穿戴式跌倒预测系统技术方案

穿戴式跌倒预测系统，涉及跌倒预测领域，包括上位机、Android系统手机、单片机、跌倒预测传感器、两个步态信息采集传感器、蓝牙模块、电源电路和PCB板；单片机、跌倒预测传感器、蓝牙模块和电源电路均集成在PCB板上；电源电路、跌倒预测传感器、两个步态信息采集传感器均通过线缆与单片机相连；单片机通过蓝牙模块与Android系统手机通讯；Android系统手机与上位机进行无线数据传输；电源电路分别与跌倒预测传感器、两个步态信息采集传感器、单片机和蓝牙模块相连；PCB板安装在人体腹部，两个步态信息采集传感器分别安装在人体左右脚踝处。本实用新型专利技术使用便捷，跌倒预测的准确率达到90％以上，跌倒预测效果好。跌倒预测效果好。跌倒预测效果好。

【技术实现步骤摘要】
穿戴式跌倒预测系统


[0001]本技术涉及跌倒预测
，具体涉及一种穿戴式跌倒预测系统。

技术介绍

[0002]随着年龄的上升老年人身体素质逐渐变差，摔倒是老年人群中比较突出的现象，为防止日常活动中出现跌倒状况，很有必要对老年人进行日常监测，对于跌倒进行预测。
[0003]目前，国内外跌倒检测的仪器有很多，基于使用不同的传感器，跌倒检测产品可以简单分为三类方法：1)基于视频传感器检测；2)基于周围信号检测；3)基于穿戴式仪器检测。但是这些跌倒检测的仪器主要存在跌倒预测准确率低、预测效果不好等缺点。

技术实现思路

[0004]为了解决因步态问题产生的跌倒问题，尤其是老年人跌倒造成的意外伤害问题，本技术提供一种穿戴式跌倒预测系统。
[0005]本技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]本技术的穿戴式跌倒预测系统，包括：上位机、Android系统手机、单片机、跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器、蓝牙模块、电源电路和PCB板；单片机、跌倒预测传感器、蓝牙模块和电源电路均集成在PCB板上；电源电路、跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器均通过线缆与单片机相连；单片机通过蓝牙模块与An droid系统手机以无线方式进行通讯；Android系统手机与上位机之间通过蓝牙技术进行无线数据传输；电源电路分别与跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器、单片机和蓝牙模块相连；PCB板安装在人体腹部，第一步态信息采集传感器安装在人体左侧脚踝处，第二步态信息采集传感器安装在人体右侧脚踝处。
[0007]进一步的，所述跌倒预测传感器用于采集人体加速度数据，所述第一步态信息采集传感器和第二步态信息采集传感器用于采集人体角速度数据。
[0008]进一步的，所述跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器均具体采用MPU6050传感器。
[0009]进一步的，所述跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器和第二步态信息采集传感器的电路设计相同；所述跌倒预测传感器的具体电路包括：MPU605 0传感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第一LED；第一电阻、第二电阻串联后与MPU6050传感器的接线端23相连，第三电阻、第四电阻串联后与MP U6050传感器的接线端相连，第一电阻、第二电阻串联后的另一端以及第三电阻、第四电阻串联后的另一端均与VCC3.3相连；第五电阻与MPU6050传感器的接线端12相连；第六电阻与MPU6050传感器的接线端9相连；第七电阻一端与第一LED相连，第七电阻另一端与VCC3.3相连；第一电容一端与VCC3. 3相连，第一电容另一端与MPU6050传感器的接线端18相连；第二电容一端与 MPU6050传感器的接线端10相连，第二电容另一端
接地；第三电容一端与MP U6050传感器的接线端20相连，第三电容另一端接地。
[0010]进一步的，所述蓝牙模块的具体电路包括：HC
‑
08蓝牙串口通信模块、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第四L ED；第八电阻一端、第九电阻一端均与HC
‑
08蓝牙串口通信模块的接线端34 相连，第十电阻一端与HC
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08蓝牙串口通信模块的接线端32相连，第十电阻另一端与第九电阻另一端相连；第十一电阻一端与HC
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08蓝牙串口通信模块的接线端31相连，第十一电阻另一端与第四LED相连；第十二电阻一端与TXD相连，第十二电阻另一端与VCC3.3相连；第十三电阻一端与RXD相连，第十三电阻另一端与VCC3.3相连。
[0011]进一步的，所述电源电路的具体电路包括：TP4056A芯片、CS662K芯片、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第二LED、第三LED、第一稳压二极管、第二稳压二极管、一位波动开关、电池接口和micro USB；第八电容一端与micro USB的接线端1相连，第八电容另一端接地；TP4056A芯片的接线端6、第十四电阻、第二LED、micro USB的接线端1串联；TP4056A芯片的接线端、第十五电阻、第三LED、micro USB的接线端1串联；第十七电阻一端、TP4056A芯片的接线端2和3均接地；第十七电阻另一端与TP4056A芯片的接线端1相连；第十六电阻一端与TP4056A芯片的接线端1相连，第十六电阻另一端与TP4056A芯片的接线端4和8、micro USB的接线端1相连；第九电容一端接地，第九电容另一端与TP4056A芯片的接线端5相连；电池接口的接线端2接地，电池接口的接线端1与TP4056A芯片的接线端5、一位拨动开关的接线端1相连；第一稳压二极管、第四电容、第五电容并联后的一端与C S662K芯片的接线端3、一位拨动开关的接线端2相连；第二稳压二极管、第六电容、第七电容并联后的一端与CS662K芯片的接线端2相连；第一稳压二极管、第四电容、第五电容并联后的另一端与第二稳压二极管、第六电容、第七电容并联后的另一端相连。
[0012]本技术的有益效果是：
[0013]本技术通过对人体运动行为与跌倒风险预测原理的研究，设计了一种基于运动信号传感器的穿戴式跌倒预测系统，进行跌倒预测。该系统主要由上位机、Android系统手机、单片机、跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器、蓝牙模块、电源电路和PCB板组成。通过对现有的人体骨架系统模型进行研究和试验，最终确定了跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器的具体安装位置，即集成了单片机、跌倒预测传感器、蓝牙模块和电源电路的PCB板安装在人体腹部，第一步态信息采集传感器安装在人体左侧脚踝处，第二步态信息采集传感器安装在人体右侧脚踝处。本技术通过传感器采集人体运动数据和步态数据，并通过蓝牙模块传输给单片机进行处理。其中，通过一个安装于人体腹部的跌倒预测传感器采集人体加速度数据，通过分别安装于人体左右脚踝处的第一步态信息采集传感器和第二步态信息采集传感器采集人体角速度数据。
[0014]本技术通过传感器采集采集人体运动信息和步态信息，并通过Android手机发送到上位机进行支持向量机算法处理，跌倒预测的准确率达到90％以上，并且在手机端实现步态参数和跌倒预测结果显示等功能，方便老年人随时查看运动信息，可以随时随地对使用者进行监护，不受外界影响，而且不会侵犯使用者隐私，医护人员还可以通过定期采集到的运动数据给出相关的运动和饮食意见等，给老年人带来更大的便利和健康，对于监
护老年人的跌倒、跌倒预测以及智慧养老发展具有重要意义。
[0015]本技术中，将集成了单片机、跌倒预测传感器、蓝牙模块和电源电路的PCB板安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.穿戴式跌倒预测系统，其特征在于，包括：上位机、Android系统手机、单片机、跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器、蓝牙模块、电源电路和PCB板；单片机、跌倒预测传感器、蓝牙模块和电源电路均集成在PCB板上；电源电路、跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器均通过线缆与单片机相连；单片机通过蓝牙模块与Android系统手机以无线方式进行通讯；Android系统手机与上位机之间通过蓝牙技术进行无线数据传输；电源电路分别与跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器、单片机和蓝牙模块相连；PCB板安装在人体腹部，第一步态信息采集传感器安装在人体左侧脚踝处，第二步态信息采集传感器安装在人体右侧脚踝处。2.根据权利要求1所述的穿戴式跌倒预测系统，其特征在于，所述跌倒预测传感器用于采集人体加速度数据，所述第一步态信息采集传感器和第二步态信息采集传感器用于采集人体角速度数据。3.根据权利要求1所述的穿戴式跌倒预测系统，其特征在于，所述跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器、第二步态信息采集传感器均具体采用MP U6050传感器。4.根据权利要求1所述的穿戴式跌倒预测系统，其特征在于，所述跌倒预测传感器、第一步态信息采集传感器和第二步态信息采集传感器的电路设计相同；所述跌倒预测传感器的具体电路包括：MPU6050传感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第一LED；第一电阻、第二电阻串联后与MPU6050传感器的接线端23相连，第三电阻、第四电阻串联后与MPU6050传感器的接线端相连，第一电阻、第二电阻串联后的另一端以及第三电阻、第四电阻串联后的另一端均与VCC3.3相连；第五电阻与MPU6050传感器的接线端12相连；第六电阻与MPU6050传感器的接线端9相连；第七电阻一端与第一LED相连，第七电阻另一端与VCC3.3相连；第一电容一端与VCC3.3相连，第一电容另一端与MPU6050传感器的接线端18相连；第二电容一端与MPU6050传感器的接线端10相连，第二电容另一端接地；第三电容一端与MPU6050传感器的接线端20相连，第三电容另一端接地。5.根据权利要求1所述的穿戴式跌倒预测系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞春颖，张博文，李思奇，吴学斌，武正国，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：新型
国别省市：