[发明专利]基于ZigBee和三轴加速度传感器的人体姿态检测系统以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及远程监测技术，具体涉及三轴加速度传感器检测人体姿态技术，尤其是指一种基于ZigBee和三轴加速度传感器的人体姿态检测。

背景技术

随着中国人口的老龄化越来越严重，同时由于“计划生育”政策的实施，现如今，家庭中是独生子女的家庭较多。目前，甚至以后的家庭生活中，对老人的照顾问题必将成为家庭生活中所要面对的重中之重的问题。针对独居老人(特别是有心脑血管疾病的)的意外摔倒，而导致中风甚至死亡的情况。检测老年人摔倒系统的应用将大大缓解这一情况的发生，给老年人提供最及时的救护与治疗。

目前检测老年人摔倒最直接的方法就是利用图像监控设备进行远程监控，但是这个侵犯了老年人的个人隐私。干扰了老年人的正常生活，所以最好采用佩戴式的传感器进行检测。但是采用传感器进行检测的技术，其无法实现远程监控，同时其成本非常高，不具备实用性。

针对上述现有检测技术所存在的问题，提供一种能够低成本实现远程精确监控的监控技术是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有人体姿态检测技术所存在的问题，而提供一种基于ZigBee和三轴加速度传感器的人体姿态检测系统。该系统能够实现以较低的成本完成对独居老人摔倒的精确监控。

作为本发明的第二目的，本发明提供一种基于该检测系统的检测方法，由此实现实时监控独居老人的身体姿态，以确保独居老人摔倒后能及时得到发现及救助。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于ZigBee和三轴加速度传感器的人体姿态检测系统，所述检测系统包括：

数据采集单元，所述数据采集单元包括三轴加速度传感器、集成ZigBee模块以及传感器天线，所述三轴加速度传感器与集成ZigBee模块数据相接，所述集成ZigBee模块与传感器天线数据相接；

ZigBee无线网关，所述ZigBee无线网关包括网关天线、无线单片机、微控制器、Flash存储器、以太网控制器芯片，所述网关天线通过ZigBee网络与数据采集单元中的传感器天线数据相接，所述无线单片机与网关天线数据相接，所述微控制器控制连接无线单片机、以太网控制器芯片以及Flash存储器，所述以太网控制器芯片通过RJ45接口输出数据；

远程控制中心，所述远程控制中心通过以太网与ZigBee无线网关中的RJ45接口数据相接。

在检测系统的优选实例中，所述三轴加速度传感器采用MMA8452Q传感器。

进一步的，所述集成ZigBee模块采用CC2430模块。

进一步的，所述传感器天线与网关天线都是射频天线，采用2.4GHZ天线。

进一步的，所述每个三轴加速度传感器为一个传感器节点，分布的数个传感器节点构成基于ZigBee的传感器网络拓扑结构，该网络拓扑结构采用星型或树型网络拓扑结构。

进一步的，所述ZigBee网络采用IEEE802.15.4。

进一步的，所述ZigBee无线网关中无线单片机采用内部集成符合IEEE802.15.4标准的2.4GHZ的射频收发器的CC2430无线单片机，所述微控制器采用ARM核的AT91SAM9260微控制器，所述Flash存储器采用SST39VF160存储器，所述以太网控制器芯片采用DM9161芯片。

作为本发明的第二目的，基于ZigBee和三轴加速度传感器的人体姿态检测方法，所述检测方法包括如下步骤：

（1）三轴加速度传感器实时检测佩戴者在三个方位的加速度，并将检测到的加速度数据信号实时传至集成ZigBee模块；

（2）集成ZigBee模块接收三轴加速度传感器发送的加速度数据信号，并将加速度信号数据预处理成ZigBee协议格式的加速度数据信号，同时将ZigBee协议格式的加速度数据信号通过传感器天线发送至ZigBee网络；

（3）ZigBee无线网关中的网关天线从ZigBee网络实时获取ZigBee协议格式的加速度数据信号，并传至无线单片机；

（4）无线单片机将接收的数据进行预处理后传至微控制器；

（5）微控制器将接收到的ZigBee协议格式的加速度数据信号转换成以太网协议格式的加速度数据，并将以太网协议格式的加速度数据传至以太网控制器芯片，同时将接收到的ZigBee协议格式的加速度数据信号直接存储至Flash存储器；

（6）以太网控制器芯片将接收到的以太网协议格式的加速度数据通过其上的RJ45结构传至以太网；