[发明专利]老年人摔倒监测智能设备

权利要求书

1.一种老年人摔倒监测智能设备，其特征在于：包括了用于进行供电的电源模块，主控模块，以及分别与所述主控模块连接的传感器模块、报警模块和第一无线通信模块；

所述传感器模块用于实时采集该设备的加速度及角速度信息，并传送至所述主控模块；

所述主控模块用于对接收的加速度及角速度数据进行数据处理和判断，以确定该设备当前是处于非摔倒行为模式或者摔倒行为模式；

所述报警模块用于当该设备处于摔倒行为模式时，进行声音报警和/或灯光报警；

所述第一无线通信模块为GSM/GPRS模块，用于当该设备处于摔倒行为模式时，向与该设备绑定的智能终端发送报警信息。

2.如权利要求1所述的老年人摔倒监测智能设备，其特征在于：该设备还包括了与所述主控模块连接的第二无线通信模块，并且所述第二无线通信模块为主从一体机蓝牙模块。

3.如权利要求2所述的老年人摔倒监测智能设备，其特征在于：所述主控模块为ESP32-CAM模块，所述传感器模块为MPU6050模块，所述第一无线通信模块为SIM808模块，所述报警模块包括WS2812模块和蜂鸣器模块；

其中，MPU6050模块的SCL引脚和SDA引脚分别与ESP32-CAM模块的IO15引脚和IO14引脚连接，SIM808模块的RXD引脚和TXD引脚分别与ESP32-CAM模块的U0T引脚和UOR引脚连接，WS2812模块的D1引脚与ESP32-CAM模块的IO4引脚连接，蜂鸣器模块的VCC引脚与ESP32-CAM模块的IO13引脚连接。

4.如权利要求3所述的老年人摔倒监测智能设备，其特征在于：所述主控模块进行数据处理和判断的具体步骤为：

S1：主控模块实时接收传感器模块发送的加速度数据和角速度数据，其中，、、分别为X轴、Y轴和Z轴的加速度，、、分别为X轴、Y轴和Z轴的角速度；

S2：主控模块将加速度数据和角速度数据分别换算为加速度物理值和角速度物理值，具体为：

，，

，，

其中，、、分别为X轴、Y轴和Z轴的加速度偏移量，、、分别为X轴、Y轴和Z轴的角速度偏移量，表示重力加速度；

S3：主控模块计算合角速度的模为

并且，当大于角速度设定阈值时，转至步骤S4，否则主控模块便判定该设备当前处于非摔倒行为模式，并转回步骤S1；

S4：主控模块计算合加速度的模为

并且，当大于加速度设定阈值时，转至步骤S5，否则主控模块便判定该设备当前处于非摔倒行为模式，并转回步骤S1；

S5：主控模块计算在设定时间窗口内的变异指数为

其中，，，为设定时间窗口内的采样个数，为设定时间窗口内计算出的合加速度的值，为合加速度的平均值，为标准方差；

并且，当变异指数大于变异指数设定阈值时，主控模块判定该设备当前处于摔倒行为模式，否则主控模块便判定该设备当前处于非摔倒行为模式，并转回步骤S1。

5.如权利要求4所述的老年人摔倒监测智能设备，其特征在于：在该设备启动后，主控模块控制采样200 组数据，并通过统计平均值的方法来获得加速度偏移量和角速度偏移量。

6.如权利要求4所述的老年人摔倒监测智能设备，其特征在于：主控模块实时接收传感器模块发送的加速度数据和角速度数据后，还通过卡尔曼滤波算法对数据进行滤波去噪。

7.如权利要求3所述的老年人摔倒监测智能设备，其特征在于：所述第一无线通信模块向智能终端发送的报警信息包括文字信息、照片信息以及定位信息。