基于六轴陀螺仪的云平台居家老人摔倒监测系统技术方案

本实用新型专利技术一种基于六轴陀螺仪的云平台居家老人摔倒监测系统，包括若干佩戴终端，每个佩戴终端包括单片机，单片机输入端连接的MPU6050传感器，输出端连接的通信模块；MPU6050传感器用于采集人体加速度信息，通信模块用于连接GPRS网络；云服务器通过GPRS网络分别与佩戴终端的通信模块数据交互；上位机通过Internet网络与云服务器数据交互。用可穿戴式检测摔倒设备，成本低，私密性高；通过MPU6050传感器进行六轴的检测，通过与阈值的判断提高摔倒检测的准确性。将居家老人摔倒监控系统后台利用现有技术搭建至云服务器，云后台可以将老人摔倒信息进行显示与保存，实现数据与客户端上位机的共享。

A fall monitoring system for the elderly at home based on cloud platform with six axis gyroscope

【技术实现步骤摘要】
基于六轴陀螺仪的云平台居家老人摔倒监测系统
本技术涉及居家老人摔倒监测系统，具体为基于六轴陀螺仪的云平台居家老人摔倒监测系统。
技术介绍
随着社会的发展，人口老龄化问题在发达国家和部分发展中国家己经凸显。目前，中国老年人口数量日渐庞大，社会养老压力与日俱增。居家养老是一种新型的适合我国国情的养老方式，对解决老人的养老问题有着不可替代的作用。在居家老人因病晕倒，或手脚不便意外摔倒时，很难第一时间被察觉并得到救助。目前对居家老人多采用视频监控，不仅需要专人实时观察老人状态，还会出现成本高、侵犯老人隐私等问题。而摔倒报警器等设备对摔倒检测的准确度不高，若老人摔倒没有受到太大伤害，在站起后不能及时取消报警。老人家属、医生、社区管理人员不能同时通过后台数据查看老人状态，无法进行数据共享，难以对老人进行实时看护和及时关怀。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种基于六轴陀螺仪的云平台居家老人摔倒监测系统，结构简单，设计合理，成本低，私密性高。本技术是通过以下技术方案来实现：基于六轴陀螺仪的云平台居家老人摔倒监测系统，包括，若干佩戴终端，每个佩戴终端包括单片机，单片机输入端连接的MPU6050传感器，输出端连接的通信模块；MPU6050传感器用于采集人体加速度信息，通信模块用于连接GPRS网络；一云服务器，通过GPRS网络分别与佩戴终端的通信模块数据交互；一上位机，通过Internet网络与云服务器数据交互。优选的，所述的单片机采用Arduino开发板。优选的，通信模块采用SIM800C通信模块。优选的，所述的单片机的供电端上连接有电源，输出端连接有蜂鸣器。优选的，MPU6050传感器通过SDA接口连接单片机。优选的，所述的单片机中内置有存储判断阈值的ROM存储器。优选的，所述的单片机供电端设置有电源，输出端连接有报警器。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术利用嵌入式、云平台技术构造出一个智能居家老人摔倒监测系统，从而为广大老人的居家养老服务。采用可穿戴式检测摔倒设备，成本低，私密性高；通过设置的MPU6050传感器进行六轴的检测，通过与阈值的判断提高摔倒检测的准确性。将居家老人摔倒监控系统后台利用现有技术搭建至云服务器，云后台可以将老人摔倒信息进行显示与保存，实现数据与客户端上位机的共享。附图说明图1为本技术实例中所述居家老人摔倒监测系统总体方案图。图2为本技术实例中所述佩戴终端硬件连接的结构框图。图3为本技术实例中所述佩戴终端电路图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。本技术将现有的嵌入式和云平台存储技术结合到居家养老管理系统中，可以实时监测老人是否摔倒，通过与存储的判断阈值的判断与MPU6050加速度传感器相结合，可以实现对老人状态的精准判断，电路信号交由单片机处理完毕之后，单片机通过对信号的对比判断是否需要远程报警，如果需要，则将报警以及摔倒信号通过通信模块传输到云服务器的上位机中，而后上位机可以将老人摔倒和报警状态展示出来。并且在佩戴终端通过报警器报警，本优选实例中采用蜂鸣器。本技术包括基于单片机的跌倒检测系统、云平台服务器和客户端；基于单片机的跌倒检测系统通过人体佩戴终端的MPU6050传感器采集人体加速度数据，在佩戴终端的单片机主控芯片中将所采集的信息进行对比处理，作出摔倒和报警信息的判断。其中，MPU6050传感器作为六轴陀螺仪，实现对3轴加速度和3轴角速度的采集输出，作为信息判断的基础。电源给佩戴终端供电，并在佩戴终端中安置报警器以便在老人摔倒后第一时间发出蜂鸣警告。佩戴终端中的通信模块将老人摔倒和报警信息通过GPRS网络传输到后台云服务器中。云服务器接收佩戴终端传来的数据，并保存传输数据，数据中能够包括一些基本的老人个人信息以及历史数据。上位机显示老人个人信息和摔倒状态，老人家属、社区养老管理部门、医院医生等人员可以随时随地利用互联网远程登陆服务器，观察居家老人的摔倒状况，老人摔倒历史数据同时保存在服务器中。远程登录查看均能够采用现有的架构和方法实现。具体的，参见图1，本技术通过人体佩戴终端的MPU6050传感器采集人体加速度数据，在佩戴终端的Arduino开发板中将所采集的信息进行对比处理，作出摔倒和报警信息的判断。电源给佩戴终端供电，并在佩戴终端中安置报警器以便在老人摔倒后第一时间发出蜂鸣警告。佩戴终端中的SIM800C将老人摔倒和报警信息通过GPRS网络传输到后台云服务器中。云服务器用于接收佩戴终端传来的数据并存储，最终在客户端上位机中显示老人摔倒状态。老人家属、社区养老管理部门、医院医生等人员可以随时随地利用互联网远程登陆服务器，观察居家老人的摔倒状况，老人摔倒历史数据同时保存在服务器中。图2展示了佩戴终端硬件连接的结构框图，由MPU6050传感器读取运动加速度并利用连接的SDA接口将数据传输到Arduino单片机中，Arduino在收到这些数据后通过内置在ROM存储器里的判断阈值判断，超过阈值则判断为摔倒，未超过则继续检测，如果摔倒则发生一个中断，这个中断函数激活GPRS通信模块发送报警数据到云服务器中，并传到上位机中，由上位机进行显示。与此同时中断函数激活蜂鸣器发出求救信号，这个求救信号可以提醒老人身边的人对其进行帮助而实现意外摔倒后的第一次自救。本技术中的中控芯片为Arduino单片机，图3为佩戴终端电路图。报警器连接到Arduino单片机的26管脚，MPU6050传感器连接到Arduino单片机的34和35管脚，GPRS通信模块连接到Arduino单片机的27和28管脚。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于六轴陀螺仪的云平台居家老人摔倒监测系统，其特征在于，包括，/n若干佩戴终端，每个佩戴终端包括单片机，单片机输入端连接的MPU6050传感器，输出端连接的通信模块；MPU6050传感器用于采集人体加速度信息，通信模块用于连接GPRS网络；/n一云服务器，通过GPRS网络分别与佩戴终端的通信模块数据交互；/n一上位机，通过Internet网络与云服务器数据交互；/n所述的单片机采用Arduino开发板，单片机中内置有存储判断阈值的ROM存储器，MPU6050传感器通过SDA接口连接单片机；/n通信模块采用SIM800C通信模块；/n所述的单片机的供电端上连接有电源，输出端连接有蜂鸣器；/n所述的单片机供电端设置有电源，输出端连接有报警器。/n

【技术特征摘要】
1.基于六轴陀螺仪的云平台居家老人摔倒监测系统，其特征在于，包括，
若干佩戴终端，每个佩戴终端包括单片机，单片机输入端连接的MPU6050传感器，输出端连接的通信模块；MPU6050传感器用于采集人体加速度信息，通信模块用于连接GPRS网络；
一云服务器，通过GPRS网络分别与佩戴终端的通信模块数据交互；
一上位机，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀霞，马晓璇，张立龙，丁振伟，魏舒怡，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：新型
国别省市：宁夏;64