CN108806190A - 一种隐匿式雷达跌倒报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隐匿式雷达跌倒报警方法，适用于对易跌倒人群的监管与护理，应用于医疗护理器械技术领域。该方法包括，雷达信号检测模块发射并接收雷达信号，信号处理分析模块对所述接收雷达信号进行处理与分析，判断是否发生跌倒现象。通讯模块将处理后的数据及分析结果传输给服务器，这些数据可以较长时间储存在服务器内。客户端通过手机APP显示报警信息。从而便于监护人对跌倒情况进行处理，且不需要监护人随时陪伴，减轻监护人工作强度。

Description

一种隐匿式雷达跌倒报警方法

技术领域

本发明涉及一种隐匿式雷达跌倒报警方法，适用于对易跌倒人群的监管与护理，应用于医疗护理器械技术领域。

背景技术

首先我们需要了解跌倒是指突发的、不自主的、非故意的***改变，例如倒在地上或更低的平面上，跌倒是世界上造成意外伤害死亡的重大原因，特别是威胁老年人生命安全的重要因素，因此，监测老年人是否跌倒并在跌倒后进行报警十分重要。

目前市场上有一些可以检测跌倒的设备，如中国专利公开号“206133864U”公开了一种“跌倒报警器7，包括壳体、安装带、主控芯片、检测***和报警***，壳体的顶面上设置有安装槽孔，壳体的左右两侧均设置有卡环，卡环上设置有安装带，主控芯片位于壳体的内部，检测***包括数据采集模块、按键模块和显示模块，数据采集模块、按键模块均与主控芯片的输入端相连接，显示模块与主控芯片的输出端相连接，报警***包括报警模块和通信模块，报警模块与通信模块相连接。”但是此类设备一般为可穿戴设备，需要使用者长期佩戴，并不适合所有人，特别是对于老人，非常不便。

发明内容

本产品旨在发明一种隐匿式雷达跌倒报警方法，能够解决上述现有技术存在的技术缺陷，适用于对易跌倒人群的监管和护理。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，基于以下功能模块：雷达信号检测模块、信号处理分析模块、通讯模块、服务器、客户端和报警器，该方法包括以下步骤：

1)雷达信号检测模块发射并接收雷达信号，通过对接收回来的雷达信号进行实时监测记录被监测者的位置；

2)信号处理分析模块将背景信号和干扰信号通过滤波器屏蔽掉，并通过放大器对有效信号进行放大，且当检测到人体头部所处位置从高于地面至地面且降落速度为0.01m/s—13m/s时判定为跌倒；

3)通讯模块将上述处理分析后的数据和判定为跌倒的结果传输给服务器；

4)服务器存储上述数据；

5)接收服务器上的被监护/测人数据并显示在客户端上，及时显示报警信息；

6)报警器，接收通讯模块的报警信号并发出报警信号。

作为优选，所述雷达信号检测模块所用雷达频率为10-80GHz，波长为5-30mm。

作为优选，所述客户端为带有显示功能的电脑终端和/或移动终端。

作为优选，所述的电脑终端包括带有显示器的电脑、平板电脑，所述的移动终端为手机。

作为优选，所述的雷达信号模块有效角度为0-160度，所对应距离0-25米的有效范围的面积，对应的检测对象处于上述有效角度有效面积范围内。

作为优选，步骤2)中判断跌倒发生的公式为：

发射波：

反射波： 为反射系数

则反射波功率：P＝v_R ²

其中

A-发射波振幅；

-发射波初始相位；

-反射系数，即反射波振幅与发射波振幅之比；

-反射波相位；

将反射波功率通过傅里叶变换可得功率与频率的关系，进而得到信号强度与距离的关系，从而判定人体与雷达装置之间的距离，当头部位置从高于地面至地面距离增加，且伴有速度0.01m/s-13m/s与加速度时判定为发生跌倒现象。

作为优选，步骤2)中的信号处理分析模块预先存储有房间至地板的高度以及被监测人头部的高度，站立状态时头部位置距离雷达信号检测模块为0-22m，跌倒至地面时，头部位置距离雷达信号检测模块为25m以下，且当被监护人处于地面3-50秒后高度没有变化，则判定为跌倒。

作为优选，所述的雷达信号检测模块为隐匿式安装，实现非接触式监控。

作为优选，所述的通讯模块将数据上传给服务器的同时，通过自身WIFI功能将报警信息直接传递给报警器。

与现有技术相比，该***发射雷达信号并接收反射回来的雷达信号，通过对接收回来的雷达信号进行实时监测判断是否发生跌倒现象，将跌倒情况及时反馈给监护人(如亲属)，从而便于监护人对跌倒情况进行处理，且不需要监护人随时陪伴，减轻监护人工作强度。在监护人远离被监护人的情况下，***通过服务器将报警信息传递给客户端，客户端会提示监护人发生跌倒情况，便于监护人第一时间对跌倒情况进行处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例一、三的结构示意图。

图2是本实施例二信号处理分析模块处理后的信号随时间变化的图像模型。

图3是本实施例四的逻辑图。

标号说明：雷达信号检测模块1、信号处理分析模块2、通讯模块3、供电模块4、服务器5、客户端6、报警器7。

具体实施方式

以下结合具体实施例来说明本发明，下列实施例仅用于说明本发明的技术方案，并不限定本发明的保护范围。

实施例一：

如图1所示，一种隐匿式雷达跌倒报警方法，包括以下功能模块：

雷达信号检测模块1，用于发射雷达信号，通过对接收回来的雷达信号进行实时监测记录被监测者行动状况信息；

信号处理分析模块2，对上述信号进行处理、分析，并作出跌倒判断；

通讯模块3，将上述信息数据及判断结果传给服务器5；

供电模块4，用于对上述各模块进行供电；

服务器5，用于存储被监测者的数据信息；

客户端6，用于接收服务器5信息，并反馈给监护人。

本实施例还包括报警器7，直接连接通讯模块3获取报警信号。

本实施例中的雷达信号检测模块1所用雷达频率为10-80GHz，波长为5-30mm。能够通过发射与接收频率为24GHz左右的微波来感应物体的存在，具有感应灵敏的特点，为毫米级。

本实施例中的客户端6为带有显示功能的电脑终端和/或移动终端，具体地，电脑终端包括带有显示器的电脑、平板电脑，而移动终端为安装有APP的智能手机。

本实施例的的雷达信号检测模块1有效角度为0-160度，所对应距离0-25米的有效范围的面积，对应的检测对象处于上述有效角度有效面积范围内。

实施例二：

一种基于实施例一隐匿式雷达跌倒报警方法的监测方法，包括以下步骤：

1)雷达信号检测模块1发射并接收雷达信号，通过对接收回来的雷达信号进行实时监测记录被监测者的位置；

2)信号处理分析模块2将背景信号和干扰信号通过滤波器屏蔽掉，并通过放大器对有效信号进行放大，且当检测到人体头部所处位置从高于地面至地面且降落速度为0.01m/s— 13m/s时判定为跌倒；位置变化数值判断如：站立状态时头部位置距离雷达探测装置大概为 0-22m，跌倒至地面时，头部位置距离雷达信号检测模块为25m以下。

3)通讯模块3将上述处理分析后的数据和判定为跌倒的结果传输给服务器5；

4)服务器5存储从信号处理分析模块2传来的监测数据；

5)接收服务器5上的被监护/测人数据并显示在客户端6上，及时显示报警信息；

6)报警器7，接收通讯模块3的报警信号并发出报警信号。

其中，步骤2)中判断跌倒发生的公式为：

发射波：

反射波： 为反射系数

则反射波功率：P＝vR²

其中

A-发射波振幅；

-发射波初始相位；

-反射系数，即反射波振幅与发射波振幅之比；

-反射波相位；

将反射波功率通过傅里叶变换可得功率与频率的关系，进而得到信号强度与距离的关系，从而判定人体与雷达装置之间的距离，当头部位置从高于地面至地面距离增加，且伴有速度 0.01m/s-13m/s与加速度时判定为发生跌倒现象。如附图2所示，跌倒后雷达监测到的人体与雷达之间的距离会增加。具体公式内容含义：由于频率一定，发射波和反射波的特征主要由振幅和相位描述，因此A和就可以确定波的特性。故发射波可以用表示。反射波与发射波相比，振幅和相位有所变化，用反射系数来表示反射波振幅与发射波振幅之比，表示反射波的振幅，故反射波可以用表示。反射波的功率定义为反射波的平方。

另一判断方法，信号处理分析模块2预先存储有房间至地板的高度以及被监测人的高度，当跌倒后，雷达信号检测模块1接收的信号经过信号处理分析模块2得出被监护人位于地面，且当被监护人处于地面一定时间后高度没有变化，则判定为跌倒。

本实施例中的雷达信号检测模块1可藏匿于灯罩或其他载体之内安装于天花板或墙壁上床底或地面等与人体不接触的位置，实现隐匿，非接触式监控。

实施例三：

如图1所示，一种隐匿式雷达跌倒报警方法包括信号模块、服务器5和客户端6。其中信号模块包括雷达信号检测模块1、信号处理分析模块2、通讯模块3和供电模块4。客户端6包括客户端6和报警器7。其中雷达信号检测模块1发射并接收雷达信号，信号处理分析模块2对所述接收雷达信号进行处理与分析，判断是否发生跌倒现象。通讯模块3将处理后的数据及分析结果传输给服务器5，这些数据可以较长时间储存在服务器5内。客户端6通过手机APP显示报警信息。其中，雷达信号检测模块1与信号处理单元连接，信号处理分析模块2和通讯模块3相连接，供电模块4与雷达信号检测模块1、信号处理分析模块2和通讯模块3相连接。

隐匿式雷达跌倒报警方法的信号模块包装成一个整体放于灯罩内置于天花板上，实现隐匿式监控，避免了很多传统跌倒检测装置需要佩戴在身上的弊端，减少患者生理和心理不适。其中雷达信号检测模块1所用雷达频率为24GHz，波长为12mm。

实施例四：

如附图3所示，信号处理分析模块2对接收的信号进行实时监测，由于跌倒后雷达监测到的人体与雷达之间的距离增加，当距离增加且持续一段时间即可判断为发生跌倒现象。具体讲，步骤2)中的信号处理分析模块2预先存储有房间至地板的高度以及被监测人头部的高度，站立状态时头部位置距离雷达信号检测模块1为0-22m，跌倒至地面时，头部位置距离雷达信号检测模块1为25m以下，且当被监护人处于地面3-50秒后高度没有变化，则判定为跌倒。

隐匿式雷达跌倒报警方法的客户端6包括客户端6和报警器7。客户端6为手机APP。当雷达监测到的人体与雷达之间的距离增加且持续一段时间，所述信号处理分析模块2会判定为发生跌倒现象，发出跌倒报警信息。如附图1所示，通讯模块3将数据上传给服务器5的同时，通过自身WIFI功能将报警信息直接传递给报警器7。近距离监护人可根据报警信息及时对跌倒情况进行处理。当跌倒情况一段时间后未被处理，所述客户端6的手机APP会显示报警信息。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，基于以下功能模块：雷达信号检测模块、信号处理分析模块、通讯模块、服务器、客户端和报警器，该方法包括以下步骤：

1)雷达信号检测模块发射并接收雷达信号，通过对接收回来的雷达信号进行实时监测记录被监测者的位置；

2)信号处理分析模块将背景信号和干扰信号通过滤波器屏蔽掉，并通过放大器对有效信号进行放大，且当检测到人体头部所处位置从高于地面至地面且降落速度为0.01m/s—13m/s时判定为跌倒；

3)通讯模块将上述处理分析后的数据和判定为跌倒的结果传输给服务器；

4)服务器存储上述数据；

5)接收服务器上的被监护/测人数据并显示在客户端上，及时显示报警信息；

6)报警器，接收通讯模块的报警信号并发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，所述雷达信号检测模块所用雷达频率为10-80GHz，波长为5-30mm。

3.根据权利要求1所述的隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，所述客户端为带有显示功能的电脑终端和/或移动终端。

4.根据权利要求3所述的隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，所述的电脑终端包括带有显示器的电脑、平板电脑，所述的移动终端为手机。

5.根据权利要求1所述的隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，所述的雷达信号模块有效角度为0-160度，所对应距离0-25米的有效范围的面积，对应的检测对象处于上述有效角度有效面积范围内。

6.根据权利要求1所述的隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，步骤2)中判断跌倒发生的公式为：

发射波：

反射波： 为反射系数

则反射波功率：P＝v_R ²

其中

A-发射波振幅；

-发射波初始相位；

-反射系数，即反射波振幅与发射波振幅之比；

-反射波相位；

将反射波功率通过傅里叶变换可得功率与频率的关系，进而得到信号强度与距离的关系，从而判定人体与雷达装置之间的距离，当头部位置从高于地面至地面距离增加，且伴有速度0.01m/s-13m/s与加速度时判定为发生跌倒现象。

7.根据权利要求1或6所述的隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，步骤2)中的信号处理分析模块预先存储有房间至地板的高度以及被监测人头部的高度，站立状态时头部位置距离雷达信号检测模块为0-22m，跌倒至地面时，头部位置距离雷达信号检测模块为25m以下，且当被监护人处于地面3-50秒后高度没有变化，则判定为跌倒。

8.根据权利要求1所述的隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，所述的雷达信号检测模块为隐匿式安装，实现非接触式监控。

9.根据权利要求1所述的隐匿式雷达跌倒报警方法，其特征是，所述的通讯模块将数据上传给服务器的同时，通过自身WIFI功能将报警信息直接传递给报警器。