CN209846205U - 一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及人体姿态监测技术领域，公开了一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，包括加速度传感器、碰撞开关、判断电路、微处理器及报警模块，碰撞开关的输出端及加速度传感器的输出端分别与判断电路的输入端连接，判断电路的输出端与微处理器的输入端连接，报警模块与微处理器连接；判断电路用于当加速度传感器检测到的数据异常及碰撞开关触发时向微处理器发送中断信号，微处理器向报警模块发送指令控制报警模块进行报警；本实用新型通过仅同时满足加速度传感器监测数据异常及碰撞开关触发两个条件时触发报警，能有效的提高跌倒识别的准确率，同时，判断跌倒后通过短信进行报警，能有效避免老人跌倒后无法及时与外界联系的情况。

Description

一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝

技术领域

本实用新型涉及人体姿态监测技术领域，具体而言，涉及一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝。

背景技术

随着空巢老人数量的增加，空巢老人因跌倒造成的事故频发，特别是当空巢老人在私密空间内跌倒后，因空间环境的私密性，外人不便进入，造成当老人跌倒后，往往不能第一时间被发现。

目前，现有的跌倒监控是通过老人随身带的手环通过监控人体的血压变化和心跳变化来判断老人是否发生意外，是一种间接判断、事后判断方式；当判断出有危险时可能意外已经发生，不能够实现及时报警。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，通过加速度传感器及碰撞开关实现人体跌倒检测，并能在发生跌倒时及时进行报警。

本实用新型的实施例是这样实现的：

具体的，一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，包括加速度传感器、碰撞开关、判断电路、微处理器及报警模块，所述碰撞开关的输出端及所述加速度传感器的输出端分别与所述判断电路的输入端连接，判断电路的输出端与所述微处理器的输入端连接，所述报警模块与微处理器连接；

所述判断电路用于当所述加速度传感器检测到的姿态数据异常及所述碰撞开关触发时向所述微处理器发送中断信号，微处理器接收到该中断信号后向所述报警模块发送指令控制报警模块进行报警。

进一步的，所述报警模块为GSM短信模块。

进一步的，所述判断电路为与非门模块。

进一步的，所述护膝还包括还包括中间层、保护壳及透气网，所述保护壳包括两层，其内层为莱卡布，外层为橡胶；所述保护壳与透气网的一侧通过粘接剂固定连接，另一侧通过设置在保护壳上的第一魔术贴围合形成圆筒状护套；所述中间层通过设置在莱卡布上的第二魔术贴与所述莱卡布粘合；所述中间层为空腔结构。

进一步的，所述碰撞开关为多个，多个碰撞开关的输出端两两连接后与所述判断电路的输入端连接。

进一步的，多个所述碰撞开关设置在所述中间层的空腔内且与中间层固定连接，每个碰撞开关的接触头均朝向靠近所述莱卡布的一侧。

进一步的，所述碰撞开关设置在所述中间层与所述莱卡布重叠范围内。

进一步的，每个所述碰撞开关的接触头通过柔性金属连接。

本实用新型的有益效果是：

通过加速度传感器及碰撞开关实现对人体的跌倒识别，当用户触发加速度传感器但未触发碰撞开关时，微处理器判断用户未跌倒，不触发报警；当用户触发碰撞开关但未触发加速度传感器时，微处理器判断用户未跌倒，不触发报警，当用户既未触发加速度传感器又未触发碰撞开关时，微处理器判断用户未跌倒，不触发报警；仅当同时满足加速度传感器监测数据异常及碰撞开关触发两个条件时，微处理器判断用户跌倒，触发报警，能有效的提高跌倒识别的准确率，降低了误判率，同时，判断跌倒后，能及时通过短信进行报警，能有效的避免老人跌倒后无法及时与外界联系的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型优选实施例提供的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例提供的电路结构示意图；

图3为本实用新型优选实施例提供的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝剖视图；

图4为本实用新型优选实施例提供的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝示意图。

图标：110-橡胶层，120-莱卡布，200-透气网，310-面层，320-固定层，410-第一魔术贴，420-第二魔术贴，500-碰撞开关。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，包括加速度传感器U2、碰撞开关500、判断电路、微处理器U1及报警模块，碰撞开关500的输出端及加速度传感器U2的输出端分别与判断电路的输入端连接，判断电路的输出端与微处理器U1的输入端连接，报警模块与微处理器U1连接。判断电路用于当加速度传感器U2检测到的数据异常及碰撞开关500触发时向微处理器U1发送中断信号，微处理器U1接收到该中断信号后向报警模块发送指令控制报警模块进行报警。其中，报警模块为GSM短信模块U3，判断电路为与非门电路，具体的，加速度传感器U2采用MPU6050，微处理器U1为89C51单片机，GSM短信模块U3为TC35i，与非门模块U4可采用IT公司的CD74HCT00四路两输入与非门模块。

MPU6050的SCL端与89C51单片机的P1.0端连接，MPU6050的SDA端与89C51的P1.1端连接，实现加速度传感器U2与单片机的数据交互，MPU6050的INT端与CD74HCT00的1A端连接，MPU6050的AD0端与89C51的P1.3端连接。本实施例中，碰撞开关500为多个，每个碰撞开关500的输出信号线两两连接后与CD74HCT00的1B端连接，多个碰撞开关500共地且每个碰撞开关500共用一条电源线。CD74HCT00的1Y端与89C51的P1.2端连接，89C51的P3.0端作为发送端与TC35i的RXD0端连接，89C51的P3.1端作为接收端与TC35i的TXD0端连接，实现单片机与GSM短信模块U3通信连接。

本实施例的护膝还包括电源模块，本实施例中，电源模块采用5V锂电池，通过锂电池为主控单片机提供5V的工作电压，由于MPU6050及TC35i工作电压为3.3V，可通过稳压芯片将5V转换为3.3V为加速度传感器U2、GSM短信模块U3及碰撞开关500供电，此处的电压转换是本领域技术人员容易实现的，为常规技术手段，此处不再赘述。

本实施例的护膝还包括中间层、保护壳及透气网200，透气网200采用网状布，保护壳包括两层，其内层为莱卡布120，外层为橡胶层110，橡胶层110上设置有若干透气通孔，保护壳与透气网200的一侧通过粘接剂固定连接，另一侧通过第一魔术贴410围合形成圆筒状护套，中间层通过第二魔术贴420粘合在莱卡布120上。中间层为由面层310及固定层320组成的空腔结构，面层310通过第二魔术贴420与莱卡布120粘合，多个碰撞开关500均匀固定设置在该空腔内的固定层320上，且每个碰撞开关500的接触头均朝向靠近面层310的一侧，每个碰撞开关500的接触头通过柔性金属连接，多个碰撞开关均设置在固定层320与莱卡布120的重叠部分范围内，且当保护壳与透气网200围合后，设置在固定层320两端的两个碰撞开关500之间保持60～80度的夹角，保证了当用户佩戴好护膝后，进行正常的下蹲动作时，在速度过快的情况下不会因触发碰撞开关500而造成误判。

本实施例中，固定层320可以为TPU材质，面层310为棉布，固定层320上设置有若干透气通孔，加速度传感器U2、GSM短信模块U3及单片机均可集成设置在固定层320上，加速度传感器U2、GSM短信模块U3及单片机的设置方式为常规设置方式，此处附图中未示出。使用时，用户可将本实施例的护膝佩戴在膝盖处，并可通过佩戴位置自行调整保护壳的方位并能通过魔术贴调整佩戴的松紧程度，使得保护壳朝向容易受到碰撞的方向，即保护壳覆盖住用户膝盖，透气网200处于用户膝盖窝处，保护壳、中间层及透气网200均具备良好的通风能力，使得使用者长期佩戴也不会存在不适感，同时，保护壳能在用户跌倒后对用户进行保护。

工作原理是：

用户佩戴好本护膝后，加速度传感器U2实时采集用户姿态数据并在用户加速度变化超过阈值时通过INT引脚向与非门模块U4的1A端发送高电平信号，由于正常状况下碰撞开关500断开，与非门模块U4的1B端为低电平，则无论加速度传感器U2发送高电平信号还是低电平信号，与非门模块U4均输出高电平信号，即用户姿态异常，但碰撞开关500未触发时，单片机认为用户并未跌倒，具体包括以下三种情况：当用户失去平衡发生身体倾斜但因用户抓住或撑住了某些物体而没有跌倒时，加速度传感器U2检测到用户加速度值变化，但未触发碰撞开关500时，单片机判断用户未跌倒，不触发报警；当用户膝盖触碰到了其他物体导致触发碰撞开关500，但未触发加速度传感器U2时，单片机判断用户未跌倒，不触发报警；当用户既未触发碰撞开关500，又未触发加速度传感器U2时，单片机判断用户未跌倒，不触发报警。若用户发生跌倒，首先，加速度传感器U2感知到加速度变化，其INT引脚发送高电平信号，同时，由于用户的跌倒触发了碰撞开关500，碰撞开关500闭合，向与非门模块U4的1B端发送高电平信号，此时，与非门模块U4输出低电平信号至单片机，即，当用户姿态异常且触发碰撞开关500时，单片机判断用户发生跌倒，单片机接收到该中断信号后，向GSM短信模块U3发送指令，控制GSM短信模块U3向预存电话号码的移动终端发送预设的报警短信，保证了第一时间通知用户家属或监护人，有利于避免进一步发送意外。

综上所述，本实用新型结构简单、实用、成本低，通过加速度传感器U2及碰撞开关500同时触发来判断用户是否跌倒，有效避免了单一指标判断造成的误判，能有效、准确的判断用户跌倒并及时进行短信报警，有效避免了用户跌倒后长时间无法与外界联系造成进一步事故的情况。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，其特征在于，包括加速度传感器、碰撞开关、判断电路、微处理器及报警模块，所述碰撞开关的输出端及所述加速度传感器的输出端分别与所述判断电路的输入端连接，判断电路的输出端与所述微处理器的输入端连接，所述报警模块与微处理器连接；

所述判断电路用于当所述加速度传感器检测到的数据异常及所述碰撞开关触发时向所述微处理器发送中断信号，微处理器接收到该中断信号后向所述报警模块发送指令控制报警模块进行报警。

2.根据权利要求1所述的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，其特征在于，所述报警模块为GSM短信模块。

3.根据权利要求1所述的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，其特征在于，所述判断电路为与非门模块。

4.根据权利要求1所述的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，其特征在于，所述护膝还包括中间层、保护壳及透气网，所述保护壳包括两层，其内层为莱卡布，外层为橡胶；所述保护壳与透气网的一侧通过粘接剂固定连接，另一侧通过设置在保护壳上的第一魔术贴围合形成圆筒状护套；所述中间层通过设置在莱卡布上的第二魔术贴与所述莱卡布粘合；所述中间层为空腔结构。

5.根据权利要求4所述的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，其特征在于，所述碰撞开关为多个，多个碰撞开关的输出端两两连接后与所述判断电路的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，其特征在于，多个所述碰撞开关设置在所述中间层的空腔内且与中间层固定连接，每个碰撞开关的接触头均朝向靠近所述莱卡布的一侧。

7.根据权利要求6所述的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，其特征在于，所述碰撞开关设置在所述中间层与所述莱卡布重叠范围内。

8.根据权利要求6所述的一种具有在私密空间跌倒报警功能的护膝，其特征在于，每个所述碰撞开关的接触头通过柔性金属连接。