一種智能腰帶及智能跌倒應急預警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能腰帶及智能跌倒應急預警系統(tǒng)，所述帶體內(nèi)安裝有用于供電的柔性材質(zhì)的電池模塊，所述控制模塊電連接有用于識別跌倒情況的加速度傳感器、角度傳感器和壓力傳感器，所述控制模塊還電連接有無線模塊。本發(fā)明攜帶方便，集成安裝在腰帶內(nèi)，無任何附帶感，符合人的穿戴習慣，結(jié)合移動通信裝置、柔性電池、WIFI通信模塊室內(nèi)定位及GPS室外定位模塊，加速度傳感器、角度傳感器檢測的信息融合，判斷人體是否跌倒，判斷的正確率極高；在發(fā)生跌落的瞬間可以進行緊急避險保護使用者，降低損傷幾率；當發(fā)生跌倒后，可以提供及時的救援和后續(xù)的無線預報，避免因跌倒而導致更嚴重的后果。
【專利說明】一種智能腰帶及智能跌倒應急預警系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及智能穿戴設備領域，具體涉及一種帶智能跌倒應急預警系統(tǒng)的智能腰帶。

【背景技術】
[0002]隨著通訊技術、電池技術、位置定位及微傳感器技術的不斷發(fā)展及信息社會的不斷進步，使得研制方便又可靠的SOS報警、跌倒報警及位置定位裝置成為可能，人們希望有一種出現(xiàn)包括跌倒在內(nèi)的各種意外損傷時能夠自動報警的定位裝置，以便對傷者及時救治O
[0003]如今，老齡化問題日趨嚴重，針對65歲以上老年人群或行走不便的智障人群，登山族等，設計一種穿戴方便、無任何附屬感的人體跌倒檢測和報警的定位裝置，非常有必要。
[0004]目前帶移動通信功能的裝置主要形態(tài)是各種手持或腕式裝置，市面上還沒有腰帶式的移動通信裝置，給移動通信裝置供電的主要是各種硬體電池，不能隨意彎曲；位置定位技術主要是GPS定位，在室內(nèi)通常沒有GPS信號；跌倒檢測常用的技術有:①針對音頻信號的分析，跌倒事件由分析沖擊導致振動的頻率來判斷，安裝復雜，容易誤判，通用性差。②針對視頻的圖像分析，通過攝像頭實時監(jiān)測對象的運動狀態(tài)，用戶隱私容易暴露。③基于穿戴式的檢測裝置，現(xiàn)有穿戴式跌倒監(jiān)測通過分析加速度或獲取某些裝置(如旋轉(zhuǎn)裝置)的狀態(tài)來獲知，對跌倒條件要求高、識別條件單一，功耗大，容易產(chǎn)生誤判。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種構(gòu)合理、方便使用、定位精準、誤判率低能夠?qū)崿F(xiàn)緊急避險實時無線報警事后輔助救助的智能腰帶及智能跌倒應急預警系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)該技術目的，本發(fā)明的方案是:一種智能腰帶，包括帶體、控制模塊，所述帶體內(nèi)安裝有用于供電的柔性材質(zhì)的電池模塊，所述控制模塊電連接有用于識別跌倒情況的加速度傳感器、角度傳感器和壓力傳感器，所述控制模塊還電連接有無線模塊。
[0007]作為優(yōu)選，所述控制模塊還電連接了救援模塊和避險模塊。
[0008]作為優(yōu)選，所述避險模塊包括無線氣囊或者無線手杖。
[0009]作為優(yōu)選，所述救援模塊包括報警器、指示燈和應急藥盒。
[0010]作為優(yōu)選，所述無線氣囊包括頭部氣囊或者背部氣囊。
[0011]作為優(yōu)選，所述無線模塊包括GPS模塊、藍牙芯片、WIFI芯片、帶SM卡的通訊芯片。
[0012]一種智能跌倒應急預警系統(tǒng)，包括控制模塊、加速度傳感器、角度傳感器、壓力傳感器、無線模塊、救援模塊、避險模塊，跌倒狀態(tài)判斷及聯(lián)動流程如下:
[0013]傾倒預防階段:所述控制模塊通過加速度傳感器和角度傳感器實時監(jiān)控使用者的身體運動情況；當加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)超過閥值時，確認角度傳感器狀態(tài)，角度數(shù)據(jù)超過閥值時，則觸發(fā)避險模塊，避險模塊會立刻啟動，最大限度避免跌倒或者減緩沖擊;
[0014]損害預判階段:控制模塊根據(jù)閥值信息和后續(xù)跌倒后的壓力傳感器測定的信息確定跌倒的嚴重情況及體態(tài)是否正常，如果數(shù)據(jù)顯示跌倒嚴重且使用者不主動停止，無線模塊會立刻啟動，確定使用者位置后并向其親人發(fā)送警示信息；
[0015]輔助救助階段:確認使用者跌倒嚴重后，且無主動停止預判的情況下，控制模塊會啟動救援模塊，向周圍人發(fā)出援助聲音和救援指導信息，方便周圍人對其實施緊急救助。
[0016]作為優(yōu)選，所述避險模塊包括無線氣囊和無線手杖，如果是后傾摔倒，無線氣囊會啟動，護住使用者的腦袋和背部，緩解沖擊力，如果是向前傾倒，無線手杖會啟動，展開輔助支架，使得手杖更好的站立，為使用者提供更穩(wěn)定的支撐。
[0017]作為優(yōu)選，所述無線模塊包括GPS模塊、藍牙芯片、WIFI芯片、帶SM卡的通訊芯片，確認快速跌倒時，藍牙模塊能啟動匹配的避免模塊進行快速避險；而在確認使用者跌倒嚴重后，會通過通訊芯片可以向家屬及時發(fā)送預警信息；在空曠環(huán)境下，GPS模塊能夠準確提供使用者位置；如果在附近搜索到無線WIFI網(wǎng)絡，WIFI芯片會主動連接，可以提高室內(nèi)定位效果，并發(fā)送實時數(shù)據(jù)。
[0018]作為優(yōu)選，所述救援模塊包括報警器、指示燈和應急藥盒，確認使用者跌倒嚴重后，報警器發(fā)出報警聲，如果使用者不主動停止，報警器會向周圍人發(fā)出援助聲音和救援指導信息，同時指示燈會開啟，保證光線不好的情況也能看到，并且明顯指示應急藥盒的位置。
[0019]本發(fā)明的有益效果，攜帶方便，集成安裝在腰帶內(nèi)，無任何附帶感，符合人的穿戴習慣，結(jié)合移動通信裝置、柔性電池、WIFI通信模塊室內(nèi)定位及GPS室外定位模塊，加速度傳感器、角度傳感器檢測的信息融合，判斷人體是否跌倒，判斷的正確率極高；在發(fā)生跌落的瞬間可以進行緊急避險保護使用者，降低跌落發(fā)生幾率和跌倒后損傷的幾率；當發(fā)生跌倒后，可以提供及時的救援和后續(xù)的無線預報，可以提高周圍人救助的便捷性，同時讓親屬知道使用者的具體情況，可以快速知悉，避免因跌倒而導致更嚴重的后果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的處理流程圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的正視面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0025]如圖1、3、4所示，本發(fā)明所述的具體實施例為一種智能腰帶，包括帶體1、殼體3、控制模塊6，所述帶體I內(nèi)安裝有用于供電的柔性材質(zhì)的電池模塊2，所述控制模塊6電連接有用于識別跌倒情況的加速度傳感器、角度傳感器和壓力傳感器，所述控制模塊6還電連接有無線模塊5。
[0026]控制模塊連接有角度傳感器、加速度傳感器，角度傳感器根據(jù)鞋墊與地面角度變化偵測人體與地面的傾向角度數(shù)據(jù)，加速度傳感器偵測因人體運動所產(chǎn)生的加速度數(shù)據(jù)，控制模塊通過多傳感器的信息融合技術判斷人體是否跌倒。當人體跌倒時，自動觸發(fā)無線模塊，通過移動通信信號傳遞給服務中心或監(jiān)護人員終端聯(lián)系救護。
[0027]為了提高智能腰帶的避險和救助能力，所述控制模塊6還電連接了救援模塊和避險模塊。通過避險模塊可以在緊急情況下降低跌倒的概率或者跌倒后損傷的風險，通過救援模塊可以及時向周圍人發(fā)出救助信息。
[0028]當加速度傳感器探測到裝置佩戴者超出正常活動的加速度閾值信號時，加速度傳感器輸出中斷信號，喚醒由電源直接供電但一般情況下處于低功耗休眠模式的控制模塊；當控制模塊被加速度傳感器信號喚醒后，由控制模塊啟動角度傳感器采集角度變化數(shù)據(jù)。由于人體瞬間跌倒時，突發(fā)時間小于2秒，當控制模塊根據(jù)采集的三維加速度變化信息計算出裝置斷佩戴者在2秒內(nèi)，人體發(fā)生超閾值幅度的運動加速度變化和超過閾值角度的姿態(tài)變化，即判定佩戴者發(fā)生了跌倒。加速度數(shù)值變化過大且角度變化數(shù)值也較大時會觸發(fā)避險模塊，對使用者進行緊急避險，降低跌倒后的損傷。
[0029]多傳感器融合技術通過加速度傳感器、角度傳感器來實時監(jiān)測人體的各種姿態(tài)，通過分析所采集的加速度數(shù)據(jù)，判斷當前加速度值是否大于跌倒時的加速度閾值，若不大于該閾值則不觸發(fā)，否則繼續(xù)通過分析兩個角度傳感器數(shù)據(jù)測定當前人體的跌倒姿態(tài)，通過分析所采集的角度數(shù)據(jù)，判斷當前角度是否大于跌倒時的角度閾值，若不大于該閾值則不觸發(fā)，否則為人體跌倒并觸發(fā)，同時壓力傳感器進行測定壓力，若壓力大于閥值則確認為為嚴重跌倒。此時，若使用者不手動關閉報警，則自動啟動無線模塊向家屬發(fā)送位置信息及跌倒情況，同時啟動救援模塊，向周圍人提出求助。
[0030]由于老人容易跌倒且跌倒后容易發(fā)生骨折或者腦震蕩等危險，所述避險模塊包括無線氣囊或者無線手杖。所述無線氣囊包括頭部氣囊或者背部氣囊。緊急情況下前傾，無線手杖可以展開輔助支架，增加支撐面，提高穩(wěn)定性，可以穩(wěn)定住使用者，減少跌倒可能性；緊急情況下后傾，無線氣囊可以迅速充氣，護住使用者的關鍵部位，例如頭部和腰部，降低骨折或者腦震蕩的幾率。
[0031]為了方便向他人求助，所述救援模塊包括報警器8、指示燈7和應急藥盒4。報警器可以引起周圍人的注意并指導周圍人如何救助，指示燈可以在昏暗環(huán)境中提供指示；由于部分疾病發(fā)作時需要及時服用應急藥，應急藥盒能夠提供應急藥的儲藏空間。
[0032]為了全方位的確定使用者的位置和實際情況，所述無線模塊包括GPS模塊、藍牙芯片、WIFI芯片、帶SM卡的通訊芯片。藍牙模塊能啟動匹配的避免模塊進行快速避險；通訊芯片可以向家屬及時發(fā)送預警信息；在空曠環(huán)境下，GPS模塊能夠準確提供使用者位置；WIFI芯片會主動連接無線WIFI網(wǎng)絡，可以提高室內(nèi)定位效果，并發(fā)送實時數(shù)據(jù)。
[0033]如圖1、2所示，一種智能跌倒應急預警系統(tǒng)，包括控制模塊、加速度傳感器、角度傳感器、壓力傳感器、無線模塊、救援模塊、避險模塊，跌倒狀態(tài)判斷及聯(lián)動流程如下:
[0034]傾倒預防階段:所述控制模塊通過加速度傳感器和角度傳感器實時監(jiān)控使用者的身體運動情況；當加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)超過閥值時，確認角度傳感器狀態(tài)，角度數(shù)據(jù)超過閥值時，則觸發(fā)避險模塊，避險模塊會立刻啟動，最大限度避免跌倒或者減緩沖擊;
[0035]損害預判階段:控制模塊根據(jù)閥值信息和后續(xù)跌倒后的壓力傳感器測定的信息確定跌倒的嚴重情況及體態(tài)是否正常，如果數(shù)據(jù)顯示跌倒嚴重且使用者不主動停止，無線模塊會立刻啟動，確定使用者位置后并向其親人發(fā)送警示信息；
[0036]輔助救助階段:確認使用者跌倒嚴重后，且無主動停止預判的情況下，控制模塊會啟動救援模塊，向周圍人發(fā)出援助聲音和救援指導信息，方便周圍人對其實施緊急救助。
[0037]所述避險模塊包括無線氣囊和無線手杖，如果是后傾摔倒，無線氣囊會啟動，護住使用者的腦袋和背部，緩解沖擊力，如果是向前傾倒，無線手杖會啟動，展開輔助支架，使得手杖更好的站立，為使用者提供更穩(wěn)定的支撐。
[0038]所述無線模塊包括GPS模塊、藍牙芯片、WIFI芯片、帶SM卡的通訊芯片，確認快速跌倒時，藍牙模塊能啟動匹配的避免模塊進行快速避險；而在確認使用者跌倒嚴重后，會通過通訊芯片可以向家屬及時發(fā)送預警信息；在空曠環(huán)境下，GPS模塊能夠準確提供使用者位置；如果在附近搜索到無線WIFI網(wǎng)絡，WIFI芯片會主動連接，可以提高室內(nèi)定位效果，并發(fā)送實時數(shù)據(jù)。
[0039]所述救援模塊包括報警器、指示燈和應急藥盒，確認使用者跌倒嚴重后，報警器發(fā)出報警聲，如果使用者不主動停止，報警器會向周圍人發(fā)出援助聲音和救援指導信息，同時指示燈會開啟，保證光線不好的情況也能看到，并且明顯指示應急藥盒的位置。
[0040]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本發(fā)明技術方案的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種智能腰帶，包括帶體、控制模塊，其特征在于:所述帶體內(nèi)安裝有用于供電的柔性材質(zhì)的電池模塊，所述控制模塊電連接有用于識別跌倒情況的加速度傳感器、角度傳感器和壓力傳感器，所述控制模塊還電連接有無線模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能腰帶，其特征在于:所述控制模塊還電連接了救援模塊和避險1?塊。
3.根據(jù)權利要求2所述的智能腰帶，其特征在于:所述避險模塊包括無線氣囊或者無線手杖。
4.根據(jù)權利要求2所述的智能腰帶，其特征在于:所述救援模塊包括報警器、指示燈和應急藥盒。
5.根據(jù)權利要求3所述的智能腰帶，其特征在于:所述無線氣囊包括頭部氣囊或者背部氣囊。
6.根據(jù)權利要求1-5任一條所述的智能腰帶，其特征在于:所述無線模塊包括GPS模塊、藍牙芯片、WIFI芯片、帶SM卡的通訊芯片。
7.一種智能跌倒應急預警系統(tǒng)，其特征在于:包括控制模塊、加速度傳感器、角度傳感器、壓力傳感器、無線模塊、救援模塊、避險模塊，跌倒狀態(tài)判斷及聯(lián)動流程如下: 傾倒預防階段:所述控制模塊通過加速度傳感器和角度傳感器實時監(jiān)控使用者的身體運動情況；當加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)超過閥值時，確認角度傳感器狀態(tài)，角度數(shù)據(jù)超過閥值時，則觸發(fā)避險模塊，避險模塊會立刻啟動，最大限度避免跌倒或者減緩沖擊； 損害預判階段:控制模塊根據(jù)閥值信息和后續(xù)跌倒后的壓力傳感器測定的信息確定跌倒的嚴重情況及體態(tài)是否正常，如果數(shù)據(jù)顯示跌倒嚴重且使用者不主動停止，無線模塊會立刻啟動，確定使用者位置后并向其親人發(fā)送警示信息； 輔助救助階段:確認使用者跌倒嚴重后，且無主動停止預判的情況下，控制模塊會啟動救援模塊，向周圍人發(fā)出援助聲音和救援指導信息，方便周圍人對其實施緊急救助。
8.所述權利要求6所述的智能跌倒應急預警系統(tǒng)，其特征在于:所述避險模塊包括無線氣囊和無線手杖，如果是后傾摔倒，無線氣囊會啟動，護住使用者的腦袋和背部，緩解沖擊力，如果是向前傾倒，無線手杖會啟動，展開輔助支架，使得手杖更好的站立，為使用者提供更穩(wěn)定的支撐。
9.所述權利要求6所述的智能跌倒應急預警系統(tǒng)，其特征在于:所述無線模塊包括GPS模塊、藍牙芯片、WIFI芯片、帶SM卡的通訊芯片，確認快速跌倒時，藍牙模塊能啟動匹配的避免模塊進行快速避險；而在確認使用者跌倒嚴重后，會通過通訊芯片可以向家屬及時發(fā)送預警信息；在空曠環(huán)境下，GPS模塊能夠準確提供使用者位置；如果在附近搜索到無線WIFI網(wǎng)絡，WIFI芯片會主動連接，可以提高室內(nèi)定位效果，并發(fā)送實時數(shù)據(jù)。
10.所述權利要求6所述的智能跌倒應急預警系統(tǒng)，其特征在于:所述救援模塊包括報警器、指示燈和應急藥盒，確認使用者跌倒嚴重后，報警器發(fā)出報警聲，如果使用者不主動停止，報警器會向周圍人發(fā)出援助聲音和救援指導信息，同時指示燈會開啟，保證光線不好的情況也能看到，并且明顯指示應急藥盒的位置。
【文檔編號】G08B21/04GK104504855SQ201510016658
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月13日 優(yōu)先權日:2015年1月13日
【發(fā)明者】樂六平 申請人:廣東樂源數(shù)字技術有限公司