[发明专利]基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法及装置

权利要求书

1.一种基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法，其特征在于，由被监测的人体佩戴加速度计、高度计和单片机，单片机分别通过加速度计和高度计检测人体的加速度变化和高度变化信息，当检测到加速度值超过加速度阈值且高度变化值超过高度变化阈值时，则判断佩戴者发生了跌倒，并通过通信模块发出报警。

2.根据权利要求1所述的基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法，其特征在于，还通过佩戴方式的检测进一步增强检测准确性；佩戴方式的检测通过以下方法实现：在一个佩戴扣上固定有一块磁铁，集成有高度计、加速度计、干簧管和单片机的监测模块插装在佩戴扣上时，干簧管受所述磁铁的磁作用而导通，否则，当所述的监测模块未插装在佩戴扣上时，干簧管的状态为断开，单片机检测与干簧管串联的下拉电阻处的电平高低即可判断所述的监测模块是否为定点佩戴方式。

3.根据权利要求2所述的基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法，其特征在于，为了能够及时探测人体运动异常信息并节省电能，所述的加速度计采用具有运动触发唤醒功能的集成三轴加速度计ADXL362，并且该加速度计在常态下处于可感知运动的低功耗工作模式，以持续监测加速度变化；单片机设置在唤醒工作模式：即当加速度计感知到运动强度超过设定值时输出信号触发单片机才进入工作状态，否则处于休眠状态；高度计在常态下处于断电模式，在单片机被唤醒后，由单片机的输出端口给高度计供电，使高度计进入工作模式，与加速度计配合，同时采集加速度和高度变化数据。

4.根据权利要求1所述的基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法，其特征在于，所述的加速度计为三轴加速度计，当检测到加速度合矢和高度幅值变化都超阈值的情况时，为提高检测的准确性，还基于重力加速度大小和方向的不变性，由三轴加速度计在超阈值期间测得的三个空间坐标轴方向（X,Y，Z）的分量先作低通滤波，再求合矢得到在随人体转动的加速度计三坐标系中重力加速度矢量与人体运动加速度合矢的夹角；当该夹角的变化程度超阈值时进一步确认装置佩戴者发生了跌倒。

5.一种基于权利要求1所述的人体跌倒监测方法的人体跌倒监测装置，其特征在于，包括集成有高度计、加速度计、通信模块和单片机的监测模块中，所述的高度计和加速度计均通过SPI通信口与单片机连接，通信模块与单片机连接。

6.根据权利要求5所述的人体跌倒监测装置，其特征在于，还包括佩戴方式检查模块；佩戴方式检查模块包括用于插装所述监测模块的带有磁铁的佩戴扣和集成于所述监测模块的干簧管和下拉电阻；所述的干簧管和下拉电阻串联在输入端与电源正极连接的第一模拟开关的输出端和地之间，使干簧管与下拉电阻串联的支路的供电由受控于单片机的第一模拟开关控制，干簧管与下拉电阻的连接点接单片机的一个输入端口。

7.根据权利要求5-6任一项所述的人体跌倒监测装置，其特征在于，所述的加速度计采用具有运动触发唤醒功能的集成三轴加速度计ADXL362，所述高度计为集成高精度气压高度计MS5611，干簧管为CT05系列干簧管，单片机为MSP430F5510，通信模块为支持蓝牙4.0通信标准的无线通信模块WB2540。

8.根据权利要求7所述的人体跌倒监测装置，其特征在于，为所述检测模块供电的电源模块包括一个充电管理接口和两路电源，其中，第一路电源为通信模块供电，第二路电源为单片机、佩戴方式检查模块和加速度计供电，第一路电源的通路中串接有受控于单片机的第二模拟开关。