CN201853320U - 老人监测与报警系统 - Google Patents

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CN201853320U CN2010206194544U CN201020619454U CN201853320U CN 201853320 U CN201853320 U CN 201853320U CN 2010206194544 U CN2010206194544 U CN 2010206194544U CN 201020619454 U CN201020619454 U CN 201020619454U CN 201853320 U CN201853320 U CN 201853320U
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华亮
魏绪亮
顾菊平
夏前亮
王胜锋
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刘毅
姚娟
薛源
丁浩
才鑫
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南通大学
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Abstract

本实用新型公开了一种老人监测与报警系统,主机与多个从机以无线通讯方式连接;所述主机包括单片机,单片机与电源管理模块、语音模块、液晶显示模块、GSM模块、GPS模块、无线接收模块、三轴加速度传感器及报警装置连接。本实用新型结构合理,采用加速度传感器(倾角传感器)、心率传感器、气敏传感器、温度传感器、烟雾传感器、红外热释电传感器实现对老人身理及环境信号采集,具有低成本、低功耗、高性能、高可靠性、不侵犯隐私等优点。

Description

老人监测与报警系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种监测报警系统,尤其是一种专用便携式、应用于独居老人生 理状态及环境状况监测与报警的系统,该发明涉及的技术领域包括传感器与检测技术、单 片机技术、通讯技术。

背景技术

[0002] 根据我国第五次人口普查结果,我国的老年人达到1.3亿,65岁以上的老年人 家庭在全国家庭总数中的比重达到20. 09%,其中独居老人家庭占老年人家庭总数的 22.83%。在不久的将来,中国即将步入老龄化社会。关注老人的身体健康,尤其是独居老 人,是社会和谐的必然要求,是关乎当下、立足长远的战略举措。

[0003] 我国是世界上老龄人口最多的国家。近年来,由于计划生育政策持续多年,且由于 社会变革等原因,独居老人也相应增多。独居老人由于生活自理能力差,行动不便,反应迟 钝,受到伤害时缺乏自救能力,加上身边又缺人照顾,得到别人救援的机会也少,故一般入 院较晚,伤情重,有的患者来院后就错过最佳治疗时机,影响了救治的成功率。

[0004] 自2000年以来,关于老年人意外伤害尤其是老年人意外伤害的死因分析的流行 病学调查在很多城市,如长春、上海、浙江等地均有报道。在北京开展了老年人意外伤害的 流行病学调查和对策研究工作,针对最易发生的意外伤害——跌倒,国内曾有学者对世界 范围内关于老年人跌倒干预措施效果的随机对照试验做过Meta分析。

[0005] 在西方发达国家,特别是美国、日本,近些年,有许多大学和研究机构在政府和社 会的支持开展对独居老人实时监护的研究工作。美国维吉尼亚大学的医疗设备自动化研究 中心于2002年的开展了智能居所监护系统的研究,该系统采用低成本的感应器获取老人 活动的情况通过数据挖掘技术建立老人的活动规律,能够实现针对不同老人的实时监护。 在日本,日本国立长寿研究所老年学部也提出了一种针对老人的无监督的健康监护的实现 方法。另外,法国的系统结构分析实验室也正在进行针对独居老人的多感应器的远程监护 系统研究。

[0006]目前用于老人健康报警的监护系统,主要是被动式系统,是依靠老人在自觉不适 时按动报警器,实现求救。在发生某些意外是,老人未能触发报警信号,系统将无法知道老 人目前的状况是否正常。在主动式监护系统中,往往将跌倒检测等单一功能嵌入手机、手表 功能中,多功能便携式的专用系统较少。而采用多摄像头在线监测的方式有损老人隐私。

[0007] 目前市场上也有将跌倒检测、防盗等功能集成于手机的便携式系统。但该系统存 在以下问题:①要准确实现加速度及倾角检测,需把手机长期置于人体腰部。手机的辐射量 以手机为中心向周围递减,而手机与人体之间的距离决定了人体受辐射的程度。手机长期 置于腰部会影响使用者生育功能,不利于孕妇的特殊人群使用;并可影响正常细胞代谢,造 成体内钾、钙、钠等金属离子紊乱,不利于老人使用。②手机需频繁使用,使用时会造成加速 度、倾角检测的误判和频繁报警。③生理状态及环境状况监测报警功能与手机模块集成后, 会造成使用复杂、功能扩展困难等问题。发明内容

[0008] 本实用新型的目的在于通过一种结构合理,工作效果好的老人监测与报警系统。

[0009] 本实用新型的技术解决方案是:

[0010] 一种老人监测与报警系统,其特征是:包括主机,主机与多个从机以无线通讯方式 连接;所述主机包括单片机,单片机与电源管理模块、语音模块、液晶显示模块、GSM模块、 GPS模块、无线接收模块、三轴加速度传感器及报警装置连接;所述从机有五个,第一个从 机有气敏传感器,气敏传感器与第一单片机连接,第一单片机与和主机通讯的第一无线发 射模块连接;第二个从机有温度传感器,温度传感器与第二单片机连接,第二单片机与和主 机通讯的第二无线发射模块连接;第三个从机有红外烟雾传感器,红外烟雾传感器与第三 单片机连接,第三单片机与和主机通讯的第三无线发射模块连接;第四个从机有心率传感 器,心率传感器与第四单片机连接,第四单片机与和主机通讯的第四无线发射模块连接;第 五个从机有红外热释电传感器,红外热释电传感器与第五单片机连接,第五单片机与和主 机通讯的第五无线发射模块连接。

[0011 ] 主机单片机与键盘连接。

[0012] 本实用新型结构合理,采用加速度传感器(倾角传感器)、心率传感器、气敏传感 器、温度传感器、烟雾传感器、红外热释电传感器实现对老人身理及环境信号采集;采用单 片机作为系统核心,实现信号采集处理、人机交互、通讯控制;采用GSM模块实现远程报警; 采用GPS模块实现老人位置定位;采用无线射频模块实现各传感器节点与便携式主机间的 通讯。本实用新型的独居老人状态及环境监测报警系统能够实时监测独居老人跌倒、心率 异常等常见生理危险状态,及煤气泄漏、火灾、电热毯过热等温度异常、外人闯入等常见的 环境危险状态,并可实现报警号码在线设置、传感器阈值在线修改,具有低成本、低功耗、高 性能、高可靠性、不侵犯隐私等优点。

[0013] 本实用新型的有益效果还在于:

[0014] 1、便携性:本实用新型的监测报警系统由便携式主机与多节点从机组成,主机 上内置MEMS加速度传感器,其余传感器均内置于从机中,主机采用西门子GSM底层模块 TC351、SIRF超小型引线式GPS接收模块、单片机片上系统(SOC),使主机体积大大缩小。在 键盘设置中采用单键盘多功能复用等方式减少按键个数,且采用小型液晶显示屏,减小系 统体积。

[0015] 2、集成度高、功耗低:本实用新型的系统主机采用单片机片上系统(SOC),功耗 低、体积小、集成度高。本系统当主机收到触发信号(危险信号)后自动启动GPS及GSM模 块,平时GPS及GSM模块平时处于关闭状态,大大减小了系统功耗。除收到号码修改指令外, 液晶屏处于关闭状态,且主机采用超低功耗无线接收模块以降低系统功耗。从机采用非加 热低功耗气敏传感器,大大降低了节点功耗。

[0016] 3、成本低、模块化设计:本实用新型的系统采用模块化设计策略,各传感器节点、 报警及定位模块相对独立,方便用户购买时实现功能取舍,方便系统功能升级。本系统成本 远低于图像监测、手机嵌入式监测报警等系统。

[0017] 4、多功能性:本实用新型的系统及生理监测与环境监测于一体,能够实时监测独 居老人常出现了跌倒、心率失常的生理危险状态,及火灾、煤气泄漏、外人入侵等常见的环境危险状况。并采用模块化设计方略,根据客户需求添加其他功能。

[0018] 5、低辐射:本实用新型的专用系统较常见的集成于手机的监测系统而言,辐射低。 本系统主机配置的GPS及GSM模块平时处于关闭状态,只有在危险信号触发时才自动启动, 对人体辐射伤害极小。主机配置的无线射频接收模块功率极小,对人体没有影响。因此本 专用系统主机可长期佩戴在腰间,除了可应用于独居老人监测外,也可应用于孕妇或其他 有需要的人群。

[0019] 6、高可靠性:本实用新型的系统采用非振动、非压电式、非压阻式心率传感器,通 过不断提取心脏跳动时两个相邻心电R波的时间间期实现人体运动时的心率可靠监测。本 系统采用加速度与倾角双重感测系统,来判断跌倒状态,大大提高系统可靠性。本系统主机 及从机均采用电源电压检测电路,防止系统欠压。本系统在气敏传感器系统设计中,采用的 CH4非加热式气敏传感器不用清洗也可长期工作。采用的常温型CO传感器采用智能化清 洗方案,通过每隔一段时间给传感器升高电压,来起到清洗的作用。本系统采用外置复位按 键,防止系统误报警。加速度及倾角检测阈值可在线修改,可针对不同的人群增强检测可靠 性。

[0020] 7、操作简单、可扩展性:本系统操作简便,适合需要监护的孕妇、病人、老人等高危 人群,尤其适合老年人使用。节点个数、报警定位功能可视用于需求减少或增加。

[0021] 8、人性化设计:本系统可根据基于红外热释电传感器的门禁系统和主机相互配合 的方式,及时提醒老人子女“常回家看看”。

附图说明

[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

[0023] 图1是本实用新型的便携式主机系统结构图。

[0024] 图2是本实用新型的便携式主机键盘按键结构及功能图。

[0025] 图3是本实用新型的系统从机结构图。

[0026] 图4是本实用新型的系统跌倒状态检测软件流程图。

[0027] 图5是本实用新型的系统无线收发模块结构图。

具体实施方式

[0028] 一种老人监测与报警系统,包括主机,主机与多个从机以无线通讯方式连接;所述 主机包括单片机1,单片机与电源管理模块2、语音模块3、液晶显示模块4、GSM模块5、GPS 模块6、无线接收模块7、三轴加速度传感器8及光、振动报警装置9连接;所述从机有五个, 第一个从机有气敏传感器10,气敏传感器与第一单片机11连接,第一单片机与和主机通讯 的第一无线发射模块12连接;第二个从机有温度传感器13,温度传感器与第二单片机14 连接,第二单片机与和主机通讯的第二无线发射模块15连接;第三个从机有红外烟雾传感 器16,红外烟雾传感器与第三单片机17连接,第三单片机与和主机通讯的第三无线发射模 块18连接;第四个从机有心率传感器19,心率传感器与第四单片机20连接,第四单片机与 和主机通讯的第四无线发射模块21连接;第五个从机有红外热释电传感器22,红外热释电 传感器与第五单片机23连接,第五单片机与和主机通讯的第五无线发射模块M连接。主 机单片机与键盘25连接。[0029] ①第一个从机针对居民住宅中普遍使用的管道煤气、管道天然气或者混合气体, 通过检测CO或(及)CH4气体浓度完成报警功能,并能够检测含丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等成 分的民用液化石油气浓度并完成报警功能。为降低节点功耗、简化节点电路结构、增强节点 传感器使用寿命及可靠性,采用非加热式CH4气敏传感器和常温型CO气敏传感器。

[0030] ②第二个从机置于铺设电热毯的床上等易出现温度过高引发火灾的场所,也可进 行环境温度检测和报警,防止有高血压等病症的老人置于过冷或过热的环境中。

[0031] ③第三个从机可采用多组方式,分别置于卧室、厨房等处,负责早期火灾检测及报

Sfc目。

[0032] ④第四个从机采用胸带固定于胸部,负责心率检测及报警。

[0033] ⑤第五个从机的传感器可采用多组方式,分别置于门、窗等处,负责外人闯入检测 及报警。

[0034] 便携式主机置于老人腰间,采用单片机与GSM模块组成的主从结构,实现报警信 号的远传,GSM模块内置老人家属或小区短信服务平台等第三方的手机号码;采用单片机 与GPS模块串行通讯的方式,实现老人位置定位;由GPS模块实现经度、维度信号的接收,当 单片机发送报警信息时,将经度、纬度信息写入GSM模块一起发送,该功能主要适用于老人 室外活动发生危险情况时的定位;采用液晶显示器结合键盘的方式,可在线输入、修改内置 于GSM中的手机号码,并可根据老人的活动能力、活动速度在线修改加速度传感器的报警 阈值;采用手动复位方式以减少误报警概率,在系统监测到危险信号后,主机采用光、振动 的方式提醒老人,并采用语音模块告知老人危险状态类型,以确认老人是否需要外援,如在 30秒内老人没有按下复位按钮,系统自动发出包含何种危险状态、经纬度的求援短信。

[0035] 主机与从机间通过无线射频模块通讯,从机中的无线射频发射模块给出相同的固 定地址,主机中的无线接收模块通过接收到的编码数据辨别报警信号是从哪个从机发出。 为降低功耗,主机中的GPS和GSM模块平时处于关闭状态,当主机接收到危险信号时,自动 启动GSM和GPS模块。主机使用电池供电,并内置电池电压检测电路,电压过低时主机采用 语音、光、振动的方式提醒老人更换电池(电池充电),如在30秒内老人没有按下复位按钮, 系统自动发出电压过低的报警短信。从机中心率检测节点采用片状锂电池供电,并配有电 池电压过低检测系统。其余从机可采用电池供电(均配有电池电压检测系统),也可采用市 电经降压、整流、滤波后供电。

[0036] 1、便携式主机

[0037] 如图1所示,便携式主机由单片机、电源模块、液晶显示模块、GSM模块、GPS模块、 无线接收模块、MEMS三轴加速度传感器、语音模块、光及振动报警模块等组成。

[0038] (1)控制器选用

[0039] 控制器采用SOC单片机C8051F020。由于系统所选用的GSM、GPS模块均为串口通 讯,C8051F020有双串口,可满足要求。此外,单片机内部Flash存贮器可作非易失性数据 存贮,单片机内置12位多通道ADC,可大大减少系统外围电路。该单片机通用I/O 口多、资 源丰富、功能强大,可方便系统的功能更新和拓展。

[0040] (2)基于MEMS三轴加速度传感器的跌倒检测

[0041] ①跌倒的发生是身体不自主失去平衡的行为,在发生跌倒时通常是自己本身所 无法控制的倾倒动作,因此在跌倒时,一般都只发生在——短暂时间,比起一般的正常动作(如蹲下或躺下等等)要短上许多,也因为身体会在一瞬间倾倒,致使身体重心瞬间朝倾斜 方向移动,如此的身体动作结果便会产生一个加速度值,国内外有许多针对跌倒检测的研 究,就是以跌倒发生时所产生的加速度值来作为判断跌倒的重要参考依据。

[0042] ②跌倒检测系统硬件设计

[0043] 系统以三轴加速度传感器ADXL330为核心,配以运算放大器MCP6004等外围电 路。ADXL330是美国模拟器件公司(ADI)新近推出的一款带有信号调理电路,可提供模拟 电压输出的小量程、小尺寸、低功耗3轴加速度计。ADXL330将MEMS(微机电系统)传感 器结构与信号调理结合在一起,比同类器件的功耗典型值低50%,是同类产品中功耗最低 的。ADXL330基本工作过程为:首先利用微传感器感知三维的加速度,将得到的三维交流信 号放大,然后分别将信号解调,在输出端分别将三路信号再次放大、滤波后输出和加速度成 正比的模拟电压。ADXL330工作电压为2. OV〜3. 6V,当电源电压为3. 6V时,灵敏度高达 360mv/go

[0044] 系统输出的三端Xout、Yout, Zout经过放大后直接接到单片机的ADC端口。经过 单片机完成模数转换后,通过软件给定阈值进行判断。加速度检测系统电源电压3. 3V,在 ADXL330处于不同位姿时,系统有不同的初始电压输出。

[0045] ③跌倒检测系统软件设计

[0046] 便携式主机佩戴在人腰间,正常佩戴时以Z轴对应人体直立时的垂直轴,X轴对应 人体的前后向水平轴,Y轴对应人体左右侧向水平轴,X、Y、Z轴相互正交,任意空间方向上 的矢量变化均可以分解成X、Y、Z三个方向上的分量变化。

[0047] 由公式α = ^ja2x +a2y 得到采样时刻加速度值,计算两个相邻采样时间内的加

速度的差值,Aa= 1¾-¾!,如果差值大于一定阙值,则表明佩戴者发生剧烈运动。

[0048] 传感器是一种基于差动电容的静电力平衡式闭环加速度传感器。传感器精确的直 流特性,使它适合于倾角测量。它能直接测量静态重力加速度,并由此确定倾斜度。加速度 的敏感轴应与倾斜体的轴向一致,在水平状态下应平行于地球表面。

[0049] 当加速度计的感应轴与重力方向垂直(即感应轴水平)时,它对倾斜度的变化是 最敏感的。当三轴加速度传感器的任何一个轴与水平面的夹角为θ时,该轴的加速度输出 值为kin θ。当人体处于静止状态或缓慢移动时,即加速度计竖直放置时,Z轴检测到1G, XY轴均为零。当重力与其敏感轴垂直时,它对倾斜式最敏感的,在该方向上其对倾角的灵敏 度最高。本实用新型设计的系统电源电压为3. 3V,当Z轴与重力方向垂直时,传感器系统输 出的偏移电压为1.99V,当极限状况下(人跌倒后与重力加速度方向垂直)时,Z轴偏移电 压为1. 66V。

[0050] 我们可以采用加速度计通过感知重力加速度G在其测量轴上分量的大小确定物 体的倾斜角度,当电压小于小于一定阈值,可判断人体倾斜超过了一定角度。但这种测量, 需保证人体处于姿态稳定的情况下,而非跌倒过程中。因此在倾角检测前需判断人体姿态 是否稳定。具体判断时遵循以下步骤,当检测到加速度超过阈值后,单片机定时器定时,定 时5秒后,检测Z轴输出电压,如电压小于阈值,则计算此刻起连续100个采样点的Z轴输 出电压的方差,如果方差小于阙值,则说明人体姿态稳定,且人体倾角大于一定角度,此时 人体跌倒的判断有效,否则无效,具体软件流程图如图4所示。

[0051] (3)无线接收模块[0052] 无线收发模块总体结构如图5所示。本系统采用了 ΡΤ2^52、ΡΤ2272无线收发模 块,该模块有8个地址引脚,4个数据引脚,其中地址引脚中有两个也可作为数据引脚使用。 工作电压为3〜15V,发射频率为315MHz。一般无线发送模块和接收模块都是配对使用,但 为了减小体积和便于系统以后的扩展,该系统只使用了一个无线接收模块。当所有无线发 送模块同时工作时,因为发射频率一致会产生干扰。采取的对策是:当某个节点产生报警信 号时才启动这个节点的无线发送模块并发送数据。每个发送模块发送的数据为该模块的身 份标识,无线接收模块可以根据身份标识识别报警类型。无线发送模块有4位数据引脚,因 此一个无线接收模块总共可拓展16个无线发送模块。

[0053] 工作时,PT2262将地址引脚A0-A7和数据引脚D3-D0编码成一个串行的脉冲序列 信号,同一套系统所有从机节点的发射模块和主机的接受模块都采用同一个地址(固定接 地、接高电平或悬空)。为了避免相近系统的干扰(如邻居间的干扰),不同系统采用不同 的地址,则最采用地址区分法最多可区别6561套不同的系统。如采用12位地址,则共有 531441种地址代码,且由于本实用新型的无线收发系统功率低,从距离上讲,仅可满足单户 家庭使用,即使有地址冲突也仅仅在相近的邻居间产生。由于地址编码种类众多,由于地址 冲突造成干扰的概率很低。

[0054] 无线接收系统电路如图6所示,采用与射频发射芯片F05P对应的射频接收芯片 J04V。在本系统中,地址线全部接地,数据线与单片机口线相连。PT2272的有效传输确认端 17脚VT经反相器连接到单片机的定时/计数器端口。

[0055] (4)人机接口

[0056] 本实用新型采用液晶显示器、键盘和语音芯片作为人机接口。本实用新型的键盘 由七个按键组成,如图2所示。各键功能如下,具体功能参阅键盘扫描处理程序流程图7。

[0057] 数字键:为了减小主机体积,且考虑数字键使用频率很低(仅仅在修改内置号码 时使用),设计中采用单键完成0-9十个数字的输入,单片机通过计数按下按键的次数完成 0-9的循环输入。

[0058] 修改键:修改键未按下,则键盘无效,为了避免误触发,修改键安装在凹陷的主机 外壳中。当进入修改号码程序后,修改键还具有号码翻页的功能。

[0059] 退格键:退格键完成号码修改功能。

[0060] 确认键:号码修改结束后,退出键盘操作程序。除下一次修改键按下,键盘失效。 [0061 ] 复位键:当主机检测到报警信号后,通过语音芯片报警,如老人未在半分钟内按下 复位键,则主机自动进行远程报警。为了避免老人跌倒后按钮的误触发,该按钮安装在凹陷 的主机外壳中。

[0062] 阈值修改键:完成心率阈值、加速度阈值、倾角阈值修改。按下改建后,界面中显示 心率次数、代表加速度及倾角大小的数字量,通过退格键、数字键配合完成修改,修改完成 后按确认键保存退出。

[0063] 本实用新型使用LMB162A内置中文字库的液晶模块,显示模块与键盘配合完成号 码和阈值修改。

[0064] 当主机接收到报警信号时,使用单片机控制ISD4004进行语音报警。单片机根据 不同节点发出的报警信号,读出相应地址的的语音段内容,实现“火灾危险”、“心率失常”、 “跌倒危险”、“有人进入”、“煤气泄漏”、“温度异常”的语音报警。并配合光报警及振动报警,以帮助老人及时排除对应危险,当报警半分钟没有按下复位按钮,则系统自动发出求救短

[0065] (5)电源管理模块

[0066] 本系统GSM模块电压4V,GPS模块电压5V,单片机电压电源3. 3V,加速度传感器电 压3. 3V,无线模块电压5V

[0067] 基于以上考虑,主机采用7V锂电池供电,经过7805稳压为5v,经过LMl 117稳压为 3. 3V,经过LD1806稳压为4V给系统供电。

[0068] (6) GPS 模块

[0069] 该系统采用SIRF star III GPS模块,通讯速率为4800bit/s,每秒输出一次GPS 全数据,串口输出为TTL电平,高电平大于2. 4V,低电平小于0. 4V,输出驱动电流为2mA,可 与单片机串口直接相连。该模块使用方便,只要电源线接3. 5〜5. 5V的直流电源,串口输 出口与单片机输入口相连,即可正常工作。GPS数据读取流程图如图8所示。

[0070] (7) GSM 模块

[0071] 本系统采用西门子TC35i GSM模块,通过C8051向TC35i模块中写AT指令实现发 送短信的功能。常用的AT指令控制短信发送有2种模式,即文本模式(TEXT mode)和PDU 模式,TEXT模式主要用于纯英文短信的发送,而PDU模式可用于收发中文短信或中英文混 合短信,本系统中短信的收发采用PDU模式。采用PDU模式时,短消息统一用Unicode编码 方式。汉字转Unicode编码可以查表,也可以通过软件转换工具实现。

[0072] 本系统中TC35i用来发送短消息,步骤如下:

[0073] ①发送指令〃 AT\x0d〃,\x0d是回车符号,握手成功返回OK ;

[0074] ②发送命令〃 AT+CMGF = 0\x0d"设置短消息发送格式为PDU模式,设置成功返回 OK ;

[0075] ③发送命令"AT+CSCA? \x0d"读取短消息服务中心,成功则返回短消息服务中 心。并将短消息服务中心号码写入短信数组中;发送命令"AT+CMGS = 98\x0d"发送短消 息长度,等待TC35模块返回ASCII字符“ > ”,则可以将PDU数据输入。PDU数据也就是短 信数组包括接收者的号码、GPS坐标及报警类型,接收者的号码、GPS坐标及报警类型存入 短信数组工作在之前已完成,PDU数据以Oxla作为结束符,短消息发送成功返回0K。

[0076] 2、从机

[0077] (1)从机无线发送系统

[0078] 从机完成温度、烟雾、气体、门禁、心率检测,共有五套发送系统。无线发送系统原 理如图9所示。采用PT2262和F05P组成发送电路。从机中所有PT2262的地址都与主机 一致并固定,各从机数据端采用不同编码,主机通过判别接收的数据来确定是危险类别。每 个模块都配置一个低端单片机,当传感器感测到危险信号超过阈值后,通过接口电路给出 开关量信号,单片机收到信号后,触发无线发送模块工作。信息发送结束后,单片机自动关 闭该节点无线发送模块,延时五分钟后再检测是否有危险信号。主机单片机判断到无线接 收模块收到危险信号后,进行报警,并自动清除该信号,主从机间的这种配合可避免主机连 续报警。并可有效减少各从机同时发送报警信号带来接收端数据错误的情况。

[0079] (2)心率检测

[0080] 通过不断提取心脏跳动时两个相邻心电R波的时间间期,通过单片机换算成每分钟的心率,实现心率的瞬时采集和记录。心率传感器首先从心电电极获取微弱心电信号,经 过放大、滤波、R波提取、脉冲整形和调制,然后发送到半径为Im的范围内。具有很强的抗 振和抗干扰能力。使用时通过胸带固定在胸部外侧,实现人体运动时的测量。

[0081] (3)气敏传感器

[0082] 普通加热型气敏电阻加热功率大,且受油污干扰后灵敏度变化大。且当今居民使 用的燃气为天然气、煤气或混合气体,泄漏造成危险的成分为CH4和CO两种。为了提高本 系统检测精度,降低系统功率,本实用新型采用了 TP-2和TP-1. IA两种气体传感器,它们由 Sn02多晶体及适当添加混合剂烧结而成,具有微珠式结构,环境适应能力强,应用电路简单 等特点的。TP-1. IA为非加热型CH4气体传感器,TP-2为常温型一氧化碳传感器。

[0083] (4)温度传感器

[0084] 为了降低成本,采用普通热敏电阻接入直流电桥,电桥输出电压接入比较器,采用 双比较器,判断温度过高和过低。该模块可置于电热毯等易发生火灾的场合,也可置于室温 下监测温度变化。

[0085] (5)烟雾传感器

[0086] 通过红外光电对来判断烟雾浓度,当有烟雾时,由于烟雾粒子的反射,红外接收探 头接收的光量变少,引起接收电路电压的变化。

[0087] (6)红外热释电传感器

[0088] 本实用新型采用的红外热释电传感器模块是以BISS0001芯片为核心的。 BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器 等构成的数模混合专用集成电路。BISS0001工作于可重复触发与不可重复触发状态均可, BISS0001输出的脉冲可直接用于单片机处理。

[0089] 当老人出门时,可暂时关闭主机或在报警后按下复位按钮。

[0090] 基于红外热释电传感器的门禁模块置于门、窗的房屋入口处,当连续三天主机未 收到门禁系统报警信号时,则可判断连续三天老人未出家门,也没有子女来看望老人,此时 主机自动发送“常回家看看”的短信给子女。

Claims (2)

1 一种老人监测与报警系统,其特征是:包括主机,主机与多个从机以无线通讯方式 连接;所述主机包括单片机,单片机与电源管理模块、语音模块、液晶显示模块、GSM模块、 GPS模块、无线接收模块、三轴加速度传感器及报警装置连接;所述从机有五个,第一个从 机有气敏传感器,气敏传感器与第一单片机连接,第一单片机与和主机通讯的第一无线发 射模块连接;第二个从机有温度传感器,温度传感器与第二单片机连接,第二单片机与和主 机通讯的第二无线发射模块连接;第三个从机有红外烟雾传感器,红外烟雾传感器与第三 单片机连接,第三单片机与和主机通讯的第三无线发射模块连接;第四个从机有心率传感 器,心率传感器与第四单片机连接,第四单片机与和主机通讯的第四无线发射模块连接;第 五个从机有红外热释电传感器,红外热释电传感器与第五单片机连接,第五单片机与和主 机通讯的第五无线发射模块连接。
2.根据权利要求1所述的老人监测与报警系统,其特征是:主机单片机与键盘连接。
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