CN103473578B - 一种基于rfid技术的摔倒告警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于RFID技术的摔倒告警系统及方法，所述系统包括监控模块、阅读器及客户端，所述监控模块连接阅读器，阅读器连接客户端。所述监控模块，由第一感应装置、第二感应装置、比较装置及RFID标签集成；第一感应装置，用于将被监护者的振动幅度转换为第一电信号并输出给比较装置；第二感应装置，用于将被监护者的重力变化转换为第二电信号并输出给比较装置；比较装置，用于比较第一电信号大小是否超过第一阈值，若否，比较第二电信号大小是否超过第二阈值，若是，触发RFID标签；RFID标签，用于将自身信息发送到阅读器。所述阅读器，用于根据RFID标签发送的信息向客户端发出告警。

Description

一种基于RFID技术的摔倒告警系统及方法

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种基于RFID技术的摔倒告警系统及方法。

背景技术

射频识别即RFID（RadioFrequencyIdentification）技术，又称电子标签，是一种20世纪90年代兴起的通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。在RFID技术中，无线电信号通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别，当标签接收到足够强度的讯号时，即被唤醒，从而可以向阅读器发出数据。这些数据不仅包括ID号（全球唯一代码），还可以包括预先存在于标签内EEPROM（电可擦除可编程只读内存）中的数据。标签可以是无源的，仅靠电磁波在谐振电路上产生的共振为电路提供工作电压；也可以是有源的，被唤醒后，通过标签内部电源供应器，来供应内部电路所需的电压以产生对外的信号。两种标签各有其优缺点：一般来说，无源标签价格低廉、体积小巧，但发射距离较短，内存容量也较小；而有源标签具有较长的发射距离和较大的内存容量，但是体积较大、价格偏高。

RFID被认为是影响未来的十大技术之一，其应用前景十分广泛，且目前已经应用于许多领域，如钞票及产品防伪、身份证和电子门票、电子收费系统、家畜或野生动物识别、病人识别及电子病历、物流管理、行李分拣、门禁系统等。

出于医学及社会人群的需求，对于老弱等一些特殊人群，需要进行看护，防止摔倒造成意外事故。于现有技术中，专利号为201110282662.9的发明专利公开了一种老人摔跤警报系统及其方法，该专利通过多个速度参数的测量值与初始值进行比对，当系统判断被监护者摔跤时发出警示铃声，并且如果一定时间内被监护者未关闭警示铃声，则该系统自动向监护人发出短讯或语音提示。

在上述方案中，系统中包括的与监护人联系的行动装置，不难看出通常为手机或对讲机等，需要由被监护者携带，而实际上被监护者通常为老年人或体弱者，大体积通信工具需要随身携带，无疑给他们造成了额外的负担。此外，上述专利涉及的移动通信工具电量消耗较大，当电池电量不足时，面临着无法联系到监护人的风险，因此该系统存在一定缺陷。

鉴于上述原因，需要提供一种体积轻巧、便于携带，又可对病患全天候监护的基于RFID技术的摔倒告警系统及方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明提供一种基于RFID技术的摔倒告警系统，包括监控模块、阅读器及客户端，所述监控模块连接阅读器，阅读器连接客户端。所述监控模块，由第一感应装置、第二感应装置、比较装置及RFID标签集成；第一感应装置，用于将被监护者的振动幅度转换为第一电信号并输出给比较装置；第二感应装置，用于将被监护者的重力变化转换为第二电信号并输出给比较装置；比较装置，用于比较第一电信号大小是否超过第一阈值，若否，比较第二电信号大小是否超过第二阈值，若是，触发RFID标签；RFID标签，用于将自身信息发送到阅读器。所述阅读器，用于根据RFID标签发送的信息向客户端发出告警。

优选的，所述第一感应装置包括振动感应器，第二感应装置包括重力感应器。

优选的，所述RFID标签为有源RFID标签。

优选的，RFID标签中存储的信息包括其对应的唯一ID号及被监护者信息。

优选的，所述阅读器向客户端发出告警的方式包括GSM、蓝牙及红外通信方式。

优选的，所述监控模块安装于被监护者的肩部。

优选的，阅读器为一个或多个，分布于被监护者活动场所内。

本发明还提供一种摔倒告警方法，使用所述基于RFID技术的摔倒告警系统，所述方法包括以下步骤：

S1、第一感应装置将被监护者的振动幅度转换为第一电信号并输出给比较装置，第二感应装置将被监护者的重力变化转换为第二电信号并输出给比较装置；

S2、所述比较装置比较第一电信号大小是否超过第一阈值，若否，比较是否第一电信号大小超过第一预警阈值且第二电信号大小超过第二阈值，若是，触发RFID标签；

S3、所述RFID标签将自身信息发送到阅读器，所述阅读器根据RFID标签发送的信息向客户端发出告警。

优选的，所述步骤S2中，若比较装置比较第一电信号大小超过第一阈值，则直接触发RFID标签。

优选的，所述步骤S2中，若比较装置第一电信号大小不超过第一预警阈值，或者第二电信号大小不超过第二阈值，则不进行告警。

根据本发明提供的基于RFID技术的摔倒告警系统及方法，通过不同感应器对被监护者肩部振动幅度及重力方向变化的监测，当系统判断变化量超过其对应阈值时触发RFID标签，RFID标签将自身信息发送到阅读器，从而使安装在监护场所内的阅读器完成与客户端的告警通知。如此，实现了病人摔跤的24小时自动监护，同时减轻了被监护者的负担，使用更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明较佳实施例提供的基于RFID技术的摔倒告警系统结构示意图；

图2是本发明较佳实施例提供的摔倒告警方法流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本发明较佳实施例提供的基于RFID技术的摔倒告警系统结构示意图。如图1所示，本发明较佳实施例提供的基于RFID技术的摔倒告警系统包括监控模块1、阅读器2及客户端3，所述监控模块1连接阅读器2，阅读器2连接客户端3。所述监控模块1，由第一感应装置11、第二感应装置12、比较装置13及RFID标签14集成。第一感应装置11，用于将被监护者的振动幅度转换为第一电信号并输出给比较装置13。第二感应装置12，用于将被监护者的重力变化转换为第二电信号并输出给比较装置13。比较装置13，用于比较第一电信号大小是否超过第一阈值，若否，比较第二电信号大小是否超过第二阈值，若是，触发RFID标签14。RFID标签14，用于将自身信息发送到阅读器2。所述阅读器2，用于根据RFID标签14发送的信息向客户端3发出告警。

图2是本发明较佳实施例提供的摔倒告警方法流程图。如图2所示，本发明较佳实施例提供的摔倒告警方法包括步骤S1～S3。

步骤S1：第一感应装置将被监护者的振动幅度转换为第一电信号并输出给比较装置，第二感应装置将被监护者的重力变化转换为第二电信号并输出给比较装置。

具体而言，为使RFID标签发射距离更远，以达到较好的监护效果，本发明所采用的RFID标签为有源RFID标签。此外，由于人摔倒的瞬间，肩部摆动幅度及重心变化最大，因此本发明将监控模块附着于被监护者衣物的肩部，并方便安装及取下。

于本实施例中，第一感应装置为振动感应器，第二感应装置为重力感应器。振动传感器可用于测量振动的频率和振幅，此处用来测量被监护者肩部的振幅，采用距离单位，例如毫米或微米。之后，振动传感器将得到的振动信号转换为电信号，并将电信号放大后，由A/D转换器转换为高低电平信号。由此，可以根据电流的大小判断振动的大小（即被监护者肩部振动幅度大小）。

重力传感器的工作原理是：采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器，与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换。目前绝大多数中高端智能手机和平板电脑内置了重力传感器，它可以将竖直与水平方向之间的变化转化为电信号输出。

步骤S2：所述比较装置比较第一电信号大小是否超过第一阈值，若否，比较是否第一电信号大小超过第一预警阈值且第二电信号大小超过第二阈值，若是，触发RFID标签。

在系统内预置第一阈值及第二阈值，并由比较装置保存。于本实施例中，系统发出告警的条件为：振动传感器产生了较大幅度的振动；或者在振动传感器产生超过安全值的振动并且重力感应器产生方向变化。其中，前者可用于监测垂直方向的跌倒，后者可用于前后方向的跌倒。对应地，即：第一电信号大小超过第一阈值；或者第一电信号大小超过第一预警阈值且第二电信号大小超过第二阈值时，均发出告警。于此，第一预警阈值小于第一阈值。

如上所述：若比较装置比较第一电信号大小不超过第一阈值，系统不进行告警；第一电信号大小不超过第一预警阈值或第二电信号不超过第二阈值时，也不进行告警处理。

若比较装置比较第一电信号大小超过第一阈值，则直接触发RFID标签。

步骤S3：所述RFID标签将自身信息发送到阅读器，所述阅读器根据RFID标签发送的信息向客户端发出告警。

本实施例中，RFID标签中存储的信息包括其对应的唯一ID号及被监护者信息。其它实施例中，可添加其它信息，对此本发明不作限定。

本发明提供的摔倒告警系统多应用于年迈体弱者或自我护理能力较差的特殊人群，由于此类被监护者的单独行动场所很少且较为固定，多为医院或家庭，因此更适用于本发明提供的RFID技术。RFID阅读器在十几米范围内均能有效读取标签数据。于此，阅读器为一个或多个，分布于被监护者活动场所内，可对被监护者实施全方位的自动保护。

本实施例中，阅读器向客户端发出告警的方式包括GSM、蓝牙及红外通信方式，客户端包括手机。客户端接收告警的方式包括消息或自动语音播报。监护人在接收告警后，与被监护者可通过其它通讯方式联系，或直接到现场对监护者进行救护。其它实施例中，阅读器向客户端发出告警的方式还包括有线方式的内部呼叫等，具体根据用户实际硬件设备而定，本发明对此并不作限定。

此外，本发明提供的摔倒告警系统还可设置手动控制的功能，即当比较装置判断需触发RFID标签时，所述比较装置先向被监护者发出提醒。若被监护者认为不需要向客户端发出告警，可通过安装有肩部的监控模块关闭提醒。此时，比较装置不再触发RFID标签，也就不会告警。由于该项功能的实现方法已为业界较为成熟的技术手段，故于此不再赘述。

综上所述，根据本发明较佳实施例提供的基于RFID技术的摔倒告警系统及方法，被监护者只需随身携带体积轻巧的监控模块，当系统中不同感应器输出的相应变化量超过其对应阈值时，触发RFID标签，使得患者负担大大减轻。当RFID标签将自身信息发送到阅读器后，阅读器可以不同方式完成与客户端的告警通知。如此，实现了对行动不便特殊人群的24小时自动监护，能够在第一时间保证被监护者的安全。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于RFID技术的摔倒告警系统，包括监控模块、阅读器及客户端，所述监控模块连接阅读器，阅读器连接客户端，其特征在于：

所述监控模块，由第一感应装置、第二感应装置、比较装置及RFID标签集成，

第一感应装置，用于将被监护者的振动幅度转换为第一电信号并输出给比较装置，

第二感应装置，用于将被监护者的重力变化转换为第二电信号并输出给比较装置，

比较装置，用于比较第一电信号大小是否超过第一阈值，若否，比较是否第一电信号大小超过第一预警阈值且第二电信号大小超过第二阈值，若是，触发RFID标签，

RFID标签，用于将自身信息发送到阅读器；

所述阅读器，用于根据RFID标签发送的信息向客户端发出告警。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一感应装置包括振动感应器，第二感应装置包括重力感应器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RFID标签为有源RFID标签。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，RFID标签中存储的信息包括其对应的唯一ID号及被监护者信息。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阅读器向客户端发出告警的方式包括GSM、蓝牙及红外通信方式。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控模块安装于被监护者的肩部。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，阅读器为一个或多个，分布于被监护者活动场所内。

8.一种摔倒告警方法，使用如权利要求1～7任一项所述的基于RFID技术的摔倒告警系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、第一感应装置将被监护者的振动幅度转换为第一电信号并输出给比较装置，第二感应装置将被监护者的重力变化转换为第二电信号并输出给比较装置；

S2、所述比较装置比较第一电信号大小是否超过第一阈值，若否，比较是否第一电信号大小超过第一预警阈值且第二电信号大小超过第二阈值，若是，触发RFID标签；

S3、所述RFID标签将自身信息发送到阅读器，所述阅读器根据RFID标签发送的信息向客户端发出告警。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，若比较装置比较第一电信号大小超过第一阈值，则直接触发RFID标签。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，若比较装置第一电信号大小不超过第一预警阈值，或者第二电信号大小不超过第二阈值，则不进行告警。