CN202838609U

CN202838609U - 一种老人摔倒检测与自动远程报警系统

Info

Publication number: CN202838609U
Application number: CN 201220526872
Authority: CN
Inventors: 邢关生; 刘华旺; 韩新勇; 王影; 田双娜
Original assignee: Hebei University of Technology
Current assignee: Hebei University of Technology
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-10-16

Abstract

本实用新型为一种老人摔倒检测与自动远程报警系统，包括老人摔倒检测子系统与远程报警子系统两个部分；其中，所述的老人摔倒检测子系统包括老人摔倒测定器、手动报警按键、控制器、声音报警器件、无线传输模块；所述的远程报警子系统为Android智能手机；其中，控制器分别与老人摔倒测定器、手动报警按键、声音报警器件和无线传输模块相连；无线传输模块通过无线信号与Android智能手机相连。本实用新型体积小，便于携带，耗电量低，能够长时间的实时监测老人是否出现意外状况并采取相应措施保证老人出现意外时得到及时救治，极大程度上使老人的安全得到了保障。

Description

一种老人摔倒检测与自动远程报警系统

技术领域：

本实用新型涉及一种老人摔倒状态测量与自动远程报警系统，属于老人健康护理领域。特别是老人在突然摔倒或者身体出现意外时，能够自动将老人的位置和状态信息向远程用户报警。该装置既适用于经常外出的老人，也适用于独居的“空巢老人”，还可以在一定程度上解决老年痴呆患者走失的问题。

背景技术：

伴随着人口老龄化趋势的加剧，老年人的护理成为社会各界关注的问题。加之现代年轻劳动人口的流动，老人与子女分开居住，削弱了家庭养老的功能，出现了“空巢老人”现象，这一现象使老龄化问题“雪上加霜”。据统计，在我国1.67亿60岁以上的老人中，“空巢老人”占了一半，“空巢老人”作为我国在此次老龄化浪潮中最突出的表现和最严峻的挑战之一，已经引起了政府和社会各界的高度重视。

更值得引起我们关注的是很多老人因为摔倒得不到及时救助导致的卧床又是老年人发生各类严重并发症致死致残的常见原因；许多老年痴呆患者的走失也造成了无数的家庭悲剧。基于上述背景，目前已有很多能够监测到老人摔倒自动报警的装置，但能够得到推广的很少，主要是在成本和技术上还存在一些问题。例如申请号为CN200920031972.1的中国专利，介绍的是人跌倒检测报警装置，该装置虽然能够使人摔倒时得到及时救治，但是该系统需要内部集成一个无线定位模块，这样就大大提高了整个装置的成本，不能满足广大老年人对价格的特殊需求。因此，该装置在成本上还不能满足大多数人群的要求。申请号为CN201120067733.9的中国专利，设计了一种带有跌倒报警装置的老人手机，将跌倒报警装置与手机功能集中式的整合在一处，由于两者无法在物理上分离而使得产品的实用性较差，而且报警信息中没有包含老人跌倒的位置信息。申请号为CN200720125141.1的中国专利，介绍的是人跌倒自动报警器，该作品虽然能在老人摔倒时自动报警，但实现短信报警的通信模块与跌倒检测装置集成在一起提高了成本，而且缺少定位信息，因此技术上还有些考虑不太周全。因此，设计一款能够实时监测老人是否摔倒或者出现危险以及监护人发送一个查询短信就能及时报告老人所在位置的低成本系统是非常有必要的。

本实用新型发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题：针对老人突然摔倒、发生意外事故、走失等问题而提出的一种老人摔倒检测与远程自动报警系统。该装置可以实现通过检测老人竖直方向的加速度值和按键的状态以及有无查询短信来综合判断老人是否出现危险，并在出现危险时迅速自动的向远程用户报告老人所在的具体位置。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是：

一种老人摔倒检测与自动远程报警系统，包括老人摔倒检测子系统与远程报警子系统两个部分；其中，所述的老人摔倒检测子系统包括老人摔倒测定器、手动报警按键、控制器、声音报警器件、无线传输模块；所述的远程报警子系统为Android智能手机；其中，控制器分别与老人摔倒测定器、手动报警按键、声音报警器件和无线传输模块相连；无线传输模块通过无线信号与Android智能手机相连。

所述的老人摔倒测定器主要采用加速度传感器芯片，控制器为51类嵌入式微控制器，手动报警按键包括报警键和解除报警键，声音报警器件为蜂鸣器，无线传输模块为蓝牙通信模块；

Android智能手机为具有蓝牙通信、GPS定位和远程短信报警功能的智能手机。

本实用新型的有益效果为：老人摔倒检测子系统中的控制器通过加速度传感器实时采集老人竖直方向的加速度值，将其与预先设定的范围进行比较，从而判断出老人是否摔倒。若判定老人摔倒，控制器令声音报警器件发出连续的、渐进的警报声，同时通过蓝牙模块向Android手机发送信号，在Android手机上开发的应用软件采集当前的GPS定位信息，融合报警信息后进而向预先设定的手机号码（远程用户）发送求救短信；若控制器检测到报警键按下时也会执行上述操作自动报警发送求救短信；若控制器检测到解除警报键按下时会取消蓝牙信号的发送，同时求救短信也会中止；若手机软件检测到有查询短信时，手机会自动向查询号码发送老人所在位置。

本实用新型体积小，便于携带，耗电量低，能够长时间的实时监测老人是否出现意外状况并采取相应措施保证老人出现意外时得到及时救治，极大程度上使老人的安全得到了保障。

以下结合具体实施方案和附图，对本实用新型作进一步说明。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型的摔倒检测子系统软件框图

图3为本实用新型的远程报警子系统软件框图

具体实施方式：

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是：设计一种老人摔倒检测与自动远程报警系统，如图1所示，该系统包括老人摔倒检测子系统6和远程报警子系统7这两个部分，其中老人摔倒检测子系统6包括老人摔倒测定器1、手动报警按键2、控制器3、声音报警器件4、无线传输模块5，远程报警子系统7为Android智能手机，内部集成有蓝牙无线通信、GPS定位和短信收发功能。

老人摔倒测定器1选用三轴加速度传感器芯片，与作为控制器3的嵌入式微控制器芯片I2C通信端口相连；手动报警按键2包括报警键与接触报警键，与控制器3的I/O端口相连；声音报警器件4为蜂鸣器，与控制器3的输出端口相连；无线传输模块5选用蓝牙通信模块，与控制器3的UART端口相连。无线传输模块5作为老人摔倒检测子系统6与远程报警子系统7之间通信的接口，通过无线蓝牙信号与Android智能手机进行数据传输，Android智能手机需要具备蓝牙通信能力。远程报警子系统7的GPS定位与短信收发功能是Android智能手机内部已具备的功能，被所设计的Android手机软件调用。另外，老人摔倒检测子系统6依靠纽扣电池供电。

所述的老人摔倒测定器1选用三轴加速度传感器芯片:型号：MMA8452Q，生产商：飞思卡尔半导体(中国)有限公司。

所述的控制器3为嵌入式微控制器芯片，型号：AT89S52，生产商：ATMEL半导体有限公司。

所述的声音报警器件4为蜂鸣器，型号：FT-20.2T-3.6A1-1，生产商：深圳科点电子科技有限公司。

所述的无线传输模块5选用蓝牙通信模块，型号：HC-05，生产商：广州汇承信息科技有限公司。

所述的远程报警子系统7为Android智能手机，型号：K860，生产商：中国联想集团有限公司。

老人摔倒检测子系统6的核心是作为控制器3的嵌入式微控制器，控制器3的主要功能是判定老人身体的摔倒状态，其主要依靠对从老人摔倒测定器1的加速度传感器和手动报警按键2采集到的数据进行综合分析处理。加速度传感器主要用于实时检测老人在竖直方向上的加速度g值，并将数据传送给控制器3，控制器3将采集到的加速度值与设定的安全范围进行对比，作为老人是否摔倒的判定条件之一；手动报警按键2是用于老人身体突然出现不适但并未摔倒的情况下老人求助的一种方式，其中的报警键和解除报警键是否被按下可被控制器3检测到。为保证老人出现各种突发情况都能得到及时救治，老人摔倒检测子系统6的控制器3可处理以下四种情况。若检测到的加速度g处于安全范围内且所有按键均正常时，控制器不会有任何指令；若加速度g超出安全范围，控制器则会对声音报警器件4和无线传输模块5发出相应的报警指令；若手动报警按键2的报警键被按下，控制器3也会向声音报警器件4和无线传输模块5发出另一种指定的自动报警指令；若解除键被按下，控制器将停止所有报警指令。声音报警器件4为蜂鸣器，控制器3重复检测老人摔倒和发送报警指令时蜂鸣器会发出不同类型的、连续的和渐进的警报声，当控制器3收到无线传输模块5传来的、来自远程报警子系统7的确认信息说明短信已被成功接收后，声音报警器件4停止警报。无线传输模块5为蓝牙模块，当控制器3判定老人出现意外情况时，无线传输模块5将控制器3发出的指令转换为蓝牙通信数据，向作为远程报警子系统7的Android智能手机发送求救信号。Android智能手机通过手机集成的蓝牙通信功能接收求救信号，整合内部GPS定位功能模块提供的位置数据，借助手机短信发送功能，向指定远程用户发送求救短信。Android智能手机每3-5分钟利用自身的GPS定位功能查询当前位置信息，自动更新老人所在位置并保存，当接收到老人摔倒检测子系统6的求救信号或者远程用户发来查询短信时会自动调出最新数据。

本老人摔倒检测子系统与远程报警子系统紧密联系，构成闭环系统，能够实时监测老人是否出现意外状况并采取相应措施保证老人出现意外时得到及时救治，极大程度上使老人的安全得到了保障。

本实用新型的具体工作过程如图2和图3所示，其中图2描述本实用新型的老人摔倒检测子系统6的工作流程，图3描述远程报警子系统7的工作过程。分别描述是由于两个子系统在物理上是分离的，相互之间依靠蓝牙技术通信。其中，摔倒检测子系统的工作过程为：

（1）初始化设备；

（2）检测报警键是否按下，如果按下，进入（8），否则进入（3）；

（3）通过加速度传感器采集当前加速度G值；

（4）判断G值是否超出预设范围，若未超出，进入（2），超出范围进入（5）；

（5）发送短暂警报；

（6）采用轮询方式采集加速度、判断G值，确定是否处于摔倒状态，如果检测到使用者处于摔倒状态，进入（7），否则，进入（2）；

（7）判断解除键是否按下，若按下则进入（2），若未按下，则进入（8）；

（8）驱动蜂鸣器连续报警15S；

（9）判断求救信号的发出是否少于5次，若小于5，进入（10），若大于5，则进入（2）；

（10）驱动蓝牙模块，向手机发送求救命令，返回进入（8）。当老人随身的报警子系统收到摔倒检测子系统传递来的求救信息或者接收到远程用户发送的查询短信后，通过GPS系统获取老人当前位置数据，根据不同情况，将融合了位置数据的不同类型报警信息以短信的形式发送至预先设定的远程用户手机，具体工作过程如下：

（1）软件初始化，打开软件，进入（2）；

（2）检测蓝牙是否可用，如果可用，则进入（3）；如果不可用，则打开蓝牙，然后进入（2）。

（3）检验蓝牙是否匹配，如果已与摔到检测子系统的蓝牙匹配，则进入（4）；如果没有蓝牙匹配，则手动搜索，进行蓝牙匹配，然后进入（3）。

（4）检测网络是否可用，如果可用，则进入（5）；如果不可用，则打开网络，然后进入（4）。

（5）检测GPS是否可用，如果可用，则进入（6）；如果不可用，则打开GPS，然后进入（5）。

（6）检测GPS是否已定位，如果已定位，则进入（7）；如果没有定位，则延时1分钟，然后进入（6）。

（7）存储GPS定位的经纬度信息，并链接网络，检索经纬度信息所代表的真实地理位置信息，然后进入（8）。

（8）检测网络是否已解析GPS定位信息，如果已解析，则存储解析后的地理位置信息，然后进入（9）；如果没有解析，则延时1分钟，然后进入（8）。

（9）检测是否接受到蓝牙信号，如果接收到，则提取地理位置信息群发警报短信给若干预设手机号，然后进入（9）；如果没有接收到，则进入（10）。

（10）检测是否收到短信，如果收到，则进入（11）；如果没有收到，则进入（9）。

（11）检测发送短信的号码是否为预设人号码，如果是，则进入（12）；如果不是，则进入（9）。

（12）检测所接收到的短信是否为了查询老人位置，如果是，则提取GPS地理位置发送回复短信，然后进入（13）；如果不是，则进入（9）。

（13）检测GPS定位时间是否已超过3分钟，如果是，则进入（2）；如果不是，则进入（9）。

老人摔倒检测子系统6与远程报警子系统7紧密联系，老人摔倒检测子系统6的体积小，耗电量低，可随身安装在皮带上，远程报警子系统7则直接依托老人随身携带的智能手机，无需增加额外硬件配置。该系统能够长时间的实时监测老人是否出现意外状况并采取相应措施保证老人出现意外时得到及时救治，极大程度上使老人的安全得到了保障。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims

1.一种老人摔倒检测与自动远程报警系统，其特征为包括老人摔倒检测子系统与远程报警子系统两个部分；其中，所述的老人摔倒检测子系统包括老人摔倒测定器、手动报警按键、控制器、声音报警器件、无线传输模块；所述的远程报警子系统为Android智能手机；其中，控制器分别与老人摔倒测定器、手动报警按键、声音报警器件和无线传输模块相连；无线传输模块通过无线信号与Android智能手机相连。

2.如权利要求1老人摔倒检测与自动远程报警系统，其特征为所述的老人摔倒测定器采用加速度传感器芯片，控制器为51类嵌入式微控制器，手动报警按键包括报警键和解除报警键，声音报警器件为蜂鸣器，无线传输模块为蓝牙通信模块。

3.如权利要求1老人摔倒检测与自动远程报警系统，其特征为Android智能手机为具有蓝牙通信、GPS定位和远程短信报警功能的智能手机。