CN111327757A - 一种上下楼梯的警示装置 - Google Patents

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Abstract

一种上下楼梯的警示装置，包括警示模块，检测模块与比较模块，比较模块与警示模块、检测模块相连接，警示模块设置在手机中；警示模块用于在接受到比较模块的信号时发出警示消息；检测模块用于检测使用人的移动状态并计算检测时刻移动状态的瞬时值；在比较模块中预存有使用人常见上下楼梯移动状态变化规律的函数集合，比较模块用于计算并得出在检测时刻与所述的函数集合对应的计算值集合；在检测时刻的瞬时值位于计算值集合中时，所述比较模块持续向警示模块发出信号。本发明的优点在于：使用手机上下台阶时，及时通过声音和画面提醒使用者注意，避免造成不必要的伤害。

Description

一种上下楼梯的警示装置
技术领域
本发明涉及一种警报设备制作技术，尤其指一种上下楼梯的警示装置。
背景技术
现有一种专利号为CN201710978783.4名称为《一种自适应上下楼梯控制系统和方法》的中国发明专利申请公开了一种自适应上下楼梯控制系统和方法，根据关节和连杆长度、整体重量建立外骨骼或双足机器人模型；获取障碍物距离信息，通过障碍物检测模块检测前方是否有障碍物；若检测到前方的障碍物，则检测出障碍物的尺寸信息，并通过障碍物分类模块判断是否为可跨越的障碍物；若不是可跨越的障碍物，则通过安全性判断模块规划运动轨迹控制机器人运动到安全范围之内；若为可跨越的障碍物，则通过上下楼梯控制模块完成障碍物的跨越。该发明解决楼梯高度不固定环境的识别问题，提高机器人对外界环境的适应能力；实现机器人的步态拟人化，提高机器整体的智能性，有较强的可移植性和稳定性。然而，该系统结构复杂，自适应速度慢使用不方便，因此该系统的结构还需进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构简单，使用方便的上下楼梯的警示装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本上下楼梯的警示装置，其特征在于：包括警示模块，检测模块与比较模块，所述比较模块与警示模块、检测模块相连接，所述警示模块设置在手机中；
所述警示模块用于在接受到比较模块的信号时发出警示消息；
所述检测模块用于检测使用人的移动状态并计算检测时刻移动状态的瞬时值；
在所述比较模块中预存有使用人常见上下楼梯移动状态变化规律的函数集合，所述比较模块用于计算并得出在检测时刻与所述的函数集合对应的计算值集合；
在检测时刻的瞬时值位于计算值集合中时，所述比较模块持续向警示模块发出信号。
作为改进，在所述的比较模块中可优选还集成有计数开关模块，所述计数开关模块用于接通和断开比较模块与警示模块之间的连接，当检测时刻的瞬时值有连续n次位于计算值集合中时，计数开关模块接通比较模块与警示模块的连接，所述n为大于2的自然数。
进一步改进，所述警示模块可优选为蜂鸣器或语音播放器，所述蜂鸣器或语音播放器与手机的喇叭相连接；或，所述警示模块与屏幕相连接，所述警示模块用于在接受到比较模块的信号时在屏幕上显示警示信息。
作为改进，所述检测模块可优选安装在手机中。
进一步改进，所述检测模块可优选为加速度传感器，所述加速度传感器用于间隔检测手机的移动加速度。
作为改进，所述检测模块可优选安装在使用人上。
进一步改进，所述检测模块可优选为安装在鞋体中的气压传感器，所述气压传感器用于间隔检测鞋底气垫的压力大小。
进一步改进，所述比较模块可优选安装在手机中，所述比较模块通过蓝牙与检测模块相连接。
本发明解决上述技术问题所采用的另一种技术方案为：本上下楼梯的警示装置，其特征在于：包括警示模块与检测模块，所述警示模块与检测模块相连接，所述警示模块与检测模块设置在手机中；
所述警示模块用于在接受到检测模块的信号时发出警示消息；
所述检测模块为能检测手机矢量加速度的三轴加速度传感器；
在三轴加速度传感器在连续M个时刻检测到手机的加速度指向下方或指向上方时，三轴加速度传感器向警示模块发出信号，所述M为大于1的自然数。
作为改进，所述警示模块为蜂鸣器或语音播放器，所述蜂鸣器或语音播放器与手机的喇叭相连接；或，所述警示模块与屏幕相连接，所述警示模块用于在接受到三轴加速度传感器的信号时在屏幕上显示警示信息。
与现有技术相比，本发明的优点在于：使用手机上下台阶时，及时通过声音和画面提醒使用者注意，避免造成不必要的伤害；采用的模块均可以安装在手机中，占用空间小，结构简单，使用十分方便；检测模块也可以安装在鞋体中，应用范围广，识别率更高，还延长了元器件的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例的上下楼梯的警示装置，包括警示模块1，检测模块与比较模块2，所述比较模块2与警示模块1、检测模块相连接，所述警示模块1设置在手机3中；所述警示模块1用于在接受到比较模块2的信号时发出警示消息；所述检测模块用于检测使用人的移动状态并计算检测时刻移动状态的瞬时值；在所述比较模块2中预存有使用人常见上下楼梯移动状态变化规律的函数集合，所述比较模块2用于计算并得出在检测时刻与所述的函数集合对应的计算值集合；在检测时刻的瞬时值位于计算值集合中时，所述比较模块2持续向警示模块1发出信号。在所述的比较模块2中还集成有计数开关模块21，所述计数开关模块21用于接通和断开比较模块2与警示模块1之间的连接，当检测时刻的瞬时值有连续n次位于计算值集合中时，计数开关模块21接通比较模块2与警示模块1的连接，所述n为大于2的自然数。
警示模块1为蜂鸣器或语音播放器，所述蜂鸣器或语音播放器与手机3的喇叭31相连接。所述检测模块安装在手机3中。所述检测模块为加速度传感器4，所述加速度传感器4用于间隔检测手机3的移动加速度。加速度传感器4的检测间隔小于0.3s。
如图2所示，另一种实施例的上下楼梯的警示装置，包括警示模块1，检测模块与比较模块2，所述比较模块2与警示模块1、检测模块相连接，所述警示模块1设置在手机3中；所述警示模块1用于在接受到比较模块2的信号时发出警示消息；所述检测模块用于检测使用人的移动状态并计算检测时刻移动状态的瞬时值；在所述比较模块2中预存有使用人常见上下楼梯移动状态变化规律的函数集合，所述比较模块2用于计算并得出在检测时刻与所述的函数集合对应的计算值集合；在检测时刻的瞬时值位于计算值集合中时，所述比较模块2持续向警示模块1发出信号。在所述的比较模块2中还集成有计数开关模块21，所述计数开关模块21用于接通和断开比较模块2与警示模块1之间的连接，当检测时刻的瞬时值有连续n次位于计算值集合中时，计数开关模块21接通比较模块2与警示模块1的连接，所述n为大于2的自然数。
警示模块1与屏幕32相连接，所述警示模块1用于在接受到比较模块2的信号时在屏幕32上显示警示信息。所述检测模块安装在使用人上。所述检测模块为安装在鞋体5中的气压传感器51，所述气压传感器51用于间隔检测鞋底气垫的压力大小。气压传感器51的检测间隔小于0.5s。所述比较模块2安装在手机3中，所述比较模块2通过蓝牙与检测模块相连接。图2中的虚线表示比较模块2与检测模块无线相连接。无线可以是蓝牙模式，也可以是红外线模式和无线网络模式，这些无线连接方式属于等同技术，由于鞋体5与手机3的距离问题，以及实际成本考虑，采用蓝牙模式无线连接最为现实可行。
上述的警示模块1，检测模块，比较模块2，手机3的具体电路连接结构属于现有技术，故不再详细描述。
使用人手持手机在上下楼梯时手机的三向加速度(X向，Y向和Z向)以及鞋底的气压会呈现规律性的变化，将这种规律变化通过拟合函数的形式进行储存，将多次测试得出的拟合函数组成函数集合存入比较模块中，因此在比较模块中存入了使用人常见上下楼梯移动状态变化规律的函数集合。
在时刻t视为初始时刻，在时刻t检测模块检测得到了手机的加速度或鞋底的气压，此时将时刻t代入函数集合中，由于t为初始时刻函数集合的计算值集合为空集，检测模块的测量值不在空集中，比较模块不发出信号，警示模块不工作；
在t+△t时刻，△t为检测模块的检测间隔时间，比较模块得到t+△t时刻对应的计算值集合，如果使用人处于上下楼梯的移动过程中，则检测模块在t+△t的瞬时值位于计算值的集合中，比较模块发出信号，警示模块发出警示信息，如果使用人未处于上下楼梯的过程中，则检测模块在t+△t的瞬时值不位于计算值的集合中，比较模块不发出信号，警示模块不发出警示信息；
当t+300△t时刻，比较模块得到该时刻的计算值集合，如果使用人已结束上下楼梯的动作，则检测模块在t+300△t的瞬时值不位于计算值的集合中，比较模块不发出信号，警示模块从发出警示信息的状态变为不发出警示信息的状态。
如果t+△t时刻使用人恰好位于楼梯最上层台阶上或走完楼梯最后一层台阶，则可能检测模块的瞬时值位于计算值集合中，造成警示模块的误触发，因此可以在比较模块中增添计数开关模块，当连续三次瞬时值位于计算值集合中时，警示模块再开始工作。
第三种实施例的上下楼梯的警示装置，包括警示模块1与检测模块，所述警示模块1与检测模块相连接，所述警示模块1与检测模块设置在手机3中；所述警示模块1用于在接受到检测模块的信号时发出警示消息；所述检测模块为能检测手机矢量加速度的三轴加速度传感器；在三轴加速度传感器在连续M个时刻检测到手机的加速度指向下方或指向上方时，三轴加速度传感器向警示模块1发出信号，所述M为大于1的自然数。所述警示模块1为蜂鸣器或语音播放器，所述蜂鸣器或语音播放器与手机3的喇叭31相连接；或，所述警示模块1与屏幕32相连接，所述警示模块1用于在接受到三轴加速度传感器的信号时在屏幕32上显示警示信息。这种实施例省略了比较模块，无需储存大量的函数数据，各模块计算量较小，反应灵敏，采用的三轴加速度传感器是常见的手机器件，获取十分方便。

Claims (10)

1.一种上下楼梯的警示装置，其特征在于：包括警示模块(1)，检测模块与比较模块(2)，所述比较模块(2)与警示模块(1)、检测模块相连接，所述警示模块(1)设置在手机(3)中；
所述警示模块(1)用于在接受到比较模块(2)的信号时发出警示消息；
所述检测模块用于检测使用人的移动状态并计算检测时刻移动状态的瞬时值；
在所述比较模块(2)中预存有使用人常见上下楼梯移动状态变化规律的函数集合，所述比较模块(2)用于计算并得出在检测时刻与所述的函数集合对应的计算值集合；
在检测时刻的瞬时值位于计算值集合中时，所述比较模块(2)持续向警示模块(1)发出信号。
2.根据权利要求1所述的警示装置，其特征在于：在所述的比较模块(2)中还集成有计数开关模块(21)，所述计数开关模块(21)用于接通和断开比较模块(2)与警示模块(1)之间的连接，当检测时刻的瞬时值有连续n次位于计算值集合中时，计数开关模块(21)接通比较模块(2)与警示模块(1)的连接，所述n为大于2的自然数。
3.根据权利要求1所述的警示装置，其特征在于：所述警示模块(1)为蜂鸣器或语音播放器，所述蜂鸣器或语音播放器与手机(3)的喇叭(31)相连接；或，所述警示模块(1)与屏幕(32)相连接，所述警示模块(1)用于在接受到比较模块(2)的信号时在屏幕(32)上显示警示信息。
4.根据权利要求1至3中任一所述的警示装置，其特征在于：所述检测模块安装在手机(3)中。
5.根据权利要求4所述的警示装置，其特征在于：所述检测模块为加速度传感器(4)，所述加速度传感器(4)用于间隔检测手机(3)的移动加速度。
6.根据权利要求1至3中任一所述的警示装置，其特征在于：所述检测模块安装在使用人上。
7.根据权利要求6所述的警示装置，其特征在于：所述检测模块为安装在鞋体(5)中的气压传感器(51)，所述气压传感器(51)用于间隔检测鞋底气垫的压力大小。
8.根据权利要求7所述的警示装置，其特征在于：所述比较模块(2)安装在手机(3)中，所述比较模块(2)通过蓝牙与检测模块相连接。
9.一种上下楼梯的警示装置，其特征在于：包括警示模块(1)与检测模块，所述警示模块(1)与检测模块相连接，所述警示模块(1)与检测模块设置在手机(3)中；
所述警示模块(1)用于在接受到检测模块的信号时发出警示消息；
所述检测模块为能检测手机矢量加速度的三轴加速度传感器；
在三轴加速度传感器在连续M个时刻检测到手机的加速度指向下方或指向上方时，三轴加速度传感器向警示模块(1)发出信号，所述M为大于1的自然数。
10.根据权利要求9所述的警示装置，其特征在于：所述警示模块(1)为蜂鸣器或语音播放器，所述蜂鸣器或语音播放器与手机(3)的喇叭(31)相连接；或，所述警示模块(1)与屏幕(32)相连接，所述警示模块(1)用于在接受到三轴加速度传感器的信号时在屏幕(32)上显示警示信息。
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