[发明专利]基于移动通信的可穿戴式跌倒检测系统

摘要

本发明属于人生安全监测技术领域，具体为一种基于移动通信的可穿戴式跌倒检测系统。本发明系统包括：一个带加速度检测的蓝牙外设、一个智能手机以及它们相应的软件系统。带加速度检测的蓝牙外设包括Ardunio系列的蓝牙通讯处理器模块、扩展板和三轴加速度芯片，这一硬件结构使用的电源是9V充电电池；智能手机是配备蓝牙4.0的Android4.3及以上系统。带加速度检测的蓝牙外设由被测者随身携带在腰部位置，监测人体的实时加速度信息，并通过蓝牙4.0把数据发送到智能手机；智能手机负责处理接收到的数据，并通过一定的算法判断人是否发生跌倒，如果跌倒则在手机端给出报警提示。本发明系统使用方便，可供年老体弱者佩戴，能及时检测人是否发生跌倒；跌倒时，能及时予于救助。

主权项

一种基于移动通信的可穿戴式跌倒检测系统，是基于Android、Arduino、蓝牙4.0和互联网技术的，其特征在于系统的硬件部分主要包括： Arduino系列的蓝牙通讯处理器模块Bluno、扩展板Gadgeteer Shield和三轴加速度传感器芯片，以及智能手机；其中，所述的蓝牙通讯处理器模块、扩展板和三轴加速度传感器由被测者随身携带在腰部位置，三轴加速度传感器监测人体腰部的实时加速度信息，经由蓝牙通讯处理器模块接收，并以蓝牙4.0的通信方式发送给智能手机；智能手机接收到这些信息后，通过一个包含判断人体是否发生跌倒动作算法的数据处理模块，判断人体是否发生跌倒动作；如果跌倒，则在手机端给出警报提示；判断人体是否发生跌倒动作算法具体如下：设人的正前方是加速度传感器的Z轴方向，垂直向下即平行于人体躯干的方向是加速度传感器的Y轴方向，向右是加速度传感器的X轴方向； 首先，判断人是否处于落地时的碰撞状态，利用MATLAB工具进行数据统计分析，得出：如果垂直于人体躯干方向的加速度超过了正常平躺时的垂直于人体躯干方向的加速度的两倍，就认为发生了碰撞跌倒；这里，垂直于人体躯干方向的加速度用Z 、X轴的加速度的平方和来表示；设正常平躺时的垂直于人体躯干方向的加速度的两倍值为第一阈值，用来表示；然后，判断人是否处于平躺状态，如果在0.5秒内平行于人体躯干方向的加速度一直在零附近的某值波动很少，那就认为人是摔倒了；这里，平行于人体躯干方向的加速度用Y轴的加速度的平方来表示，设零附近的某值为第二阈值，后面用来表示；具体判断步骤如下：设时刻X、Y、Z轴的加速度值分别为：、、，时刻之后0.5秒Y轴的加速度值为；步骤 1：步骤2 :如果步骤1成立，就进行步骤2，如果步骤2成立，则判断跌倒成立；否则，判断为没有跌倒。