[发明专利]灯泡发光装置和包括这种装置以在家庭环境中监测患者的系统

说明书

技术领域

本主题大体涉及用以在家庭环境中监测患者的灯泡发光装置。

背景技术

运动传感器广泛地用于公共建筑和私人家庭两者中。这些传感器的用途非常广泛：它们能用来接通灯，或者能用于安全系统中。检测老人的行动如今越来越重要。大多数65以上的人独自在家生活，而且在大多数情况下，他们患有慢性病，诸如帕金森、阿尔茨海默或痴呆。最高的风险是它们在日常活动期间摔倒，而且那里没人可帮助他们。

可以看出，运动检测在私人家庭中越来越重要。商业性运动检测器主要是其中在运动期间检测身体的辐射热的PIR传感器（被动红外）。特殊的菲涅耳透镜可用于近距离和远距离以及不同的高度。PIR传感器的主要缺点之一是：它们不能检测固定的物体（例如站立着的人），不能测量距离，而且它们不能“看”穿即使薄的物体。

广泛地使用红外传感器，但是考虑到在大多数情况下，灯泡被外壳盖住，这使被动红外传感器不能使用。另外，灯泡发出的热会干扰红外传感器，从而将需要绝缘或特殊的对准。为了使我们的装置能够在尽可能多的状况中使用，应在尽可能最宽的范围（视场）中进行运动检测。考虑到提到的热干涉，它使红外传感器的使用更复杂。

雷达技术是用以在家庭环境中检测运动的另一个选项。雷达能“看”透灯罩，对辐射热不敏感，甚至能看透薄的物体，诸如窗帘等，并且覆盖大的视场。

术语“雷达”大体要理解为意指这样的方法，即，借助于该方法，使用短的电磁波来检测远的物体，以及确定它们的位置和移动。术语雷达是无线电检测和测距的首字母简略词。

完整的雷达测量系统由具有天线、传输路径、反射目标、另外的传输路径（通常与第一个相同）的发送器以及具有天线的接收器组成。可使用两个单独的天线，但是往往仅使用一个来传输和接收雷达信号。

微波大体理解为具有大于2 GHz的频率和小于15 cm（6″）的波长的电磁波。为了技术目的，使用高达大约120 GHz的微波频率—将随技术进步而扩展的极限。发现远高于这个极限的是红外线、可见光和紫外线范围。

微波频率集中用于通信和定位目的。为了防止相互影响和干涉，微波的使用在官方上受到管制。但是，也存在用于工业、科学和医学目的的国际发布的频带（所谓的ISM频带）。目前，这些是以下4个频率范围：2.45 GHz±50 MHz、24.125 GHz±125 MHz、5.8 GHz±75 MHz和61.25 GHz±250 MHz。

常用的雷达方法包括：CW（连续波）雷达（无距离信息）、干涉计雷达（缺点：绝对距离信息为λ/2-周期的）、脉冲雷达、FMCW（频率调制连续波）雷达、反射计雷达、组合方法雷达和TDR（时域反射法）雷达。用于雷达水平测量装备的基本方法是有时由反射计方法支持的脉冲雷达或FMCW雷达。

考虑到上面提到的方法的优点和缺点，脉冲雷达方法满足现在的要求。原理非常简单：传输短的电脉冲包或电波包，在时间t₁ = a/c 之后遇到反射器，并且在总时间t₂ = 2a/c之后被接收回来，其中，a是距离，并且c是光的速度（在我们的情况下，其与传播速度相同）。

PIR和雷达技术两者的主要两个缺点为：

1）它们需要接线，这使这些传感器的安装昂贵，以及

2）它们是可见的，这可能使老人感到不舒服。

具有运动感测功能性的灯装置已经存在，但是运动感测用来开启这些装置中的灯。

市场上存在上百万的运动传感器。它们中的大多数使用PIR（被动红外传感器）来进行运动感测。还存在无线运动传感器，但是在它们的情况下，词语无线意为使用电池来对它们提供功率。不存在其中运动传感器藏在发光装置中的、现有技术中已知的无线运动传感器。从根据本主题的装置的外部，该装置看起来像是一般的灯泡，这有助于隐藏运动传感器。使用雷达作为感测装置对于这个装置也是可行的技术。

存在这样的现有文献，其中雷达与其它传感器结合起来使用，例如名称为“Motion detection systems using CW radar in combination with additional sensors（与附加的传感器结合起来使用CW雷达的运动检测系统）”的美国专利公开No. 2009/0303100。这个解决方案集中于使用雷达来进行可靠的运动检测，但雷达没有隐藏起来，或者集成到发光装置中。但是它使用无线技术来将运动信号传输到远程站。