[发明专利]基于人体跌倒检测技术的养老智能报警系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于人体跌倒检测技术的养老智能报警系统，通过利用智能手机 内置的加速度传感器和陀螺仪实时获取人体运动姿态信息，使用跌倒检测算法判断跌倒事 件的发生，最后进行智能报警。

背景技术

随着社会老龄化速度的加快和家庭结构的演变，中国“空巢”家庭数量大量增加， 目前全国大约有1824万的老年人生活在单身空巢家庭里面。预计到2030年，我国老龄人口 将达3亿，而空巢老人家庭比例或将达到90%。“老龄化空巢化”引发越来越多的老年人身心 健康问题，老年人日常生活中的行动安全已成为国际社会关注的焦点，跌倒是影响老年人 日常身心健康的重要因素。在我国，跌倒是伤害死亡的第四大原因，而在65岁以上的老年人 当中则居首位。老年人跌倒会造成大量残疾，影响老年人的日常生活质量。老年人跌倒带来 的伤害及医疗成本不仅与跌倒时身体受到的撞击情况有关，在很大程度上还取决于救助时 间的长短。因此能够实时检测老年人跌倒事件的发生，并且在跌倒后及时发出求救信号，最 大限度降低跌倒给身体带来的严重伤害，具有重要的意义。

跌倒会对老年人的心理健康造成一定程度的危害，跌倒的经历还会给老年人留下 心理阴影，降低老年人对其自身身体状况的信心，进而制约老年人的行动能力，使再次跌倒 的可能性增大。随着医疗、信息等领域科技技术的不断发展，远程医疗监护技术取得长足进 步，发展远程监护技术在不影响老年人日常生活的前提下，准确的、及时的检测出老年人的 跌倒事件，进而采取必要的报警、急救等措施对改善老年人的生活质量，提髙老年人的身心 健康有重大作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于智能手机内置加 速度传感器和陀螺仪的跌倒检测系统，系统利用加速度传感器和陀螺仪实时获取人体运动 姿态信息，通过跌倒检测算法判断是否发生跌倒，最后进行智能报警。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于人体跌倒检测技术的养老智 能报警系统，所述系统包括加速度传感器、陀螺仪、GPS模块、微处理器和通信模块，其中加 速度传感器采用三轴加速度传感器，和陀螺仪分别负责计算出被监护人体的运动加速度数 据和角速度数据，并将数据输送给微处理器，由微处理器负责处理人体加速度数据和角速 度数据，分析判断被监护人所处的姿态，通过跌到检测算法判断人体跌倒状态，并通过通信 模块发送紧急求救信息。

在所述微处理器中包括数据处理模块、报警处理模块和参数设置模块：

数据管理模块包括采集数据功能、存储数据功能、实时处理数据功能以及识别跌倒事 件的功能，处理器会把加速度传感器输出的三轴加速度数据及三轴角速度数据保存在存储 卡上，跌倒检测算法一直循环执行处理这些数据，直到识别出预跌倒事件的发生；

报警处理模块包括启动报警取消机制、启动模块获取位置信息、发送紧急信息和拨打 电话功能，当数据管理模块判断到发生预跌倒时，报警处理模块会以播放声音或震动的形 式提醒用户，在一个可设置的时间范围内，若用户取消警报，则认为此次为误警报，继续进 行跌倒监测；若设置时间已结束，用户仍无操作，则确定是一个真正的跌倒事件，并自动获 取用户位置信息，发送紧急信息及拨打电话；

参数设置模块用户可以根据自己的使用习惯及偏好进行设置，包括：报警等待时间、开 启关闭、传感器敏感度、报警方式和报警声音。

所述跌倒检测算法采用基于特征量阈值的方法，特征量有合加速度特征量A、合角 速度特征量W和相似度特征量S，其中：

A=；

W=；

；

上述公式中，，，分别为加速度传感器x、y、z三轴方向的随时间变化输出，并经中值滤波后的信号；,，分别为陀螺仪x、y、z三轴方向随时间变化的输出，并经中值滤波后的信号；N_i表示拟合离散数据点集合中的第i个值，C_i表示合角度离散数据点集合中的第i个值，i表示t-t₀～t+t₀时段内的各个采样数据点对应的釆样序号，表示C_i集合中的最大值；