一种4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统，包括：毫米波雷达传感器，用于向被监测对象发出毫米波信号，并采集被监测对象反射的毫米波信号；主控模块，用于根据接收到的被监测对象反射的毫米波信号判断被监测对象是否跌倒，以及跌倒时的姿态；4G模组模块，用于将所述主控模块的判断结果传输至物联网云平台。本发明专利技术能够对跌倒姿态进行精准化检测和分类。分类。分类。

【技术实现步骤摘要】
一种4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统


[0001]本专利技术涉及物联网养老业务领域，特别是涉及一种4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，人们的生活水平在不断的提高，人们对居家安全越来越重视，尤其是老人的居家安全。人员跌倒检测技术也得到了越来越多的应用，目前的跌倒检测技术主要以加速度传感器和图像识别技术为主。但是现有跌倒检测技术仅仅只能对跌倒进行判断，无法对跌倒姿态进行精准化检测和分类。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统，能够对跌倒姿态进行精准化检测和分类。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统，包括：
[0005]毫米波雷达传感器，用于向被监测对象发出毫米波信号，并采集被监测对象反射的毫米波信号；
[0006]主控模块，用于根据接收到的被监测对象反射的毫米波信号判断被监测对象是否跌倒，以及跌倒时的姿态；
[0007]4G模组模块，用于将所述主控模块的判断结果传输至物联网云平台。
[0008]所述毫米波雷达传感器通过SPI总线方式与所述主控模块进行连接。
[0009]所述4G模组模块以MQTT长连接的方式连接到物联网云平台。
[0010]所述主控模块包括：
[0011]坐标位置计算单元，用于根据收集到被监测对象反射的毫米波信号计算被监测对象的坐标位置；
[0012]坐标位置序列生成单元，用于将计算得到的被监测对象的坐标位置按照时间顺序排列得到坐标位置序列；
[0013]滤波单元，用于对坐标位置序列进行均值滤波；
[0014]拟合单元，用于对均值滤波后的坐标位置序列进行分段线性拟合得到被监测对象的近似运动规律；
[0015]计算单元，用于根据被监测对象的近似运动规律计算被监测对象在高度方向和水平方向的平均速度，以及水平距离变化量；
[0016]判断单元，根据被监测对象在高度方向和水平方向的平均速度，以及水平距离变化量判断被监测对象是否跌倒以及跌倒时的姿态。
[0017]所述判断单元在判断被监测对象是否跌倒时，将被监测对象在高度方向的平均速度和水平方向的平均速度分别与基础阈值进行比较，当被监测对象在高度方向的平均速度
和水平方向的平均速度均超过基础阈值时，判定被监测对象跌倒；当被监测对象在高度方向的平均速度和水平方向的平均速度中的一个没有超过基础阈值，通过雷达天线信号算法区分被监测对象的姿态状态。
[0018]所述判断单元在判断被监测对象跌倒时的姿态时，在判定被监测对象跌倒时，如果被监测对象在高度方向的平均速度均小于零且水平方向的平均速度约等于零，则判定为蹲下时跌倒；如果被监测对象在高度方向的平均速度均小于零且水平方向平均速度均大于零，则判定为起身时跌倒；如果被监测对象在高度方向的平均速度超出进阶阈值，则判定为行走时跌倒。
[0019]有益效果
[0020]由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术通过毫米波雷达进行实时检测得到被监测对象的实时位置，通过对实时位置坐标序列进行均值滤波，然后再分段进行线性拟合得到被监测对象的近似运动规律，从而得到被监测对象在高度和水平方向的平均速度及水平距离变化量，再将这些数值与阈值进行比较，能够对跌倒姿态进行精准化检测和分类，判断结果还通过4G模组传输到物联网云平台，如此在派出救护人员时能够做好相应准备，以提升救护效率。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施方式的结构方框图；
[0022]图2是本专利技术实施方式中主控模块调用vayyar毫米波雷达传感器Vblue模组的流程图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。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。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0024]本专利技术的实施方式涉及一种4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统，包括：毫米波雷达传感器，用于向被监测对象发出毫米波信号，并采集被监测对象反射的毫米波信号；主控模块，用于根据接收到的被监测对象反射的毫米波信号判断被监测对象是否跌倒，以及跌倒时的姿态；4G模组模块，用于将所述主控模块的判断结果传输至物联网云平台。
[0025]如图1所示，本实施方式主要有以下模块组成：vayyar毫米波雷达传感器Vblue模组、主控模块、4G模组模块、外接天线、调试模块和电源模块。通过毫米波雷达传感器Vblue模组采集跌倒信号数据，vayyar毫米波雷达传感器Vblue模组的检测频率为10帧/秒，通过SPI总线方式传输到ESP32主控模块，通过主控模块进行相应的数据归拢和逻辑分析，处理完成之后，将判断结果实时传输到4G模组模块。4G模组模块以MQTT长连接的方式，连接到物联网云平台，将相应的业务数据传输到云端。
[0026]本实施方式中主控模块包括：坐标位置计算单元，用于根据收集到被监测对象反射的毫米波信号计算被监测对象的坐标位置；坐标位置序列生成单元，用于将计算得到的被监测对象的坐标位置按照时间顺序排列得到坐标位置序列；滤波单元，用于对坐标位置
序列进行均值滤波；拟合单元，用于对均值滤波后的坐标位置序列进行分段线性拟合得到被监测对象的近似运动规律；计算单元，用于根据被监测对象的近似运动规律计算被监测对象在高度方向和水平方向的平均速度，以及水平距离变化量；判断单元，根据被监测对象在高度方向和水平方向的平均速度，以及水平距离变化量判断被监测对象是否跌倒以及跌倒时的姿态。
[0027]其中，判断单元在判断被监测对象是否跌倒时，将被监测对象在高度方向的平均速度和水平方向的平均速度分别与基础阈值进行比较，当被监测对象在高度方向的平均速度和水平方向的平均速度均超过基础阈值时，判定被监测对象跌倒；当被监测对象在高度方向的平均速度和水平方向的平均速度中的一个没有超过基础阈值，通过雷达天线信号算法区分被监测对象的姿态状态。
[0028]判断单元在判断被监测对象跌倒时的姿态时，在判定被监测对象跌倒时，如果被监测对象在高度方向的平均速度均小于零且水平方向的平均速度约等于零，则判定为蹲下时跌倒；如果被监测对象在高度方向的平均速度均小于零且水平方向平均速度均大于零，则判定为起身时跌倒；如果被监测对象在高度方向的平均速度超出进阶阈值，则判定为行走时跌倒。
[0029]如图2所示，本实施方式中主控MCU判断单元调用雷达Vblue模组具体过程如下：
[0030]1.雷达上位机初始化：应用程序调用接口来初始化应用程序，启动雷达Vblue模组内部服务以及上位机与Vblue模组之间的通信；
[0031]2.雷达上位机状态：
[0032]Idle:MCU上电或者复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统，其特征在于，包括：毫米波雷达传感器，用于向被监测对象发出毫米波信号，并采集被监测对象反射的毫米波信号；主控模块，用于根据接收到的被监测对象反射的毫米波信号判断被监测对象是否跌倒，以及跌倒时的姿态；4G模组模块，用于将所述主控模块的判断结果传输至物联网云平台。2.根据权利要求1所述的4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统，其特征在于，所述毫米波雷达传感器通过SPI总线方式与所述主控模块进行连接。3.根据权利要求1所述的4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统，其特征在于，所述4G模组模块以MQTT长连接的方式连接到物联网云平台。4.根据权利要求1所述的4G模组调用毫米波雷达的跌倒监测系统，其特征在于，所述主控模块包括：坐标位置计算单元，用于根据收集到被监测对象反射的毫米波信号计算被监测对象的坐标位置；坐标位置序列生成单元，用于将计算得到的被监测对象的坐标位置按照时间顺序排列得到坐标位置序列；滤波单元，用于对坐标位置序列进行均值滤波；拟合单元，用于对均值滤波后的坐标位置序列进行分段线性拟合得到被监测对象的近似运动规律；计算单元，用于根据被监测对象的近...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜江勇，韩佳俊，高青琳，何立国，褚诗运，唐贞治，张佳，周鹏宏，
申请(专利权)人：上海松椿果健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：