CN111110243A - 一种穿戴式摔倒监测设备及*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种穿戴式摔倒监测设备及***,该穿戴式摔倒监测设备及***采用穿戴方式监测人体是否发生摔倒,并且采集人体生理数据,还通过利用蓝牙模块和蓝牙基站定位人体在局部空间中的区域,将发生摔倒指示、人体生理数据和在局部空间中的区域发送给远程设备,便于远程监护人员了解人体的摔倒状态、人体生理数据和在局部空间中的区域,以便应对人体摔倒状况。以低功耗、低成本方式实现了对摔倒及摔倒状况的全面监测。
Description
技术领域
本申请涉及摔倒监测技术领域,尤其涉及一种穿戴式摔倒监测设备及***。
背景技术
随着全球老龄化的加剧,老年人口的增多,老年人的健康监护已经成为了重要的社会问题。因身体机能的下降,老年人发生摔倒的概率非常高。
相关技术中,监测摔倒的技术主要分为3类:基于视频图像进行分析、基于音频信号进行分析,以及便携穿戴式的检测方式。视频图像分析无法保证用户的隐私安全,音频信号分析安装复杂,资金投入大,穿戴式检测装置方便可行成本低,能够保证较高的准确性。
此外,相关技术中,通过全球定位***(GPS)进行定位,以此来定位便携穿戴式设备的佩戴者的位置。
发明内容
本申请提供了一种穿戴式摔倒监测设备及***,以便于远程监护人员了解人体的摔倒状态、人体生理数据和在局部空间中的区域,以便应对人体摔倒状况。
第一方面,本申请提供了一种穿戴式摔倒监测设备,包括:蓝牙模块,用于接收布设在局部空间中的多个蓝牙基站发送的蓝牙信号,其中,蓝牙信号包括:基站ID和信号强度指示(RSSI);惯性传感器,用于检测佩戴者的姿态数据;生理数据采集模块,用于采集佩戴者的生理数据;无线通信模块;存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序模块,计算机程序模块包括:定位模块,用于通过蓝牙模块接收蓝牙信号,并基于接收到的蓝牙信号定位佩戴者在局部空间中的区域;姿态检测模块,用于通过惯性传感器检测佩戴者的姿态数据,并基于姿态数据确定佩戴者是否发生摔倒;监测模块,用于当姿态检测模块确定佩戴者发生摔倒时,通过无线通信模块发送监测消息,以在远程设备处被接收,其中,检测消息携带的信息包括:发生摔倒指示、佩戴者在局部空间中的区域,以及佩戴者的生理数据。
在某些实施例中,穿戴式摔倒监测设备用于佩戴在人体腰部。
在某些实施例中,惯性传感器包括:加速度计,用于检测佩戴者的加速度向量幅值;陀螺仪,用于检测佩戴者的姿态角;其中,姿态监测模块,用于基于加速度向量幅值和姿态角确定佩戴者是否发生摔倒。
在某些实施例中,生理数据采集模块包括以下至少之一或者任意组合:血压检测模块,用于通过振荡法以无创伤方式测量佩戴者的血压;体温检测模块,用于测量佩戴者的体温;单导联心电传感器,用于测量佩戴者的心率;呼吸检测模块,用于通过压电式传感器测量佩戴者的呼吸体征参数。
在某些实施例中,无线通信模块为移动通信模块。
第二方面,本申请提供了一种穿戴式摔倒监测***,包括:布设在局部空间中的多个蓝牙基站、定位服务器、穿戴式摔倒监测设备和远程终端,其中,穿戴式摔倒监测设备包括:蓝牙模块,用于接收布设在局部空间中的多个蓝牙基站发送的蓝牙信号,其中,蓝牙信号包括:基站ID和信号强度指示(RSSI);惯性传感器,用于检测佩戴者的姿态数据;生理数据采集模块,用于采集佩戴者的生理数据;无线通信模块;存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序模块,计算机程序模块包括:姿态检测模块,用于通过惯性传感器检测佩戴者的姿态数据,并基于姿态数据确定佩戴者是否发生摔倒;监测模块,用于当姿态检测模块确定佩戴者发生摔倒时,通过无线通信模块发送监测消息,以在远程设备处被接收,其中,检测消息携带的信息包括:发生摔倒指示、佩戴者在局部空间中的区域,以及佩戴者的生理数据;定位服务器,用于接收来自蓝牙模块的基站ID和信号强度指示,基于基站ID与局部空间的对应关系确定基站ID对应的局部空间,基于信号强度指示,确定佩戴者在局部空间中的区域;以及向穿戴式摔倒监测设备和远程终端提供佩戴者在局部空间中的区域;远程终端,用于接收并显示发生摔倒指示、佩戴者在局部空间中的区域,以及佩戴者的生理数据。
在某些实施例中,穿戴式摔倒监测设备用于佩戴在人体腰部。
在某些实施例中,惯性传感器包括:加速度计,用于检测佩戴者的加速度向量幅值;陀螺仪,用于检测佩戴者的姿态角;其中,姿态监测模块,用于基于加速度向量幅值和姿态角确定佩戴者是否发生摔倒。
在某些实施例中,生理数据采集模块包括以下至少之一或者任意组合:血压检测模块,用于通过振荡法以无创伤方式测量佩戴者的血压;体温检测模块,用于测量佩戴者的体温;单导联心电传感器,用于测量佩戴者的心率;呼吸检测模块,用于通过压电式传感器测量佩戴者的呼吸体征参数。
在某些实施例中,无线通信模块为移动通信模块。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本申请实施例提供的该穿戴式摔倒监测设备及***,采用穿戴方式监测人体是否发生摔倒,并且采集人体生理数据,还通过利用蓝牙模块和蓝牙基站定位人体在局部空间中的区域,将发生摔倒指示、人体生理数据和在局部空间中的区域发送给远程设备,便于远程监护人员了解人体的摔倒状态、人体生理数据和在局部空间中的区域,以便应对人体摔倒状况。以低功耗、低成本方式实现了对摔倒及摔倒状况的全面监测。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的穿戴摔倒式监控***一种实施方式的示意图;
图2为本申请实施例提供的穿戴摔倒式监控设备一种实施方式的硬件示意图;
图3为本申请实施例提供的穿戴摔倒式监控程序模块一种实施方式的结构框图;以及
图4为本申请实施例提供的穿戴摔倒式监控***另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
本申请实施例提供的该穿戴式摔倒监测设备及***,采用穿戴方式监测人体是否发生摔倒,并且采集人体生理数据,还通过利用蓝牙模块和蓝牙基站定位人体在局部空间中的区域,将发生摔倒指示、人体生理数据和在局部空间中的区域发送给远程设备,便于远程监护人员了解人体的摔倒状态、人体生理数据和在局部空间中的区域,以便应对人体摔倒状况。
实施例1
请参阅图1,其为本申请实施例1的一种穿戴式摔倒监测***的示意图,该穿戴式摔倒监测***1包括:设置在局部空间100中的多个蓝牙基站101、穿戴式摔倒监测设备102以及远程设备103。远程设备103与穿戴式摔倒监测设备102通信以发送和接收信息。
在本实施例中,基于蓝牙定位技术来定位佩戴者在局部空间100中的位置。穿戴式摔倒监测设备102具有蓝牙单元,蓝牙基站101广播蓝牙信号,蓝牙信号包括基站ID和信号强度指示(RSSI)等信息。基于信号强度指示以及蓝牙基站的位置来定位。定位算法可参见相关技术,在此不作赘述。
在某些实施例中,局部空间100为家庭住所,家庭住所包括多个区域,例如,一个或多个卧室、会客厅、花园、门厅等,但不限于。家庭住所可为一层或多层建筑。多个蓝牙基站101布设在家庭住所中,以使得穿戴式摔倒监测设备102基于多个蓝牙基站101中至少部分蓝牙基站的蓝牙信号,定位穿戴式摔倒监测设备102的佩戴者在局部空间100中的区域。在一些实施例中,家庭住所为室内空间。在另一些实施例中,家庭住所包括室内空间和室外空间,室外空间具有私人属性。在某些实施例中,远程设备103为智能手机、便携式计算机等移动终端。
在某些实施例中,局部空间100为养老院等看护社区,社区可包括多个区域。一个或多个佩戴者可在该多个区域中至少部分区域中活动。多个蓝牙基站101布设在看护社区中,以使得穿戴式摔倒监测设备102基于多个蓝牙基站101中至少部分蓝牙基站的蓝牙信号,定位穿戴式摔倒监测设备102的佩戴者在局部空间100中的区域。在一些实施例中,看护社区为室内空间。在另一些实施例中,看护社区包括室内空间和室外空间。可选地,看护社区具有封闭属性。在某些实施例中,远程设备103为包括服务器和客户端的计算中心,例如监测平台。
在某些实施例中,局部空间100还可为商业场所等,本实施例对此不再一一赘述。
在某些实施例中,请参阅图2,其为实现本申请实施例穿戴式监测设备102一种实施方式的硬件结构示意图,该穿戴摔倒式监控设备102可以包括:RF(Radio Frequency,射频)单元1021、传感器1022、蓝牙单元1023、存储器1024、处理器1025、以及电源1026等部件。在一些实施例中,还可包括:显示单元,用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息;A/V输入单元,用于接收音频或视频信号;WiFi模块,通过WiFi模块可以与远程设备103等通信。
本领域技术人员可以理解,穿戴式监测设备102可以包括比上述更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
参考图2所示,射频单元1021可以通过无线通信与网络和其他设备通信,具体的可以包括:通过无线通信与网络***中的远程设备103通信,例如,向远程设备103发送消息,或者接收远程设备103发送的消息;以及与网络***中的服务器(图中未示出)通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于GSM(Global System of Mobilecommunication,全球移动通讯***)、GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务)、CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000,码分多址2000)、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,宽带码分多址)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,时分同步码分多址)、FDD-LTE(FrequencyDivision Duplexing-Long Term Evolution,频分双工长期演进)和TDD-LTE(TimeDivision Duplexing-Long Term Evolution,分时双工长期演进)等。
在本实施例中,穿戴摔倒式监控设备102包括至少一种传感器1022。在本实施例中,传感器1022包括:惯性传感器10221,用于检测佩戴者的姿态数据;生理数据采集模块10222,用于采集佩戴者的生理数据。
在某些实施例中,惯性传感器10221包括:加速度计,用于检测佩戴者的加速度向量幅值;陀螺仪,用于检测佩戴者的姿态角。
在某些实施例中,生理数据采集模块10222包括以下至少之一或者任意组合:血压检测模块,用于通过振荡法以无创伤方式测量佩戴者的血压;体温检测模块,用于测量佩戴者的体温;单导联心电传感器,用于测量佩戴者的心率;呼吸检测模块,用于通过压电式传感器测量佩戴者的呼吸体征参数。
在某些实施例中,体温检测模块中,体温的测量是在传感器中安置有能够与皮肤紧密接触的金属箔,当体温发生变化时,金属箔的阻值也会随之发生改变,然后采用比例运算的测量方法,降低周围噪声引起的干扰。在体温检测模块中,可采用AD7783集成芯片,在此芯片上搭载有可编程的放大器以及数字滤波器,由于该芯片适用于低频信号的测量。
在某些实施例中,呼吸检测模块,对于呼吸体征参数的测量是通过压电式传感器来实现的。人体呼吸所引起的收缩和舒张会对压电式传感器的电介质的形状造成一定程度的改变,引起其内部电荷的分布状态发生变化,使之正反相互转移,最终形成电位差,并且形成的电位差与人体呼吸产生的压力和张力成正比,利用此原理来检测人体的呼吸体征参数。
在某些实施例中,心率检测采用的是功耗低准确度高且较为简单方便的单导联心电测量方式,从心电电极得到的心电信号经缓冲电路、前置放大电路、滤波电路得到心电信号波形。
存储器1024可用于存储软件程序以及各种数据。存储器1024可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的计算机程序等。此外,存储器1024可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器1025是穿戴摔倒式监控设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个穿戴摔倒式监控设备的各个部分,通过运行或执行存储在存储器1024内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器1024内的数据,执行穿戴摔倒式监控设备的各种功能和处理数据,从而对穿戴摔倒式监控设备进行整体监控。处理器1025可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器1025可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1025中。
请参阅图3所示,其为一种计算机程序模块的结构框图,如图3所示,存储器1024中存储的计算机程序模块包括:定位模块10、姿态检测模块20和监测模块30。
在本实施例中,定位模块10,用于通过蓝牙单元1023接收多个蓝牙基站101中至少部分蓝牙基站的蓝牙信号,并基于接收到的蓝牙信号定位佩戴者在局部空间100中的区域。
蓝牙基站101每隔一定的时间广播一个数据包到周围。当穿戴摔倒式监控设备102进入蓝牙基站101的信号覆盖范围内,穿戴摔倒式监控设备102在执行扫描动作时,会间隔地接收到蓝牙基站广播出来的数据包。在穿戴摔倒式监控设备102接收到广播包时,其中会指示该广播包来自于蓝牙基站的基站ID和信号强度指示(RSSI)。信号强度指示是确定穿戴摔倒式监控设备102和蓝牙基站之间远近距离的依据。定位模块10通过定位算法,以及和地图引擎数据库的交互,定位出穿戴摔倒式监控设备102在局部空间100中的区域。
姿态检测模块20,用于通过惯性传感器检10221测佩戴者的姿态数据,并基于姿态数据确定佩戴者是否发生摔倒。由于人体的正常活动和摔倒时腰部发生的变化区别明显,所以将加速度计放置在腰间,以加速度计本身建立空间坐标系,定义Z轴的方向为竖直向上,X轴和Y轴为水平方向,姿态检测模块20测算加速度向量幅值(SVM),三轴加速度传感器能够直接测出竖直方向的加速度az,水平方向的加速度ax和ay,加速度向量幅值老人未摔倒时,身躯保持直立,此时x轴和y轴方向的加速度为0,z轴为-g,摔倒瞬间,三个方向加速度都发生变化,z轴变化最明显,摔倒后,老人处于平躺、平卧或侧躺在水平面上,z轴加速度为0,x轴和y轴方向的加速度较大。陀螺仪用于测得人体的姿态角,人体的姿态角定义为运动过程人体与地面垂直方向的夹角,开始时,设老人处于直立状态,陀螺仪处于与水平面垂直状态,此时定义人体姿态角为0°,当老人摔倒时,人体的姿态角会瞬间变大,摔倒后人体姿态角接近90°。姿态检测模块20,基于加速度向量幅值和姿态角确定人体是否发生摔倒。
在本实施例中,姿态检测模块20,可采用相关技术中的算法来确定是否发生摔倒,本实施例对此不做限定。
监测模块30,用于当姿态检测模块20确定佩戴者发生摔倒时,发送监测消息,以在远程设备103处被接收,其中,检测消息携带的信息包括:发生摔倒指示、佩戴者在局部空间中的区域,以及佩戴者的生理数据。使得远程设备103了解到佩戴者发生摔倒,且了解到佩戴者的生理状况,以及摔倒位置。
实施例2
请参阅图4,其为本申请实施例2的一种穿戴式摔倒监测***的示意图,相较于图1所示,该穿戴式摔倒监测***1还包括:定位服务器104。在一些实施例中,定位服务器104可与穿戴式摔倒监测设备102通信。在另一些实施例中,穿戴式摔倒监测设备102将其蓝牙单元1023获得的基站ID和信号强度指示发送至中继设备,由中继设备将蓝牙单元1023获得的基站ID和信号强度指示发送至定位服务器104。
在该实施例中,定位服务器104,用于接收来自蓝牙单元1023的基站ID和信号强度指示(RSSI),基于基站ID与局部空间的对应关系确定基站ID对应的局部空间,基于信号强度指示,确定佩戴者在局部空间100中的区域;以及向穿戴式摔倒监测设备102和远程终端203提供佩戴者在局部空间100中的区域。
本实施例中的其他部分参见实施例1的描述,在此不再赘述。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种穿戴式摔倒监测设备,其特征在于,包括:
蓝牙模块,用于接收布设在局部空间中的多个蓝牙基站发送的蓝牙信号,其中,所述蓝牙信号包括:基站ID和信号强度指示RSSI;
惯性传感器,用于检测佩戴者的姿态数据;
生理数据采集模块,用于采集所述佩戴者的生理数据;
无线通信模块;
存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序模块,所述计算机程序模块包括:
定位模块,用于通过所述蓝牙模块接收所述蓝牙信号,并基于接收到的蓝牙信号定位所述佩戴者在所述局部空间中的区域;
姿态检测模块,用于通过所述惯性传感器检测所述佩戴者的姿态数据,并基于所述姿态数据确定所述佩戴者是否发生摔倒;
监测模块,用于当所述姿态检测模块确定所述佩戴者发生摔倒时,通过所述无线通信模块发送监测消息,以在远程设备处被接收,其中,所述检测消息携带的信息包括:发生摔倒指示、所述佩戴者在所述局部空间中的区域,以及所述佩戴者的生理数据。
2.根据权利要求1所述的穿戴式摔倒监测设备,其特征在于,所述穿戴式摔倒监测设备用于佩戴在人体腰部。
3.根据权利要求1或2所述的穿戴式摔倒监测设备,其特征在于,所述惯性传感器包括:加速度计,用于检测所述佩戴者的加速度向量幅值;陀螺仪,用于检测所述佩戴者的姿态角;其中,所述姿态监测模块,用于基于所述加速度向量幅值和所述姿态角确定所述佩戴者是否发生摔倒。
4.根据权利要求1或2所述的穿戴式摔倒监测设备,其特征在于,所述生理数据采集模块包括以下至少之一或者任意组合:血压检测模块,用于通过振荡法以无创伤方式测量所述佩戴者的血压;体温检测模块,用于测量所述佩戴者的体温;单导联心电传感器,用于测量所述佩戴者的心率;呼吸检测模块,用于通过压电式传感器测量所述佩戴者的呼吸体征参数。
5.根据权利要求1或2所述的穿戴式摔倒监测设备,其特征在于,所述无线通信模块为移动通信模块。
6.一种穿戴式摔倒监测***,其特征在于,包括:布设在局部空间中的多个蓝牙基站、定位服务器、穿戴式摔倒监测设备和远程终端,其中,
所述穿戴式摔倒监测设备包括:
蓝牙模块,用于接收布设在局部空间中的多个蓝牙基站发送的蓝牙信号,其中,所述蓝牙信号包括:基站ID和信号强度指示RSSI;
惯性传感器,用于检测佩戴者的姿态数据;
生理数据采集模块,用于采集所述佩戴者的生理数据;
无线通信模块;
存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序模块,所述计算机程序模块包括:
姿态检测模块,用于通过所述惯性传感器检测所述佩戴者的姿态数据,并基于所述姿态数据确定所述佩戴者是否发生摔倒;
监测模块,用于当所述姿态检测模块确定所述佩戴者发生摔倒时,通过所述无线通信模块发送监测消息,以在所述远程设备处被接收,其中,所述检测消息携带的信息包括:发生摔倒指示、所述佩戴者在所述局部空间中的区域,以及所述佩戴者的生理数据;
所述定位服务器,用于接收来自所述蓝牙模块的基站ID和信号强度指示,基于基站ID与局部空间的对应关系确定所述基站ID对应的局部空间,基于所述信号强度指示,确定所述佩戴者在所述局部空间中的区域;以及向所述穿戴式摔倒监测设备和所述远程终端提供所述佩戴者在所述局部空间中的区域;
所述远程终端,用于接收并显示发生摔倒指示、所述佩戴者在所述局部空间中的区域,以及所述佩戴者的生理数据。
7.根据权利要求6所述的穿戴式摔倒监测***,其特征在于,所述穿戴式摔倒监测设备用于佩戴在人体腰部。
8.根据权利要求6或7所述的穿戴式摔倒监测***,其特征在于,所述惯性传感器包括:加速度计,用于检测所述佩戴者的加速度向量幅值;陀螺仪,用于检测所述佩戴者的姿态角;其中,所述姿态监测模块,用于基于所述加速度向量幅值和所述姿态角确定所述佩戴者是否发生摔倒。
9.根据权利要求6或7所述的穿戴式摔倒监测***,其特征在于,所述生理数据采集模块包括以下至少之一或者任意组合:血压检测模块,用于通过振荡法以无创伤方式测量所述佩戴者的血压;体温检测模块,用于测量所述佩戴者的体温;单导联心电传感器,用于测量所述佩戴者的心率;呼吸检测模块,用于通过压电式传感器测量所述佩戴者的呼吸体征参数。
10.根据权利要求6或7所述的穿戴式摔倒监测***,其特征在于,所述无线通信模块为移动通信模块。
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