CN102231226A - 一种低功耗可定位摔倒报警器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低功耗可定位摔倒报警器，属于电子检测装置技术领域，该报警器包括一块单片机、一个振动开关、一个单轴加速度计、一个手机模块和电源组成；振动开关连接到单片机的外部中断引脚，单轴加速度计连接到单片机的A/D转换引脚，手机模块与单片机的输出引脚和串口引脚相连，电源连接至单片机和手机模块的电源引脚。本发明具有整体功耗低，体积小，采用小容量的电池，也能使用很长时间；能实现定位功能。

Description

一种低功耗可定位摔倒报警器

技术领域

本发明属于电子检测装置技术领域，特别涉及一种低功耗可定位摔倒报警器的设计。

背景技术

随着人口老龄化的增加，和老年人有关的问题越来越多，其中突出的一个问题是老年人意外事故频发。由于老年人身体机能的衰退和疾病的多发，老年人意外摔倒的情况时有发生。而且若老年人一个人在家、或者是独居老人，则再发生摔倒意外时无人发现，老人的情况会非常危险。因此，近年来摔倒报警装置越来越多，旨在检测出老年人摔倒的动作，并进行报警，保证老人安全。

目前已有的一种英国Tunstall公司生产的摔倒检测产品。该产品包括三轴加速度计、单片机、电源、无线发射模块和无线接收模块。三轴加速度计、单片机、电源和无线发射模块内嵌在一个75×53×28mm的小盒子中，使用者需将这个小盒佩戴在腰部。无线接收模块是一个体积更大的盒子，放置于使用者家中的某固定位置，与电话线相连。

三轴加速度计、电源和无线发射模块分别与单片机的输入引脚、电源引脚和输出引脚相连。该装置工作原理如下：单片机实时监测三轴加速度计输入的信号，该信号反应的是人体在三轴方向的加速度值，将此信号与事先设定好的阈值进行比较，若大于阈值，则认为人体运动的加速度过大，属于摔倒情况，然后通过无线发射模块将报警信号发射至无线接收模块。无线接收模块通过电话线向外界打电话，报警求救。

该技术方案有两个不足：1)功耗较大。该产品有2块大容量电池，可使用6个月时间，大容量的电池也导致产品体积较大。2)针对室内应用环境，没有定位功能，老人摔倒后无法得知具体位置，因此无法拓展到室外应用环境。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，设计了一种低功耗可定位摔倒报警器，具有整体功耗低，体积小，采用小容量的电池，也能使用很长时间；能实现定位功能。

本发明设计的一种低功耗可定位摔倒报警器，其特征在于，该报警器包括一块单片机，电源，其特征在于，还包括一个振动开关、一个单轴加速度计、一个手机模块；；该振动开关连接到单片机的外部中断引脚，单轴加速度计连接到单片机的A/D转换引脚，手机模块与单片机的输出引脚和串口引脚相连，电源连接至单片机和手机模块的电源引脚；

所述单片机设置有掉电工作模式和正常工作模式，用于根据振动开关的状态进行工作模式转换，并通过单轴加速度计的输出值发出指令，控制手机模块工作；

所述振动开关，用于通过判断出被测人体有大幅度运动时唤醒计算机进入工作状态；

所述单轴加速度计，用于探测被测人体是处于直立状态还是平躺状态，并将该信息传给单片机；

所述手机模块，用于根据单片机指令向指定的电话打电话和发短信。

本发明的特点及有益效果：

1)通过不耗电的振动开关作为单片机掉电模式的外部中断触发源，整体功耗特别低，即使是小容量的电池，也能使用很长时间。且小容量电池减小了体积。

2)通过手机模块可获取手机基站信息，得到位置信息，实现了定位功能。

附图说明

图1为本发明的总体结构框图。

具体实施方式

本发明设计的一种低功耗可定位摔倒报警器结构附图及实施例详细说明如下：

本发明设计的一种低功耗可定位摔倒报警器，如图1所示，该报警器包括一块单片机1、一个振动开关2、一个单轴加速度计3、一个手机模块4和电源5组成；振动开关2连接到单片机1的外部中断引脚，单轴加速度计3连接到单片机的A/D转换引脚，手机模块与单片机的输出引脚和串口引脚相连，电源连接至单片机和手机模块的电源引脚；

所述单片机设置有掉电工作模式和正常工作模式，用于根据振动开关的状态进行工作模式转换，并通过单轴加速度计的输出值发出指令，控制手机模块工作；

所述振动开关，用于通过判断出被测人体有大幅度运动时唤醒计算机进入工作状态；

所述单轴加速度计，用于探测被测人体是处于直立状态还是平躺状态，并将该信息传给单片机；

所述手机模块，用于根据单片机指令向指定的电话打电话和发短信。

本发明的各部件的具体实施例及其功能分别说明如下：

本实施例的单片机1，采用AVRMega8或具有同等功能的其它型号单片机。若选用AVRMega8单片机，配置信息如下：时钟源采用内部RC振荡，时钟频率1MHz，启动时间设置为0ms。

本实施例的振动开关2，采用SW-18010P或具有同等功能的其他型号振动开关。

本实施例的单轴加速度计3，采用AD22279或具有同等功能的其他型号单轴加速度计。AD22279单轴加速计的量程为±35g，对加速度的敏感度为55mV/g。

本实施例的手机模块4，采用SIM900A或具有同等功能的其他型号手机模块。

本实施例的电源5，采用300毫安时锂电池。

本实施例的工作原理：

将本装置戴在被测人身体的适当位置，并使单轴加速度计的测量方向与人体直立方向一致，平时单片机处于掉电工作模式，单片机工作电流为0.5uA，振动开关不耗电，加速度计和手机GSM模块不开启，因此静态工作电流仅为0.5uA。当人体有大幅度运动时，振动开关会被触发，从平时的断路状态变成导通状态。由于振动开关连接到单片机的外部中断引脚，因此单片机从掉电工作模式中被唤醒，进入正常工作状态。然后，单片机从A/D转换口读入单轴加速度计输出的模拟电压值。当该加速度计处于直立状态时，重力加速度为1g，而处于平躺状态时，测量方向重力加速度为0g，其电压输出值减小55mV。因此若该单轴加速度计与人体相连，且其测量方向与人体直立方向一致，则该加速度计能探测人体是处于直立状态还是平躺状态。单片机根据读入的加速度计信号，就可判断人体处于直立还是平躺状态。若处于平躺状态，那么再结合先前的触发振动开关的大幅运动，认为有摔倒情况发生，立即开启手机GSM模块，通过串口发出指令，控制手机GSM模块向指定的电话打电话和发短信求救，短信中还包括了从手机基站获得的定位信息。

综上所述，本发明对于摔倒情况的判断，有两个条件：1)需要有一个大幅度的运动或振动，触发振动开关；2)人体处于平躺状态而非直立状态。

本实施例的静态工作电流为0.5uA，平均工作电流30uA，可用一块300毫安时的小容量电池，能支持1年的使用时间。由于使用了小容量电池，产品体积也能大大减小，体积为Tunstall公司产品的1/4。

本发明的无线报警功能基于手机GSM网络，因此能通过手机基站信息的查询，可实现精度在200m左右的定位功能。

Claims (1)

1.一种低功耗可定位摔倒报警器，该报警器包括一块单片机，电源，其特征在于，还包括一个振动开关、一个单轴加速度计、一个手机模块；该振动开关连接到单片机的外部中断引脚，单轴加速度计连接到单片机的A/D转换引脚，手机模块与单片机的输出引脚和串口引脚相连，电源连接至单片机和手机模块的电源引脚；

所述单片机设置有掉电工作模式和正常工作模式，用于根据振动开关的状态进行工作模式转换，并通过单轴加速度计的输出值发出指令，控制手机模块工作；

所述振动开关，用于通过判断出被测人体有大幅度运动时唤醒计算机进入工作状态；

所述单轴加速度计，用于探测被测人体是处于直立状态还是平躺状态，并将该信息传给单片机；

所述手机模块，用于根据单片机指令向指定的电话打电话和发短信。

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