装置；
所述腰部传感装置包括可穿戴腰带和设于可穿戴腰带上的至少一个万向跌倒传感器，所述万向跌倒传感器通过导线连接所述主控装置；
所述主控装置包括处理器及连接处理器的信号处理电路、GPS定位模块和无线通信模块，所述信号处理电路用于对薄膜压力传感器和万向跌倒传感器的信号进行转换、放大或比较后发送到处理器，所述处理器用于接收信号处理电路发送的信号，并于满足预设条件时采集GPS定位模块发送的位置信息通过无线通信模块发送到外部设备；
所述电源装置用于给各个装置提供电源；
所述主控装置和电源装置集成于所述可穿戴腰带上。


2.如权利要求1所述的可穿戴式老人跌倒报警定位系统，其特征在于：所述薄膜压力传感器采用粘胶方式固定于鞋垫上的足部压力敏感点位置。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铭泽，郎遇春，邓伟，
申请(专利权)人：李铭泽，
类型：新型
国别省市：浙江;33