CN104504855A - 一种智能腰带及智能跌倒应急预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能腰带及智能跌倒应急预警系统,所述带体内安装有用于供电的柔性材质的电池模块,所述控制模块电连接有用于识别跌倒情况的加速度传感器、角度传感器和压力传感器,所述控制模块还电连接有无线模块。本发明携带方便,集成安装在腰带内,无任何附带感,符合人的穿戴习惯,结合移动通信装置、柔性电池、WIFI通信模块室内定位及GPS室外定位模块,加速度传感器、角度传感器检测的信息融合,判断人体是否跌倒,判断的正确率极高;在发生跌落的瞬间可以进行紧急避险保护使用者,降低损伤几率;当发生跌倒后,可以提供及时的救援和后续的无线预报,避免因跌倒而导致更严重的后果。

Description

一种智能腰带及智能跌倒应急预警系统

技术领域

[0001] 本发明涉及智能穿戴设备领域,具体涉及一种带智能跌倒应急预警系统的智能腰带。

背景技术

[0002] 随着通讯技术、电池技术、位置定位及微传感器技术的不断发展及信息社会的不断进步,使得研制方便又可靠的SOS报警、跌倒报警及位置定位装置成为可能,人们希望有一种出现包括跌倒在内的各种意外损伤时能够自动报警的定位装置,以便对伤者及时救治O

[0003] 如今,老龄化问题日趋严重,针对65岁以上老年人群或行走不便的智障人群,登山族等,设计一种穿戴方便、无任何附属感的人体跌倒检测和报警的定位装置,非常有必要。

[0004]目前带移动通信功能的装置主要形态是各种手持或腕式装置,市面上还没有腰带式的移动通信装置,给移动通信装置供电的主要是各种硬体电池,不能随意弯曲;位置定位技术主要是GPS定位,在室内通常没有GPS信号;跌倒检测常用的技术有:①针对音频信号的分析,跌倒事件由分析冲击导致振动的频率来判断,安装复杂,容易误判,通用性差。②针对视频的图像分析,通过摄像头实时监测对象的运动状态,用户隐私容易暴露。③基于穿戴式的检测装置,现有穿戴式跌倒监测通过分析加速度或获取某些装置(如旋转装置)的状态来获知,对跌倒条件要求高、识别条件单一,功耗大,容易产生误判。

发明内容

[0005] 针对上述问题,本发明旨在提供一种构合理、方便使用、定位精准、误判率低能够实现紧急避险实时无线报警事后辅助救助的智能腰带及智能跌倒应急预警系统。

[0006] 为实现该技术目的,本发明的方案是:一种智能腰带,包括带体、控制模块,所述带体内安装有用于供电的柔性材质的电池模块,所述控制模块电连接有用于识别跌倒情况的加速度传感器、角度传感器和压力传感器,所述控制模块还电连接有无线模块。

[0007] 作为优选,所述控制模块还电连接了救援模块和避险模块。

[0008] 作为优选,所述避险模块包括无线气囊或者无线手杖。

[0009] 作为优选,所述救援模块包括报警器、指示灯和应急药盒。

[0010] 作为优选,所述无线气囊包括头部气囊或者背部气囊。

[0011] 作为优选,所述无线模块包括GPS模块、蓝牙芯片、WIFI芯片、带SM卡的通讯芯片。

[0012] 一种智能跌倒应急预警系统,包括控制模块、加速度传感器、角度传感器、压力传感器、无线模块、救援模块、避险模块,跌倒状态判断及联动流程如下:

[0013] 倾倒预防阶段:所述控制模块通过加速度传感器和角度传感器实时监控使用者的身体运动情况;当加速度传感器采集的加速度数据超过阀值时,确认角度传感器状态,角度数据超过阀值时,则触发避险模块,避险模块会立刻启动,最大限度避免跌倒或者减缓冲击;

[0014] 损害预判阶段:控制模块根据阀值信息和后续跌倒后的压力传感器测定的信息确定跌倒的严重情况及体态是否正常,如果数据显示跌倒严重且使用者不主动停止,无线模块会立刻启动,确定使用者位置后并向其亲人发送警示信息;

[0015] 辅助救助阶段:确认使用者跌倒严重后,且无主动停止预判的情况下,控制模块会启动救援模块,向周围人发出援助声音和救援指导信息,方便周围人对其实施紧急救助。

[0016] 作为优选,所述避险模块包括无线气囊和无线手杖,如果是后倾摔倒,无线气囊会启动,护住使用者的脑袋和背部,缓解冲击力,如果是向前倾倒,无线手杖会启动,展开辅助支架,使得手杖更好的站立,为使用者提供更稳定的支撑。

[0017] 作为优选,所述无线模块包括GPS模块、蓝牙芯片、WIFI芯片、带SM卡的通讯芯片,确认快速跌倒时,蓝牙模块能启动匹配的避免模块进行快速避险;而在确认使用者跌倒严重后,会通过通讯芯片可以向家属及时发送预警信息;在空旷环境下,GPS模块能够准确提供使用者位置;如果在附近搜索到无线WIFI网络,WIFI芯片会主动连接,可以提高室内定位效果,并发送实时数据。

[0018] 作为优选,所述救援模块包括报警器、指示灯和应急药盒,确认使用者跌倒严重后,报警器发出报警声,如果使用者不主动停止,报警器会向周围人发出援助声音和救援指导信息,同时指示灯会开启,保证光线不好的情况也能看到,并且明显指示应急药盒的位置。

[0019] 本发明的有益效果,携带方便,集成安装在腰带内,无任何附带感,符合人的穿戴习惯,结合移动通信装置、柔性电池、WIFI通信模块室内定位及GPS室外定位模块,加速度传感器、角度传感器检测的信息融合,判断人体是否跌倒,判断的正确率极高;在发生跌落的瞬间可以进行紧急避险保护使用者,降低跌落发生几率和跌倒后损伤的几率;当发生跌倒后,可以提供及时的救援和后续的无线预报,可以提高周围人救助的便捷性,同时让亲属知道使用者的具体情况,可以快速知悉,避免因跌倒而导致更严重的后果。

附图说明

[0020] 图1为本发明的结构框图;

[0021] 图2为本发明的处理流程图;

[0022] 图3为本发明的正视面的结构示意图;

[0023] 图4为本发明的内部结构示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

[0025] 如图1、3、4所示,本发明所述的具体实施例为一种智能腰带,包括带体1、壳体3、控制模块6,所述带体I内安装有用于供电的柔性材质的电池模块2,所述控制模块6电连接有用于识别跌倒情况的加速度传感器、角度传感器和压力传感器,所述控制模块6还电连接有无线模块5。

[0026] 控制模块连接有角度传感器、加速度传感器,角度传感器根据鞋垫与地面角度变化侦测人体与地面的倾向角度数据,加速度传感器侦测因人体运动所产生的加速度数据,控制模块通过多传感器的信息融合技术判断人体是否跌倒。当人体跌倒时,自动触发无线模块,通过移动通信信号传递给服务中心或监护人员终端联系救护。

[0027] 为了提高智能腰带的避险和救助能力,所述控制模块6还电连接了救援模块和避险模块。通过避险模块可以在紧急情况下降低跌倒的概率或者跌倒后损伤的风险,通过救援模块可以及时向周围人发出救助信息。

[0028] 当加速度传感器探测到装置佩戴者超出正常活动的加速度阈值信号时,加速度传感器输出中断信号,唤醒由电源直接供电但一般情况下处于低功耗休眠模式的控制模块;当控制模块被加速度传感器信号唤醒后,由控制模块启动角度传感器采集角度变化数据。由于人体瞬间跌倒时,突发时间小于2秒,当控制模块根据采集的三维加速度变化信息计算出装置断佩戴者在2秒内,人体发生超阈值幅度的运动加速度变化和超过阈值角度的姿态变化,即判定佩戴者发生了跌倒。加速度数值变化过大且角度变化数值也较大时会触发避险模块,对使用者进行紧急避险,降低跌倒后的损伤。

[0029] 多传感器融合技术通过加速度传感器、角度传感器来实时监测人体的各种姿态,通过分析所采集的加速度数据,判断当前加速度值是否大于跌倒时的加速度阈值,若不大于该阈值则不触发,否则继续通过分析两个角度传感器数据测定当前人体的跌倒姿态,通过分析所采集的角度数据,判断当前角度是否大于跌倒时的角度阈值,若不大于该阈值则不触发,否则为人体跌倒并触发,同时压力传感器进行测定压力,若压力大于阀值则确认为为严重跌倒。此时,若使用者不手动关闭报警,则自动启动无线模块向家属发送位置信息及跌倒情况,同时启动救援模块,向周围人提出求助。

[0030] 由于老人容易跌倒且跌倒后容易发生骨折或者脑震荡等危险,所述避险模块包括无线气囊或者无线手杖。所述无线气囊包括头部气囊或者背部气囊。紧急情况下前倾,无线手杖可以展开辅助支架,增加支撑面,提高稳定性,可以稳定住使用者,减少跌倒可能性;紧急情况下后倾,无线气囊可以迅速充气,护住使用者的关键部位,例如头部和腰部,降低骨折或者脑震荡的几率。

[0031] 为了方便向他人求助,所述救援模块包括报警器8、指示灯7和应急药盒4。报警器可以引起周围人的注意并指导周围人如何救助,指示灯可以在昏暗环境中提供指示;由于部分疾病发作时需要及时服用应急药,应急药盒能够提供应急药的储藏空间。

[0032] 为了全方位的确定使用者的位置和实际情况,所述无线模块包括GPS模块、蓝牙芯片、WIFI芯片、带SM卡的通讯芯片。蓝牙模块能启动匹配的避免模块进行快速避险;通讯芯片可以向家属及时发送预警信息;在空旷环境下,GPS模块能够准确提供使用者位置;WIFI芯片会主动连接无线WIFI网络,可以提高室内定位效果,并发送实时数据。

[0033] 如图1、2所示,一种智能跌倒应急预警系统,包括控制模块、加速度传感器、角度传感器、压力传感器、无线模块、救援模块、避险模块,跌倒状态判断及联动流程如下:

[0034] 倾倒预防阶段:所述控制模块通过加速度传感器和角度传感器实时监控使用者的身体运动情况;当加速度传感器采集的加速度数据超过阀值时,确认角度传感器状态,角度数据超过阀值时,则触发避险模块,避险模块会立刻启动,最大限度避免跌倒或者减缓冲击;

[0035] 损害预判阶段:控制模块根据阀值信息和后续跌倒后的压力传感器测定的信息确定跌倒的严重情况及体态是否正常,如果数据显示跌倒严重且使用者不主动停止,无线模块会立刻启动,确定使用者位置后并向其亲人发送警示信息;

[0036] 辅助救助阶段:确认使用者跌倒严重后,且无主动停止预判的情况下,控制模块会启动救援模块,向周围人发出援助声音和救援指导信息,方便周围人对其实施紧急救助。

[0037] 所述避险模块包括无线气囊和无线手杖,如果是后倾摔倒,无线气囊会启动,护住使用者的脑袋和背部,缓解冲击力,如果是向前倾倒,无线手杖会启动,展开辅助支架,使得手杖更好的站立,为使用者提供更稳定的支撑。

[0038] 所述无线模块包括GPS模块、蓝牙芯片、WIFI芯片、带SM卡的通讯芯片,确认快速跌倒时,蓝牙模块能启动匹配的避免模块进行快速避险;而在确认使用者跌倒严重后,会通过通讯芯片可以向家属及时发送预警信息;在空旷环境下,GPS模块能够准确提供使用者位置;如果在附近搜索到无线WIFI网络,WIFI芯片会主动连接,可以提高室内定位效果,并发送实时数据。

[0039] 所述救援模块包括报警器、指示灯和应急药盒,确认使用者跌倒严重后,报警器发出报警声,如果使用者不主动停止,报警器会向周围人发出援助声音和救援指导信息,同时指示灯会开启,保证光线不好的情况也能看到,并且明显指示应急药盒的位置。

[0040] 以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进,均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能腰带,包括带体、控制模块,其特征在于:所述带体内安装有用于供电的柔性材质的电池模块,所述控制模块电连接有用于识别跌倒情况的加速度传感器、角度传感器和压力传感器,所述控制模块还电连接有无线模块。
2.根据权利要求1所述的智能腰带,其特征在于:所述控制模块还电连接了救援模块和避险1¾块。
3.根据权利要求2所述的智能腰带,其特征在于:所述避险模块包括无线气囊或者无线手杖。
4.根据权利要求2所述的智能腰带,其特征在于:所述救援模块包括报警器、指示灯和应急药盒。
5.根据权利要求3所述的智能腰带,其特征在于:所述无线气囊包括头部气囊或者背部气囊。
6.根据权利要求1-5任一条所述的智能腰带,其特征在于:所述无线模块包括GPS模块、蓝牙芯片、WIFI芯片、带SM卡的通讯芯片。
7.一种智能跌倒应急预警系统,其特征在于:包括控制模块、加速度传感器、角度传感器、压力传感器、无线模块、救援模块、避险模块,跌倒状态判断及联动流程如下: 倾倒预防阶段:所述控制模块通过加速度传感器和角度传感器实时监控使用者的身体运动情况;当加速度传感器采集的加速度数据超过阀值时,确认角度传感器状态,角度数据超过阀值时,则触发避险模块,避险模块会立刻启动,最大限度避免跌倒或者减缓冲击; 损害预判阶段:控制模块根据阀值信息和后续跌倒后的压力传感器测定的信息确定跌倒的严重情况及体态是否正常,如果数据显示跌倒严重且使用者不主动停止,无线模块会立刻启动,确定使用者位置后并向其亲人发送警示信息; 辅助救助阶段:确认使用者跌倒严重后,且无主动停止预判的情况下,控制模块会启动救援模块,向周围人发出援助声音和救援指导信息,方便周围人对其实施紧急救助。
8.所述权利要求6所述的智能跌倒应急预警系统,其特征在于:所述避险模块包括无线气囊和无线手杖,如果是后倾摔倒,无线气囊会启动,护住使用者的脑袋和背部,缓解冲击力,如果是向前倾倒,无线手杖会启动,展开辅助支架,使得手杖更好的站立,为使用者提供更稳定的支撑。
9.所述权利要求6所述的智能跌倒应急预警系统,其特征在于:所述无线模块包括GPS模块、蓝牙芯片、WIFI芯片、带SM卡的通讯芯片,确认快速跌倒时,蓝牙模块能启动匹配的避免模块进行快速避险;而在确认使用者跌倒严重后,会通过通讯芯片可以向家属及时发送预警信息;在空旷环境下,GPS模块能够准确提供使用者位置;如果在附近搜索到无线WIFI网络,WIFI芯片会主动连接,可以提高室内定位效果,并发送实时数据。
10.所述权利要求6所述的智能跌倒应急预警系统,其特征在于:所述救援模块包括报警器、指示灯和应急药盒,确认使用者跌倒严重后,报警器发出报警声,如果使用者不主动停止,报警器会向周围人发出援助声音和救援指导信息,同时指示灯会开启,保证光线不好的情况也能看到,并且明显指示应急药盒的位置。
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