CN104382653A - 一种保障老年人生命安全的可穿戴设备系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种保障老年人生命安全的可穿戴设备系统，包括可穿戴设备、系统数据平台和相关监护人移动终端三大部分，其中可穿戴设备包括：内置的通讯天线、内置放大器、内置的供电电池、加速度传感器、外置脉搏传感器、GPS定位模块、扬声器、显示器、CPU、存储器、采集控制电路、人机接口电路、远距离通讯电路、切换开关，可穿戴设备通过远距离通讯电路和系统数据平台实现远距离通信，系统数据平台再通过运营商网络和相关监护人移动终端实现通信，可穿戴设备还通过近距离通信方式和相关监护人移动终端实现通信。应用本系统，可提前预警将要出现危险的情况，监护人通过移动终端可及时掌握相关信息，有效预防和保障了老人生命安全。

Description

一种保障老年人生命安全的可穿戴设备系统

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体是一种保障老年人生命安全的可穿戴设备系统。

背景技术

随着我国社会工业化、城市化的发展和家庭规模及结构的变化,我国家庭养老功能弱化。老年人丧偶率的提高,使单纯依靠配偶照顾这种最直接、最有效的互助关系终结。同时劳动力社会参与率的提高和社会竞争因素的介入,使不少为人子女者陷入事业人士与孝顺子女的角色冲突。家庭养老功能的弱化使老年人的生活照料、精神慰藉、生命安全得不到保障。尤其老年人的生命安全更需要有效的科学技术解决方案。因此,我们希望能通过一个能有效保障老年人生命安全的可穿戴设备系统全方位即时性地对老年人的生命安全进行监护和预防，使老年人的需求得以满足的同时保障了他们的生命安全。

近年来智能血压计、智能体温计等健康类产品相继出现，不少可穿戴产品纷纷致力于解决老年人的某个生理缺陷问题，具有定位功能的防走丢设备、监测老年人健康并具有报警功能的智能产品等成了主要产品，也有老年人用的手表能够在老年人摔倒后迅速打电话报警，并带有GPS、蓝牙、SIM卡等一应俱全。但是这些产品在预防和保障老年人生命安全方面功能不足，有的老年用户的产品安装了最新的安卓系统，由于屏幕只有两英寸加上没有很好的优化，对于视力不好的老年人难以操作。

另一方面，现今的老年人穿戴产品技术上还是停留在传统的老年人手机方案上，只不过换了载体形式。功能上仍是以定位、求救和通讯为主。从多年的老年人用户使用情况看，通过出现事故后求救和不够精准的定位功能，并不能有效预防老年人的生命安全问题。老年人的生命安全是老年人所有问题中最重要的也是最让人担心的，而老年人未出现危险前的预防阶段是整个救助过程中最关键的时期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效保障老年人生命安全的可穿戴设备系统，以克服现有老人通讯产品的缺陷。 

本发明所采用的技术方案为：

一种保障老年人生命安全的可穿戴设备系统，其特征是：包括可穿戴设备、系统数据平台和相关监护人移动终端三大部分，其中可穿戴设备包括：内置的通讯天线、内置放大器、内置的供电电池、加速度传感器、外置脉搏传感器、GPS定位模块、扬声器、显示器、CPU、存储器、采集控制电路、人机接口电路、远距离通讯电路、切换开关，可穿戴设备通过远距离通讯电路和系统数据平台实现远距离通信，系统数据平台再通过运营商网络和相关监护人移动终端实现通信，可穿戴设备还通过近距离通信方式和相关监护人移动终端实现通信。

所述内置的通讯天线，用于接收和发射无线电磁波用。

所述内置放大器，用于放大压电传感器采集的信号供给后级电路使用。

所述内置的供电电池，用于给可穿戴设备供电。

所述加速度传感器，用于监测老年人的活动状态，工作原理是由敏感元件将测点的加速度信号转换为相应的电信号，进入内置放大电路，经过信号处理电路改善信号的信噪比，再进行模数转换得到数字信号，最后送入处理器，处理器再进行数据存储和显示，加速度传感器包括压电式和压阻式传感器。

进一步的，所述加速度传感器，具体用于检测可穿戴设备的至少一个传感参数，可穿戴设备的传感参数来自老年人的身体活动。

所述外置脉搏传感器，用于脉率数据的实时采集，通过系统数据平台和之前输入可穿戴设备中的数据指令，在需要监测的时间范围中，外置脉搏传感器主动采集老年人手腕脉搏每分钟跳动的次数，并初步分析判定后传输到系统数据平台。

进一步的，所述外置脉搏传感器，与老年人的手腕贴近，不分左手腕或右手腕。

进一步的，加速度传感器和外置脉搏传感器监测的参数根据数据库的数据进行对比和分析，得出综合数据，避免单颗传感器误判的情况。

所述GPS定位模块，用于将老年人的位置信号发送到系统数据平台实现定位功能。

进一步的，GPS定位模块也包括基站定位，利用基站对手机的距离的测算距离来确定可穿戴设备的位置。

所述扬声器，用于发出近距离通讯报警的求救声音和通话声音。

所述显示器，用于显示操作界面、主要功能图标和近距离通讯报警的求救的信息显示。

进一步的，所述显示器显示的信息可以为救助标准信息，例如老人跌倒后的报警信息屏幕显示的内容为“可以救助”等带有特殊标记的符号和内容，该信息显示后任何人过来救助都是受法律保护的，可以保护救助者不受他人误解。

所述CPU，用于可穿戴设备的数据处理，内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。

进一步的，所述CPU还包括可编程I/O端口、人机接口电路及USB端口。

所述存储器，包括数据存储器和程序存储器，用于存储可穿戴设备运行过程中须暂时保留的信息和可穿戴设备工作所必须的各种软件及重要数据。

所述采集控制电路，用于控制传感器的数据采集和数据传输工作。

所述人机接口电路，用于可穿戴设备和外设、计算机之间的数据信息交换。

进一步的，所述人机接口电路可以实现老年人身体健康数据、音频、视频和资料的传输工作。

所述远距离通信电路，采用移动通信技术，用于实现主机与电信业务网络的基本通信连接功能，实现可穿戴设备与远程数据平台之间的远距离通信、交换数据和指令，实现远距离点对点通信。

进一步的，所述远距离通信电路，包括2/2.5G/3G或者更新的移动通信网络、有线宽带网络、无线宽带网络。

所述切换开关，采用具有多选一功能的波段开关或旋转开关，用于实现手动选择和切换通信电路。

所述系统数据平台，用于存储和分析传感器采集老年人身体健康参数数据，与可穿戴设备之间远程接收和发送数据。

所述系统数据平台包括大型数据库、GPRS传送中心、GPS处理服务中心、远程数据服务中心、数据服务中心、传感器参数分析、账号权限管理、老年人健康管理、电子地图管理、网上查询系统、可穿戴设备客户端系统、移动端（手机）查询系统、老人资料管理。

所述的数据服务中心，用于存储老年人的年龄、健康情况、疾病情况、家人情况、需要帮助的重点等信息，信息设保密权限管理。

所述的传感器参数分析，通过接收所穿戴设备传输的传感器参数，与大型数据库的资料和参数进行对比分析老年人的活动状态和生命体征，给出结果通过网上查询系统和移动端（手机）查询系统通知。

所述的网上查询系统和移动端（手机）查询系统的查询和通知对象可以是医生、专家、护理员、老年人亲属等，老人需要和确认的救助对象才能拥有账号权限管理能力。

所述的GPS处理服务中心，用于处理老年人出现危险求救的时候确认其位置。

所述近距离通讯方式，用于老年人出现危险时候通过蓝牙、扬声器和显示器传输求助信号，通过加速度传感器和外置脉搏传感器采集的活动状态和生命体征，通过对比分析确认将要出现危险时，通过近距离通讯方式发出求救信息，同时上传到系统数据平台，通过网上查询系统和移动端（手机）查询系统通知医生、专家、护理员、老年人亲属等。

所述的近距离通讯方式，传播的声音信息、图文信息等可以作为救助标准，看到这些信息进行救助的人受到制度或法律的保护。

所述相关监护人移动终端，用于老年人的相关监护人，如家属、医生、护理员等通过其手机、PAD、笔记本电脑等移动终端通过登录账号和密码，连接系统数据平台了解老年人的状态。

本发明的优点为：应用本系统，可穿戴设备可以根据不同老年人的身体或健康情况进行实施监测，并提前预警老人将要出现危险的情况，相关监护人通过移动终端可以及时掌握相关的信息，避免了现有产品不能有效预防和保障老人生命安全的问题，减少了老年人的生命危险，并且可以通过制定相应的标准让救助的过程更及时。

附图说明

图1为本发明的可穿戴设备系统的结构示意图。

图2为系统数据平台组成图。

图3为本发明的可穿戴设备系统的工作方法示意图。

图4为本发明的可穿戴设备系统的具体实施例工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的可穿戴设备系统的工作方法如图3所示，包括以下步骤：

101、通过可穿戴设备的外置脉搏传感器和加速度传感器采集数据；

102、通过脉搏传感器参数和加速度传感器采集数据，综合分析和判断老人的身体状态；

103、根据数据分析后的结果终端发出不同的信息以告知老年人的身体状态。

具体的，以可穿戴设备为老人年用智能手表为例进行说明，如图2所示，可以包括：

201、老年人佩戴可穿戴设备手表后，两个传感器开始监测身体状态，开始执行步骤202；

202、通过加速度传感器监测老人的活动情况，通过脉搏传感器监测老人的心脏健康情况，若老人脉搏正常且活动数据存在，初步判定老人为非危险状态后，再执行步骤203；

203、与系统数据平台的数据库进行分析和对比，确定最终结果后执行步骤204；

204、结果确定后保存数据并给出结果信息，再回到执行步骤201。

其中，两颗传感器监测的密度是根据不同老年人的身体情况和活动情况设定的，当一名65岁的老人每天晚上21点必须上床休息，早晨7点必须上厕所，并且心脏不好，所以这三个主要时间点为重点监测时间，并录入系统数据平台和可穿戴设备中，在监测该对象中若在早晨7点上厕所中20分钟仍没有运动状态就是危险状态，会发出报警信息。

加速度传感器和脉搏传感器的采集密度和时间不作限定，可以根据老年人的实际身体状况进行设定，例如，患心脏病的老人夜间采集脉搏为持续采集，10分钟采集一次活动信息，采集一次时长3分钟。

该两颗传感器参数通过综合判定后，通过可穿戴设备的通讯模块上传到系统数据平台，在通过数据平台的数据分析和计算给出最终结论，该系统数据平台系统分成两部分：前端和后端，二者通过网络互相连接，前端包括用户计算机（或计算机网络）以及云计算系统登陆程序，后端包括计算机群。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所述的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种保障老年人生命安全的可穿戴设备系统，其特征是：包括可穿戴设备、系统数据平台（24）和相关监护人移动终端（26）三大部分，其中可穿戴设备包括：内置的通讯天线（10）、内置放大器（11）、内置的供电电池（12）、加速度传感器（13）、外置脉搏传感器（14）、GPS定位模块（15）、扬声器（16）、显示器（18）、CPU（17）、存储器（19）、采集控制电路（20）、人机接口电路（21）、远距离通讯电路（22）、切换开关（23），可穿戴设备通过远距离通讯电路（22）和系统数据平台（24）实现远距离通信，系统数据平台（24）再通过运营商网络和相关监护人移动终端（26）实现通信，可穿戴设备还通过近距离通信方式（25）和相关监护人移动终端（26）实现通信。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备系统，其特征是：

所述内置的通讯天线（10），用于接收和发射无线电磁波用；

所述内置放大器（11），用于放大压电传感器采集的信号供给后级电路使用；

所述内置的供电电池（12），用于给可穿戴设备供电；

所述加速度传感器（13），用于监测老年人的活动状态；

所述外置脉搏传感器（14），用于脉率数据的实时采集，通过系统数据平台（24）和之前输入可穿戴设备中的数据指令，在需要监测的时间范围中，外置脉搏传感器（14）主动采集老年人手腕脉搏每分钟跳动的次数，并初步分析判定后传输到系统数据平台；

所述GPS定位模块（15），用于将老年人的位置信号发送到系统数据平台（24）实现定位功能；

所述扬声器（16），用于发出近距离通讯报警的求救声音和通话声音；

所述显示器（18），用于显示操作界面、主要功能图标和近距离通讯报警的求救的信息显示；

所述CPU（17），用于可穿戴设备的数据处理，内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分；

所述存储器（19），包括数据存储器和程序存储器，用于存储可穿戴设备运行过程中须暂时保留的信息和可穿戴设备工作所必须的各种软件及重要数据；

所述采集控制电路（20），用于控制传感器的数据采集和数据传输工作；

所述人机接口电路（21），用于可穿戴设备和外设、计算机之间的数据信息交换；

所述远距离通信电路（22），采用移动通信技术，用于实现主机与电信业务网络的基本通信连接功能，实现可穿戴设备与远程数据平台之间的远距离通信、交换数据和指令，实现远距离点对点通信；

所述切换开关（23），采用具有多选一功能的波段开关或旋转开关，用于实现手动选择和切换通信电路；

所述系统数据平台（24），用于存储和分析传感器采集老年人身体健康参数数据，与可穿戴设备之间远程接收和发送数据；

所述近距离通讯方式（25），用于老年人出现危险时候通过蓝牙、扬声器和显示屏传输求助信号；

所述相关监护人移动终端（26），用于老年人的相关监护人通过其手机、PAD、笔记本电脑移动终端通过登录账号和密码，连接系统数据平台了解老年人的状态。

3.根据权利要求2所述的可穿戴设备系统，其特征是：

所述加速度传感器（13），具体用于检测可穿戴设备的至少一个传感参数，可穿戴设备的传感参数来自老年人的身体活动；

所述外置脉搏传感器（14），与老年人的手腕贴近，不分左手腕或右手腕；

所述加速度传感器（13）和外置脉搏传感器（14）监测的参数根据数据库的数据进行对比和分析，得出综合数据，避免单颗传感器误判的情况。

4.根据权利要求2所述的可穿戴设备系统，其特征是：所述GPS定位模块（15）也包括基站定位，利用基站对手机的距离的测算距离来确定可穿戴设备的位置。

5.根据权利要求2所述的可穿戴设备系统，其特征是：所述显示器（18）显示的信息为救助标准信息。

6.根据权利要求2所述的可穿戴设备系统，其特征是：

所述CPU（17）还包括可编程I/O端口、人机接口电路及USB端口；

所述人机接口电路（21）用于实现老年人身体健康数据、音频、视频和资料的传输工作；

所述远距离通信电路（22），包括2/2.5G/3G或者更新的移动通信网络、有线宽带网络、无线宽带网络。

7.根据权利要求2所述的可穿戴设备系统，其特征是：所述系统数据平台（24）包括大型数据库、GPRS传送中心、GPS处理服务中心、远程数据服务中心、数据服务中心、传感器参数分析、账号权限管理、老年人健康管理、电子地图管理、网上查询系统、可穿戴设备客户端系统、移动端查询系统、老人资料管理。

8.根据权利要求7所述的可穿戴设备系统，其特征是：

所述的数据服务中心，用于存储老年人的年龄、健康情况、疾病情况、家人情况、需要帮助的重点信息，信息设保密权限管理；

所述的传感器参数分析，通过接收所穿戴设备传输的传感器参数，与大型数据库的资料和参数进行对比分析老年人的活动状态和生命体征，给出结果通过网上查询系统和移动端查询系统通知；

所述的网上查询系统和移动端查询系统的查询和通知对象是医生、专家、护理员或老年人亲属，老人需要和确认的救助对象才能拥有账号权限管理能力；

所述的GPS处理服务中心，用于处理老年人出现危险求救的时候确认其位置。