CN206236248U - 卫生间意外检测报警器及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卫生间意外检测报警器及系统，所述卫生间跌倒检测报警设备包括卫生间跌倒检测报警器、开关和照明灯具，卫生间跌倒检测报警器的电源输入端连接开关，卫生间跌倒检测报警器的电源输出端连接照明灯具；所述卫生间跌倒检测报警器包括中央处理器、环境感知传感器、状态指示模块、通讯接口，中央处理器分别连接环境感知传感器、状态指示模块和通讯接口；所述环境感知传感器包括存在传感器、测高传感器和照度传感器。本实用新型具有使用方便，发现及时，误报低，保护隐私等特点，支持为老人跌倒或晕厥后快速提供救助。

Description

卫生间意外检测报警器及系统

技术领域

本实用新型涉及老人看护救助系统技术领域，具体涉及卫生间跌倒或晕厥检测报警设备。

背景技术

根据统计，跌倒是我国意外伤害死亡的第四位原因，而在65岁以上的老年人中则为首位。大于65岁的老人中约每年可能发生的跌倒或晕厥的机率约为15~40%。跌倒或晕厥除了直接导致老年人死亡外，还导致大量残疾，影响老年人的身心健康。室内活动场所中卫生间是老人意外产生的高风险地，跌倒或晕厥时有发生，而家人或看护人员不能及时发现。而目前常规的报警设备如按键或报警面板，一般只能由老人按下才能被动报警，不能主动发现异常报警。视频监控可以主动发现意外，但涉及到隐私多不适用于卫生间环境。因此大量家庭中的卫生间需要一个检测到跌倒或晕厥发生及时发现的主动报警设备。

实用新型内容

本实用新型针对卫生间等跌倒或晕厥常有发生的场所提供专用的跌倒或晕厥检测报警设备，并且可以支持根据照度条件提供照明灯具的自动开关控制。

本实用新型提供一种卫生间跌倒检测报警器，包括中央处理器、环境感知传感器、状态指示模块、通讯接口，中央处理器分别连接环境感知传感器、状态指示模块和通讯接口。

而且，所述环境感知传感器包括存在传感器、测高传感器和照度传感器。

而且，所述存在传感器为红外热感应温差电堆阵列。

而且，所述测高传感器为超声波传感器阵列。

而且，所述照度传感器为光敏电阻。

而且，所述状态指示模块包括语音单元和继电器输出，继电器输出连接电源输出接口。

而且，设置有电源模块。

本发明还提供一种卫生间跌倒检测报警系统，包括开关和照明灯具，以及上述卫生间跌倒检测报警器。

而且，卫生间跌倒检测报警器的电源输入端连接开关，卫生间跌倒检测报警器的电源输出端连接照明灯具。

本实用新型可以用于解决卫生间等不方便携带，有隐私要求特定场所的老人意外发生及时发现的需求。本实用新型针对卫生间老人跌倒或晕厥的意外提供一个非接触式的自动检测主动报警设备，支持采集和分析人体运动姿态，用于判断老人是否发生跌倒或晕厥。相对于报警面板或视频看护，本实用新型具有使用方便，检测可靠，保护个人隐私等特点，具有较高的实用性，具有重要的市场价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例的卫生间意外检测报警设备构成图。

图2为本实用新型实施例的卫生间跌倒检测报警器系统组成结构图。

具体实施方式

下面通过实施例，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

本实用新型实施例所采用的卫生间意外检测报警系统由220VAC开关面板、卫生间跌倒检测报警器和照明灯具三部分构成，如图1：

卫生间跌倒检测报警器的电源输入端接在经过开关面板后220VAC电源，卫生间跌倒检测报警器的电源输出端接照明灯具。其中220VAC开关面板和照明灯具为普通家用类型，具体实施时根据实际情况设置，例如某些国家规定采用110V供电，或者利用室内已有设备即可。卫生间跌倒检测报警器从220VAC电源输入端中取得电源能量，同时将220VAC电源通过内部的状态指示模块继电器接口接在电源输出接口上。卫生间跌倒检测报警器检测到有老人准备进入卫生间时，可以支持根据检测所得环境照度值决定是否接通继电器输出220VAC开灯补充照明。当老人离开卫生间时，卫生间跌倒检测报警器才关灯（本领域技术人员可以设定延时例如10S后关灯）。这样就不需要老人在黑暗中摸索开灯和黑暗中行走了。

参见图2，实施例的卫生间跌倒检测报警器主要由五部分组成：环境感知传感器、中央处理器Cortex-M0、状态指示模块、通讯接口和电源模块，可以通过中央处理器Cortex-M0根据环境感知传感器采集结果进行本地处理，也可以将环境感知传感器采集结果转发到远程进行判断处理。环境感知传感器包括存在传感器、测高传感器和照度传感器三个模块。状态指示模块包括继电器输出和语音单元二部分。输出接口包括RS485接口和RF接口，分别是卫生间跌倒检测报警器有线和无线通讯接口。环境感知传感器中的存在传感器与中央处理器Cortex-M0通过TTL电平的RS232接口相联；测高传感器与中央处理器Cortex-M0通过GPIO口联接；照度传感器与中央处理器Cortex-M0之间采用具有AD采集功能的IO口联接。状态指示模块中继电器输出接在中央处理器Cortex-M0的GPIO接口上， 语音单元通过I2C接口与中央处理器Cortex-M0联接。通讯接口中的RS485接口与中央处理器Cortex-M0之间通过TTL 电平的串口联接；RF通讯接口接在中央处理器Cortex-M0的PWM输出接口上。电源模块负责将220AC转换成卫生间意外检测报警设备需要的12DC电源，给卫生间意外检测报警设备中的各部件提供运行的电源能量，具体实施时，根据其他模块的具体芯片需要连接并供电，具体实现可参见相应芯片说明书，本实用新型不予赘述。具体实施时，本领域技术人员可选择其他具体芯片实现各模块，同样在本实用新型的保护范围内。

环境感知传感器中存在传感器采集的信息可以用来感知人体、判断人体的运动方向和位置。存在传感器采用的是红外热感应温差电堆阵列，具体实施时本技术领域人员可根据具体卫生间情况设置。实施例采用的红外热感应温差电堆阵列内含一个8 x 8网格式布局热电堆元件，安装在卫生间上方，将环境感知传感器正下方的平面上，即垂直投影面上分割成64个格点区域；实施例在热电堆上安装0.3mm厚度的60°角度的硅基镜头，用于将垂直投影面大角度范围的反射红外光集焦到热电堆元件阵列上。存在传感器红外热感应温差电堆阵列能够在不接触被测物体的前提下探测物体表面的绝对温度，将人体温度与背景温度分开用不同的值表示，以非接触的测量方式详细测量温度分布并感测人体和物体。使用卫生间跌倒检测报警设备时，结合本领域技术人员预先设置的现有图像识别算法，可判别出人体的运动方向、存在和人数。

考虑到卫生间通常的大小，实施例中卫生间跌倒检测报警器安装在卫生间的天花板中，高度约为2.2m±0.1m，即存在传感器红外热感应温差电堆阵列装的高度约2.2m±0.1m，在这个高度上存在传感器可以检测到垂直下方约3×3平方米的面积里的人体存在，这即是存在传感器的有效检测面积。存在传感器红外热感应温差电堆阵列将人体存在有效检测面积分成8×8的64个区域网格（简称区格）。当人体进入这个有效检测面格时，红外热感应温差电堆阵列根据人体体表温度和环境温度之间的差值测量温度分布并支持识别出人体与背景不同的图像。因为存在传感器红外热感应温差电堆阵列的有效检测面积与人体垂直，进入有效检测面积人体移动时会在有效检测面积上显示连续的格点变化，人体站立和躺倒时在存在传感器红外热感应温差电堆阵列64个区域网格上的检测上占的面积不一样。

环境感知传感器中测高传感器用于检测进入3×3平方米有效检测面积中的人体高度变化。在本实用新型实施例中采用发射角度为140度的4组一体化超声波探头，分布在卫生间跌倒检测报警器前后左右4个方向，垂直于有效检测面积。当老人进入有效检测面积后，测高传感器按组启动超声波探头，以探测对应区域中人体的高度变化，当一组探头检测到人的高度就可以，既可得到人的高度，也可以检测到人体在下方大致的位置。人的高度指的是空间中人的头部顶点距地面的高度。在老人的实际活动过程中，人体的高度以及人在空间中的姿态都是随运动状态的变化而变化的，比如人在跌倒后的高度约为站立时的高度的30%，因此实时地确定人在空间中的高度变化可用于实时地判别人体的姿态站立，坐立或跌倒。

环境感知传感器中照度传感度环境光线采样使用的是低成本的光敏电阻来实现的，中央处理器Cortex-M0的AD采样模块对光敏电阻的值采用施密特算法处理输出布尔值，施密特算法为现有技术。当老人进入卫生间时照度传感器检测环境光的强度以确定是否需要开灯照明。若需要开灯照明则由中央处理器Cortex-M0控制继电器输出给出导通开灯。

状态指示模块有二部分：继电器输出和语音单元。继电器输出由中央处理器Cortex-M0根据照度传感器检测环境光的强度来切换是否开关灯。如傍晚或夜晚光线较弱时则接通继电器开灯照明，进一步地，可在老人进入卫生间时才开灯以节约能源；如是白天照度条件良好时则不接通继电器灯不开。语音单元在报警发生前提示老人将要发出一个报警，在报警发生后持续发声，可提示老人报警已发出，同时提醒家人或看护人员有报警产生。例如当卫生间跌倒报警设备检测到跌倒或晕厥时，中央处理器Cortex-M0会启动语音单元发出“du””du”声，提示系统将会通过通讯接口发出报警，同时也提醒家人卫生间出现了异常情况——跌倒或长时间没有活动可能晕厥。

通讯接口二部分：有线接口RS485和无线接口RF。有线RS485接口可用于与第三方家居产品联接，与第三家居产品数据共享。当一个报警产生时，通讯接口将报警信息上传给相关的看护人员以及时发现意外发生。

本实用新型实施例采用以上模块，可以解决卫生间等不方便携带，有隐私要求特定场所的老人意外发生及时发现的需求。使用本实用新型所提供设备时，本领域技术人员可以设定根据卫生间跌倒检测报警器采集的结果进行识别判断的方式。

例如，卫生间跌倒检测报警器判定人体通过以下1~4条件判断人体是否发生了跌倒，通过条件5确认人体是不否发生了晕厥。

1.存在传感器红外热感应温差电堆阵列检测面积区格面积有变化过程。

2.存在传感器红外热感应温差电堆阵列检测面积变化后的格点面积与原面积格点是连续的。

3.存在传感器红外热感应温差电堆阵列检测面积变化有静止时间达到5S。

4.超声探头检测到人体的高度H变化大于70%且达到5S。

5.人体在卫生间大于30分钟没有活动。

具体使用时可以设置二级灵敏度，对于跌倒检测高灵敏度设置时只需要满足前三个条件或第4个条件即认为跌倒，低灵敏度需要满足第1~4个条件。晕厥检测不受灵敏度设置影响，只需要满足第5个条件，检测到人体连续大于30分钟没有活动即产生报警。

本实用新型针对卫生间老人跌倒或晕厥的意外提供一个非接触式的检测报警设备。支持采集和分析人体运动姿态，判断老人是否发生跌倒或晕厥。本实用新型要求保护电路硬件设计，不涉及软件方面的改进。相对于报警面板或视频看护，本实用新型具有使用方便，检测可靠，保护个人隐私等特点，具有较高的实用性。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的。因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种卫生间跌倒检测报警器，其特征在于：包括中央处理器、环境感知传感器、状态指示模块、通讯接口，中央处理器分别连接环境感知传感器、状态指示模块和通讯接口。

2.根据权利要求1所述卫生间跌倒检测报警器，其特征在于：所述环境感知传感器包括存在传感器、测高传感器和照度传感器。

3.根据权利要求2所述卫生间跌倒检测报警器，其特征在于：所述存在传感器为红外热感应温差电堆阵列。

4.根据权利要求2所述卫生间跌倒检测报警器，其特征在于：所述测高传感器为超声波传感器阵列。

5.根据权利要求2所述卫生间跌倒检测报警器，其特征在于：所述照度传感器为光敏电阻。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述卫生间跌倒检测报警器，其特征在于：所述状态指示模块包括语音单元和继电器输出，继电器输出连接电源输出接口。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述卫生间跌倒检测报警器，其特征在于：设置有电源模块。

8.一种卫生间跌倒检测报警系统，包括开关和照明灯具，其特征在于：包括如权利要求1至7所述卫生间跌倒检测报警器。

9.根据权利要求8所述卫生间跌倒检测报警系统，其特征在于：卫生间跌倒检测报警器的电源输入端连接开关，卫生间跌倒检测报警器的电源输出端连接照明灯具。