專利名稱：人體摔倒自動檢測報警終端的制作方法
技術領域：
本發明涉及斷路器技術領域，更具體地說，涉及一種人體摔倒自動檢測報警終端。
背景技術：
根據世界疾病控制與預防組織統計，世界上超過65歲的老人，每年有三分之一會摔倒，并且在一次性摔倒中近10%會引起嚴重傷害或疾病。而目前中國社會60歲以上的老人所占的人口比例已經超過10%，已真正成為人口老齡化國家；面對如此龐大的老年人口數量，減少老年人摔倒時給身體帶來的沖擊可以有效減輕摔倒事故帶來的傷害；而對于已經摔倒的老人，救助等待時間的長短直接決定了患病的程度。因此，一種人體摔倒自動檢測報警終端應運而生，當檢測到人摔倒時可以發送報警信號，以便護理人員及時得知并采取救治工作。申請號為200720125141. 1的申請文件中公開了一種人跌倒自動報警器，其采用了一個三軸加速度傳感器來檢測人體加速度和傾斜角，在身體傾斜超過40度角的時候報警，或者在加速度大于1. 5g的時候報警，這種方法雖然檢出率高，但是誤判率也較高，無法將摔倒與跑跳、彎腰等動作區分。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種人體摔倒自動檢測報警終端，以準確的判斷人體是否摔倒，并當判斷摔倒時進行報警。為實現上述目的，現提出的方案如下一種人體摔倒自動檢測報警終端，包括控制器以及與該控制器通過I2C總線相連的三軸加速度傳感器，其中當所述三軸加速度傳感器INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，所述控制器獲取所述三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方， 并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者；當所述三軸加速度傳感器INTl引腳持續多次產生上升沿電平時，所述控制器接入網絡節點，并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。優選地，還包括與所述控制器相連的輸入單元，當該輸入單元被觸發時，所述控制器接入網絡節點，并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。優選地，還包括報警單元，用于當所述控制器接入網絡節點并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息時進行報警。優選地，當所述三軸加速度傳感器INTl引腳產生上升沿電平時，所述控制器被喚醒。優選地，當所述三軸加速度傳感器INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，所述控制器獲取所述三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時，若所述INACTIVAE中斷持續預設時間，所述控制器發送的報警信息為嚴重報警信息。優選地，所述控制器包括單片機以及與所述單片機相連的收發器；其中當所述三軸加速度傳感器INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，所述單片機獲取所述三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方， 并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者；當所述三軸加速度傳感器INTl引腳持續多次產生上升沿電平時，所述單片機控制所述收發器接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。優選地，所述收發器為ZigBee收發器。優選地，所述單片機內還包括定時器，當該定時器到時后，所述單片機控制所述收發器接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。優選地，所述控制器為集合有收發功能的單片機，該單片機包括控制單元和收發單元，其中當所述三軸加速度傳感器INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，所述控制單元獲取所述三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方， 并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者；當所述三軸加速度傳感器INTl引腳持續多次產生上升沿電平時，所述控制單元控制所述收發單元接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。優選地，所述單片機內還包括定時器，當該定時器到時后，所述控制單元控制所述收發單元接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。從上述的技術方案可以看出，本發明公開的人體摔倒自動檢測報警終端中，當三軸加速度傳感器的INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，判斷該三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，且控制器判斷獲取的三軸加速度傳感器三軸的加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時，說明佩戴有人體摔倒自動檢測報警終端的人摔倒了 ；或者，當三軸加速度傳感器的INTl引腳持續多次產生上升沿電平時，說明佩戴有人體摔倒自動檢測報警終端的人發生高空跌落，此時，控制器接入網絡節點，并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息，提供工作人員人體摔倒自動檢測報警終端的佩戴者發生意外。并且，人體的跑跳動作時，三軸加速度傳感器一般不會發生INACTIVE中斷，即使發生INACTIVE中斷，三軸加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差也會小于預設值；人體彎腰動作時，三軸加速度傳感器不會發生ACTIVE中斷和INACTIVE中斷； 因此，說明本發明的人體摔倒自動檢測報警終端的檢測過程只針對摔倒過程的失重、與地面碰撞、碰撞后靜止一系列動作，對于不滿足此過程的所有動作均不會判斷為摔倒，減小了誤判率。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例公開的一種人體摔倒自動檢測報警終端的結構示意圖；圖2為本發明另一實施例公開的一種人體摔倒自動檢測報警終端的結構示意圖；圖3為本發明另一實施例公開的一種人體摔倒自動檢測報警終端的結構示意圖；圖4為本發明另一實施例公開的一種人體摔倒自動檢測報警終端的結構示意圖；圖5為本發明另一實施例公開的一種人體摔倒自動檢測報警終端的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明實施例公開了一種人體摔倒自動檢測報警終端，以準確的判斷人體是否摔倒，并當判斷摔倒時進行報警。為了使用方便，本實施例公開的人體摔倒自動檢測報警終端做成腕帶式，直接佩戴在使用者的手腕上即可。本實施例公開的人體摔倒自動檢測報警終端，如圖1所示，包括控制器101以及與控制器101通過I2C總線相連的三軸加速度傳感器102，其中當三軸加速度傳感器102INT1和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器在預設時間順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，控制器 101獲取三軸加速度傳感器102的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者， 當三軸加速度傳感器102INT2引腳高電平、且判斷為INACTIVAE中斷，中斷并持續預設時間時；或者；當三軸加速度傳感器102INT1引腳持續多次產生上升沿電平時，控制器101接入網絡節點，并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。具體的，本實施例中，當三軸加速度傳感器102發生自由落體運動時產生的中斷叫FREEFALL中斷，當三軸加速度傳感器102發生運動時產生的中斷叫ACTIVE中斷，當三軸加速度傳感器102靜止時產生的中斷叫INACTIVAE中斷。將FREEFALL中斷映射到三軸加速度傳感器102的INTl引腳，當該引腳的電平由低電平轉為高電平時，說明發生FREEFALL 中斷；將ACTIVE中斷和INACTIVAE中斷映射到三軸加速度傳感器102的INT2引腳，并且， ACTIVE中斷和INACTIVAE中斷分別對應三軸加速度傳感器內部的8位中斷源寄存器中的一位，例如例如ACTIVE中斷發生，該位就會被置為1，否則為0。三軸加速度傳感器102的 INT2引腳由低電平轉為高電平，控制器101此時會通過I2C總線向三軸加速度傳感器102 詢問上述中斷源寄存器的值，通過此值判斷中斷類型，且寄存器的值在每次被讀取之后會自動清零。當三軸加速度傳感器102的INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷該三軸加速度傳感器102在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，控制器101獲取三軸加速度傳感器102的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時，說明人體摔倒自動檢測報警終端的佩戴者摔倒了 ；當三軸加速度傳感器102的INTl引腳持續多次產生上升沿電平，說明人體摔倒自動檢測報警終端的佩戴者發生高空跌落，此時，控制器101接入網絡節點，并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息，提供工作人員人體摔倒自動檢測報警終端的佩戴者發生意外。當三軸加速度傳感器在預設時間內順序102發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，控制器101獲取三軸加速度傳感器102的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值，并且，檢測得到所述INACTIVAE中斷持續5S以上，說明人體摔倒自動檢測報警終端的佩戴者發生嚴重摔倒，此時，控制器101發送的報警信息為嚴重報警信息。一般情況下，設定三軸加速度傳感器在5S內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，人體摔倒自動檢測報警終端的佩戴者就有可能摔倒，當然該時間可以根據實際使用情況在進行設定。三軸加速度傳感器102的加速度值矢量和的平方的計算方式如下設三軸加速度傳感器102的三軸為X、Y、Z，其中Χ軸的加速度值為X，Y軸加速度值為1，ζ軸加速度值為Ζ，那么，加速度值矢量和的平方和為x2+y2+z2。當判斷計算得到的加速度值矢量和的平方和與初始加速度值矢量和的平方之差大于(0. Ig)2時，即可判斷人體摔倒自動檢測報警終端的佩戴者摔倒，當然，上述的比對值可以根據具體情況重新設定，并不僅限于(O. 7g)2。現有的人體摔倒自動檢測報警終端的功耗都較高，會對使用造成不便，本實施例公開的人體摔倒自動檢測報警終端，完成初始化后即進入休眠狀態，此時只有控制器101 內部實時鐘運行，功耗達到UA級，可以減小功耗，延長供電電池使用壽命，當三軸加速度傳感器102INT1引腳產生上升沿電平時，控制器101被喚醒，開始完成后續操作，并且，一旦報警結束后，終端又進入了休眠狀態。本發明再一實施例還公開了一種人體摔倒自動檢測報警終端，如圖2所示，包括控制器101、三軸加速度傳感器102和輸入單元103，其中輸入單元103與控制器101電連，實現手動報警，即當輸入單元103被觸發時，控制器101接入網絡節點，并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。具體的，本實施例中，輸入單元103可以設計成按鍵形式的，也可以設計成其他形式。本發明再一實施例還公開了一種人體摔倒自動檢測報警終端，如圖3所示，包括控制器101、三軸加速度傳感器102和報警單元104，其中報警單元104與控制器101電連，當終端檢測到人體摔倒自動檢測報警終端的佩戴者摔倒時，在控制器101發送報警信息的同時，報警單元104也進行報警，其報警形式可以是蜂鳴、指示燈閃爍等。在人體摔倒自動檢測報警終端設置報警單元，可以根據報警單元是否正常工作判斷人體摔倒自動檢測報警終端是否損壞。上述三個實施例公開的人體摔倒自動檢測報警終端，控制器可以有兩種實現形式，以下再通過兩個實施例進行說明。
其一如圖4所示，控制器包括單片機201以及與單片機201相連的收發器202 ； 其中當三軸加速度傳感器203INT1和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器203在5S內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，單片機 201獲取三軸加速度傳感器203的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于(0. 7g)2時；或者， 當三軸加速度傳感器203INT1引腳持續多次產生上升沿電平時，單片機201控制收發器202 接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。并且，本實施例公開的人體摔倒自動檢測報警終端，單片機201內還可以包括定時器，當該定時器到時后，單片機201控制收發器202接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。具體的，單片機201根據三軸加速度值計算得到加速度值矢量和的平方，當判斷加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于(0. Ig)2時，或者，當單片機 201的定時器到時后，單片機201控制收發器202發送接入請求幀，在人體摔倒自動檢測報警終端周圍的接入點收到請求后給終端回復信息，經收發器202接收到單片機201，單片機 201計算收到回復的功率值并選擇功率值最大的接入點，控制收發器202接入網絡，并將含有報警信息和接入點功率值信息的數據經收發器202發送出去。并且，每個接入點收到人體摔倒自動檢測報警終端的接入請求幀后，因為在同一時刻只能有一個接入點占用無線傳輸信道，所以，各接入點并不是馬上回復信息，而是隨機延時一段時間(1 39ms)，以避免多個接入點同時發送回復信息。本實施例公開的收發器采用ZigBee收發器，可以解決現有的人體摔倒自動檢測報警終端采用GPS結合GSM而造成的造價高，不便于攜帶等問題。其二 如圖5所示，所述控制器為集合有收發功能的單片機301，該單片機包括控制單元和收發單元，其中當三軸加速度傳感器302INT1和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器302在5S內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，單片機 301的控制單元獲取三軸加速度傳感器302的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者；當三軸加速度傳感器302INT1引腳持續多次產生上升沿電平時，單片機301的控制單元控制收發單元接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。本實施例公開的人體摔倒自動檢測報警終端的具體工作情況與上述實施例公開的內容相同，請參見上述實施例公開的內容，此處不再贅述。并且，單片機301內還包括定時器，當該定時器到時后，單片機301的控制單元控制單片機301的收發單元接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。同樣，上述兩個實施例公開的三軸加速度傳感器302順序發生FREEFALL中斷、 ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷的時間、三軸加速度傳感器302加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差的比對值均不限定在上述公開值，可以根據具體情況更改。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。 對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種人體摔倒自動檢測報警終端，其特征在于，包括控制器以及與該控制器通過 I2C總線相連的三軸加速度傳感器，其中當所述三軸加速度傳感器INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，所述控制器獲取所述三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者；當所述三軸加速度傳感器INTl引腳持續多次產生上升沿電平時，所述控制器接入網絡節點， 并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。
2.根據權利要求1所述的終端，其特征在于，還包括與所述控制器相連的輸入單元， 當該輸入單元被觸發時，所述控制器接入網絡節點，并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。
3.根據權利要求1所述的終端，其特征在于，還包括報警單元，用于當所述控制器接入網絡節點并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息時進行報警。
4.根據權利要求1所述的終端，其特征在于，當所述三軸加速度傳感器INTl引腳產生上升沿電平時，所述控制器被喚醒。
5.根據權利要求1所述的終端，其特征在于，當所述三軸加速度傳感器INTl和INT2 引腳順序產生上升沿電平，判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、 ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，所述控制器獲取所述三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時，若所述INACTIVAE中斷持續預設時間，所述控制器發送的報警信息為嚴重報警信息。
6.根據權利要求1所述的終端，其特征在于，所述控制器包括單片機以及與所述單片機相連的收發器；其中當所述三軸加速度傳感器INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，所述單片機獲取所述三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者；當所述三軸加速度傳感器INTl引腳持續多次產生上升沿電平時，所述單片機控制所述收發器接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。
7.根據權利要求6所述的終端，其特征在于，所述收發器為ZigBee收發器。
8.根據權利要求6所述的終端，其特征在于，所述單片機內還包括定時器，當該定時器到時后，所述單片機控制所述收發器接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。
9.根據權利要求1所述的終端，其特征在于，所述控制器為集合有收發功能的單片機， 該單片機包括控制單元和收發單元，其中當所述三軸加速度傳感器INTl和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷以及INACTIVAE中斷，所述控制單元獲取所述三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷所述加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者；當所述三軸加速度傳感器INTl引腳持續多次產生上升沿電平時，所述控制單元控制所述收發單元接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。
10.根據權利要求9所述的終端，其特征在于，所述單片機內還包括定時器，當該定時器到時后，所述控制單元控制所述收發單元接入網絡節點、發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。
全文摘要
本發明公開了一種人體摔倒自動檢測報警終端，包括控制器以及與該控制器通過I2C總線相連的三軸加速度傳感器，其中當三軸加速度傳感器INT1和INT2引腳順序產生上升沿電平，且判斷三軸加速度傳感器在預設時間內順序發生FREEFALL中斷、ACTIVE中斷和INACTIVE中斷，控制器獲取三軸加速度傳感器的三軸加速度值并計算得到加速度值矢量和的平方，并當判斷加速度值矢量和的平方與初始加速度值矢量和的平方之差大于預設值時；或者；當三軸加速度傳感器INT1引腳持續多次產生上升沿電平時，控制器接入網絡節點，并發送攜帶有網絡接入點功率值信息的報警信息。采用本發明公開的人體摔倒自動檢測報警終端可以準確的判斷人體是否摔倒，并當判斷摔倒時進行報警。
文檔編號G01P15/18GK102393992SQ20111006259
公開日2012年3月28日 申請日期2011年3月15日 優先權日2011年3月15日
發明者安勇, 牟榮增, 趙偉光, 閻躍鵬 申請人:蘇州摩多物聯科技有限公司