CN213424168U - 一种摔倒报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种摔倒报警系统，包括：柔性地板单元、缓冲层、数据采集设备、服务器和上位机，多个所述柔性地板单元构成摔倒报警地板模组，所述缓冲层设置于所述柔性地板上，所述数据采集设备与每个所述柔性地板单元相连接，所述数据采集设备与所述服务器通讯连接，所述服务器与所述上位机相通讯连接。本实用新型提供的系统，通过实时监测地板上各个柔性压力传感膜的被触发状态，进而判断出人是否摔倒。这避免了传送的视频监控方式有监控死角的问题，而且通过缓冲层大大降低了老人摔伤的概率。

Description

一种摔倒报警系统

技术领域

本实用新型涉及安全防护类设备领域，尤其涉及一种摔倒报警系统。

背景技术

当今社会，经济飞速发展，而伴随着经济腾飞，老龄化问题愈演愈烈。其中，独居老人若在家摔倒则会诱发中风、脑溢血等严重疾病。而为了降低老人因摔倒造成严重疾病、甚至死亡的概率，则需要做到两点：一是摔倒后的及时报警救治；二是降低摔倒给老人带来的伤害。现有技术有以下几种方案：

1、基于视频分析方案：此类方式存在识别率低的缺点，同时，由于涉及到个人生活隐私，很多人不愿意安装，很多地方不适合安装。视频监控来实现摔倒报警方法需要较多的硬件资源，对硬件处理速度的要求较高，并且针对不同的用户建立神经网络，过程复杂，可复制性差；现有的报警装置在老人摔倒时，摄像头无法将当时的情景快速传递出去，观测人员无法及时接收到当时的信号，从而导致悲剧的发生，而在室内安装摄像头时，摄像头的拍摄范围容易出现死角，无法及时检测老人在家的活动情况。

2、手环报警方案：另一种是通过三轴加速度向量取模，并设定阈值判断摔倒的方法，此类方法简单易操作，实时性强，但是判断过于简单，误判率高。老人通过佩戴手环或对应的摔倒报警传感器，实现摔倒判断，此类判断依赖佩戴的传感器，是一种被动式报警。但是对于可穿戴类的报警装置，需要时刻带着设备，对于居家使用，特别是老人来说经常出现忘带、忘充电等情况。

3、被动报警方案：目前市场上存在一些求救装置，但这些求救装置一般都是由老人或重症患者随身携带，一旦其自身存在一定的危险时，其需要触碰求救装置上的开关，方可将让外界获知其所处的状态。上述求救装置的核心缺点在于需要手动操作，一旦老人处于无意识状态或丧失了肢体活动能力，那么将根本无法发挥作用，如此此类产品仍存在较大的改进空间，然而，需要佩戴额外的设备这一限定，大大阻碍了现有方案的实现效果，并且设备佩戴较为繁琐，老年人或病人此前没有接触过此类装置的话不易操作，且设备佩戴位置有严格要求，普通人不易掌握，可能额外需专业人员上门安装。另外，老年人或病人大多行动不便，很可能发生由于身体状况没有来得及佩戴设备的情况，此时一旦危险发生，不能及时报警，后果将不堪设想，如果要保证这种情况下系统正常工作，人身体需要24小时佩戴设备，影响了老年人和病人的舒适程度。

4、无线报警方案：非动态的监控就是另一种思路。这种思路在其他领域比较常见，就是通过一些捕捉设备对一定空间内的人进行动态判断，从而将人的一些位置进行反馈上传。常见的方案有：UWB,Zigbee,毫米波监测但是这样的成本非常高，实现起来困难重重。

实用新型内容

本实用新型为解决现有的摔倒监测方案中经常出现的误报，缺乏隐私保护措施，实现了报警，但是又不能提供精准的摔倒位置，而耽误了最佳的救助时间，只提供报警而没有防护措施等养老方面现实性的问题，一方面本实用新型提供一种摔倒报警系统，包括：柔性地板单元、缓冲层、数据采集设备、服务器和上位机，多个所述柔性地板单元构成摔倒报警地板模组，所述缓冲层设置于所述柔性地板上，所述数据采集设备与每个所述柔性地板单元相连接，所述数据采集设备与所述服务器通讯连接，所述服务器与所述上位机相通讯连接。

进一步改进为，所述数据采集设备包括与每个所述柔性地板单元相连接的数据采集电路和第一通讯模块，所述服务器包括主机、第二通讯模块和长距离通讯模块，所述第一通讯模块与所述第二通讯模块相通讯连接，所述主机通过所述长距离通讯模块与所述上位机相通讯连接。

进一步改进为，所述柔性地板单元包括：上保护层、上电极层、隔离层、下电极层、下保护层和柔性压力传感膜，所述上保护层、上电极层、隔离层、下电极层、下保护层依次粘合在一起，所述上保护层、上电极层、隔离层、下电极层和下保护层均为绝缘材质；

所述上电极层和所述下电极层上设有位置对应的多个电极形成的电极阵列，所述隔离层上设有与所述电极位置对应的通孔，在所述上电极层、下电极层与每个所述通孔合围成的腔体内设有叠放的两个所述柔性压力传感膜。

进一步改进为，所述电极为柔性导电电极。

进一步改进为，所述上保护层、上电极层、隔离层、下电极层和下保护层的材质为PC、PP、PVC、PET、PI中的一种或多种。

进一步改进为，每个所述电极连接有导线。

进一步改进为，所述导线为压印在所述电极上的FPC。

进一步改进为，两个所述柔性压力传感膜的表面粗糙度不同。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的系统，通过实时监测地板上各个柔性压力传感膜的被触发状态，进而判断出人是否摔倒，进而发送警报。这避免了传送的视频监控方式有监控死角的问题，而且通过缓冲层大大降低了老人摔伤的概率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的一种摔倒报警系统结构示意图；

图2是本实用新型的柔性地板单元结构示意图；

图3是本实用新型的应用例中柔性地板单元结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述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，因此不能理解为对实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供了一种摔倒报警系统，包括：柔性地板单元100、缓冲层200、数据采集设备300、服务器400和上位机500，多个所述柔性地板单元100构成摔倒报警地板模组，所述缓冲层200设置于所述柔性地板上，具体可通过粘合的方式，所述数据采集设备300与每个所述柔性地板单元100相连接，用于采集柔性地板单元100上各个压力传感器的工作状态，所述数据采集设备300与所述服务器400通讯连接，本实施例中，数据采集设备300通过短距离通讯模块与所述服务器400上的短距离通讯模块相通讯连接，从而实现了两者的无线连接方式，避免现场线路杂乱，所述服务器400与所述上位机500相通讯连接，上位机500可以是计算机或移动便携设备，上位机500通过网络与服务器400相通讯连接，用于收到服务器发来的人员状态信息及报警信息。

进一步改进为，所述数据采集设备300包括与每个所述柔性地板单元相连接的数据采集电路和第一通讯模块，所述服务器400包括主机、第二通讯模块和长距离通讯模块，所述第一通讯模块与所述第二通讯模块相通讯连接，所述主机500通过所述长距离通讯模块与所述上位机相通讯连接。具体地，第一通讯模块可选用ZigBee通讯模块，长距离通讯模块可采用以太网络或移动网络通讯模块。

在一具体应用例中，将四个柔性地板单元100围绕数据采集设备300，组成一平米的摔倒报警地板模组，这一平米的摔倒报警地板模组与数据采集设备300通过4pin排线连接，一平米的摔倒报警地板模组上包含有64个传感器的传感器阵列。阵列中传感器之间的电学信号交互与输出全部在数据采集设备300的电路板内部完成，实现了传感阵列的高度集成化。在对摔倒报警地板模组供电方面，模组与模组之间通过12pin排线，在每块模组的数据采集设备300电路板上，实现模组之间的并联。

在数据采集设备300上贴附一层PVC地板，通过增加地板整体的柔性性，来增加整个地板的柔软系数，从而实现降低老人因摔倒而发生的意外伤害的概率。

如图2所示，进一步改进为，柔性地板单元100，包括：上保护层1、上电极层2、隔离层3、下电极层4、下保护层5和柔性压力传感膜6，所述上保护层1、上电极层2、隔离层3、下电极层4、下保护层5依次粘合在一起，所述上保护层1、上电极层2、隔离层3、下电极层4、下保护层5均为绝缘材质；

所述上电极层2和所述下电极层4上设有位置对应的多个电极7形成的电极阵列，所述隔离层3上设有与所述电极7位置对应的通孔31，在所述上电极层2、下电极层4与每个所述通孔31合围成的腔体内设有叠放的两个所述柔性压力传感膜6(图2中的两个柔性压力传感器只为一个通孔中放置的两个柔性压力传感器，其它通孔中同样具有上下叠放的两个柔性压力传感器，本图中省略未示出)。

进一步改进为，所述电极7为柔性导电电极，包括银电极、碳电极等。

进一步改进为，所述上保护层1、上电极层2、隔离层3、下电极层4和下保护层5的材质为PC、PP、PVC、PET、PI中的一种或多种。

进一步改进为，每个所述电极7连接有导线8。

进一步改进为，所述导线8为压印在所述电极上的FPC。

进一步改进为，两个所述柔性压力传感膜6的表面粗糙度不同。

本实用新型提供了一种柔性压力传感膜制备方法，包括如下步骤：

将按照重量份数计的1份导电材料、1～3份长烷基链小分子材料和100～1000份高分子弹性材料，常温下将三种材料搅拌共混成浆料；

将浆料涂布在具有不同粗糙度的基底材料(如砂纸、无纺布、丝绸等)表面上，在温度为70-100℃的环境中固化10-30分钟；

将固化好的柔性压力传感膜从基底材料上揭下，并通过激光、模切机等工具切割成所需要的形状，例如圆形等。

进一步改进为，所述导电材料包括碳黑、聚乙撑二氧噻吩、聚苯乙炔、聚苯胺、聚吡咯、碳纳米管、石墨烯、导电复合高分子材料中的任一种；

所述长烷基链小分子材料包括十八烷基三氯硅烷、十二硫醇、1-癸硫醇、十二烷基苯磺酸钠、十八烷基二羟乙基氧化胺中任一种；

所述高分子弹性材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚氨酯、聚酰亚胺、有机硅胶中的任一种。

进一步地，上述的导电符合高分子材料是由导电层、粘附层和修饰层够成，所述修饰层通过所述粘附层附着于所述导电层上，所述修饰层为长链小分子层。具体地，本长链小分子层通过气相挥发的方法均匀地垂直生长在粘附层表面。这些的小分子材料均匀地垂直生长在导电层表面。导电层可以为碳纳米管薄膜,聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜,石墨烯薄膜,聚苯胺薄膜中的任一种。粘附层可为导电银胶或导电硅胶等。

再一方面，本实用新型还提供了一种摔倒报警柔性地板的制作方法：包括如下步骤：

制备柔性压力传感膜；

在下电极层上印刷由多个电极构成的电极阵列，其中电极形状可以根据实际需要进行设置，如：方形、菱形等，本实施例中为圆形；

在隔离层上开设与所述电极位置对应的通孔阵列；

将隔离层与下电极层的电极一侧粘合在一起；

将两个柔性压力传感膜置于通孔中；

在上电极层上印刷有多个电极构成的电极阵列，且与所述下电极层上的电极阵列位置对应；

将上电极层的电极一侧与隔离层粘合在一起；

在上电极层外侧和下电极层外侧分别黏贴上保护层和下保护层；

在电极上压印上FPC。

如图3所示，下面为一种具体应用例：

选择尺寸为：0.5米*0.5米*0.188毫米、厚度范围：0.05～0.5mm的PET材质膜作为下电极层(不同厚度的PET，将会导致地板的缓冲性能有所差异，厚一点的PET能够提升防止摔伤的概率)。

通过丝网印刷的方法，在下电极层上印刷4×4阵列形式排布的16个的圆形银电极(圆形直径为：10～50mm)：方块电阻值范围：0.01～1Ω/sqare。

取另一片PET作为隔离层(厚度：0.01～0.30mm)，其上刻蚀出4×4阵列形式排布的16个的圆形银电极孔。

用丝网印刷方法在下电极层的圆形电极周边印刷不干胶；贴上隔离层，然后在隔离层上方用丝网印刷的方法再印刷上一层不干胶，在电极的位置放上两两不同粗糙度(80，120，240,320，400，600,800,1000,1200,1500,1800,2000,2500,3000)的柔性压力传感膜。

再取一张PET膜作为上电极层，其上印刷4×4阵列形式排布的16个的圆形银电极圆形直径为：10～50mm)：方块电阻值范围：0.01～1Ω/sqare。

将上电极层的电极一侧盖在涂有不干胶的隔离层表面，加热到30～100度，固化不干胶，得到器件A。

在器件A的两面印刷上不干胶，粘贴两层PET作为保护层，完成初步产品B。

通过压排机在B的银电极上压印上4pin的间隙为0.25mm的FPC，实现器件电流的导出，完成最终产品摔倒报警柔性地板。

本实用新型提供的柔性压力传感膜制备方法、摔倒报警柔性地板及制作方法，基于柔性压力传感膜，制成了一种摔倒报警的柔性地板，不仅能够用于检测人是否摔倒，而且由于其柔软且具有弹性，人摔倒后，大大减低了因摔倒而受到的伤害。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种摔倒报警系统，其特征在于，包括：柔性地板单元、缓冲层、数据采集设备、服务器和上位机，多个所述柔性地板单元构成摔倒报警地板模组，所述缓冲层设置于所述柔性地板上，所述数据采集设备与每个所述柔性地板单元相连接，所述数据采集设备与所述服务器通讯连接，所述服务器与所述上位机相通讯连接。

2.根据权利要求1所述的摔倒报警系统，其特征在于，所述数据采集设备包括与每个所述柔性地板单元相连接的数据采集电路和第一通讯模块，所述服务器包括主机、第二通讯模块和长距离通讯模块，所述第一通讯模块与所述第二通讯模块相通讯连接，所述主机通过所述长距离通讯模块与所述上位机相通讯连接。

3.根据权利要求1所述的摔倒报警系统，其特征在于，所述柔性地板单元包括：上保护层、上电极层、隔离层、下电极层、下保护层和柔性压力传感膜，所述上保护层、上电极层、隔离层、下电极层、下保护层依次粘合在一起，所述上保护层、上电极层、隔离层、下电极层和下保护层均为绝缘材质；

所述上电极层和所述下电极层上设有位置对应的多个电极形成的电极阵列，所述隔离层上设有与所述电极位置对应的通孔，在所述上电极层、下电极层与每个所述通孔合围成的腔体内设有叠放的两个所述柔性压力传感膜。

4.根据权利要求3所述的摔倒报警系统，其特征在于，所述电极为柔性导电电极。

5.根据权利要求3所述的摔倒报警系统，其特征在于，所述上保护层、上电极层、隔离层、下电极层和下保护层的材质为PC、PP、PVC、PET、PI中的一种。

6.根据权利要求3所述的摔倒报警系统，其特征在于，每个所述电极连接有导线。

7.根据权利要求6所述的摔倒报警系统，其特征在于，所述导线为压印在所述电极上的FPC。

8.根据权利要求3所述的摔倒报警系统，其特征在于，两个所述柔性压力传感膜的表面粗糙度不同。

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