CN216435145U - 一种摔倒报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种摔倒报警装置，包括：主体部；挂钩部，与主体部机械连接，所述挂钩部用于佩戴于使用者的耳部，并使主体部与使用者的耳部接触；控制器，设置于主体部；血氧检测器，设置于主体部且与所述控制器电连接，血氧检测器用于采集所述使用者的脉率值和血氧饱和度；气压传感器，设置于主体部且与控制器电连接，气压传感器用于采集气体压强；加速度传感器，设置于主体部且与控制器电连接，加速度传感器用于采集加速度；报警器，设置于主体部且与控制器电连接，报警器用于发出报警信息。本实用新型提供的摔倒报警装置，能提高摔倒动作识别的准确性以及提高使用者的体验感。

Description

一种摔倒报警装置

技术领域

本实用新型实施例涉及智能穿戴设备领域，特别涉及一种摔倒报警装置。

背景技术

老年人摔倒发生率极高，且普遍会造成较大的伤害，若不能及时发现，甚至可能会危及生命，因此，摔倒报警技术的发展对于老年人摔倒后的及时发现和救治显得尤为重要。当前大多使用加速度传感器结合心率传感器的方式来识别摔倒动作，准确率较低；另外，现有技术中，为了佩戴方便，摔倒报警装置通常设计为耳机或手表(手环)的样式，但是，耳机的样式会影响正常的听觉效果，并且耳机的长期佩戴会令使用者感觉不舒服，甚至可能还会损害听力，而手表(手环)的样式可能会因为使用者正常活动时一些较大的动作幅度而引起误判。

发明内容

本实用新型实施例提供一种摔倒报警装置，能提高摔倒动作识别的准确性以及提高使用者的体验感。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用的一个技术方案是：

一种摔倒报警装置，包括：

主体部；

挂钩部，与所述主体部机械连接，所述挂钩部用于佩戴于使用者的耳部，并使所述主体部与所述使用者的耳部接触；

控制器，设置于所述主体部；

血氧检测器，设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述血氧检测器用于采集所述使用者的脉率值和血氧饱和度，并将所述脉率值和所述血氧饱和度传输至所述控制器；

气压传感器，设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述气压传感器用于采集气体压强，并将所述气体压强传输至所述控制器；

加速度传感器，设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述加速度传感器用于采集加速度并将所述加速度传输至所述控制器；

所述控制器用于存储所述脉率值、所述血氧饱和度、所述气体压强及所述加速度；

报警器，设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述报警器用于发出报警信息。

在一些实施例中，所述摔倒报警装置还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述温湿度传感器用于采集温度和湿度，并将所述温度和所述湿度传输至所述控制器。

在一些实施例中，所述摔倒报警装置还包括***，所述***设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述***用于获取位置信息并将所述位置信息传输至所述控制器。

在一些实施例中，所述摔倒报警耳环还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述蓝牙模块用于通过蓝牙发送所述报警信息和所述位置信息。

在一些实施例中，所述摔倒报警装置还包括气体传感器，所述气体传感器设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述气体传感器用于采集气体信息并将所述气体信息传输至所述控制器。

在一些实施例中，所述摔倒报警装置还包括供电电路，所述供电电路设置于所述主体部且分别与所述控制器、所述血氧检测器、所述气压传感器、所述加速度传感器及所述报警器电连接，所述供电电路用于为所述控制器、所述血氧检测器、所述气压传感器、所述加速度传感器及所述报警器供电。

在一些实施例中，报警器为指示灯或蜂鸣器。

在一些实施例中，所述血氧检测器包括血氧传感器和心率传感器。

在一些实施例中，所述供电电路包括无线充电接收器和与所述无线充电接收器电连接的电池，所述无线充电接收器用于接收电能并对所述电池进行充电。

在一些实施例中，控制器为单片机。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术，本实用新型提出了一种摔倒报警装置，佩戴于人体的耳部，由于使用者摔倒时，气压传感器的高度会发生明显变化(气体压强变化较大)，因此，控制器将气压传感器采集的气体压强变化值经过换算得到高度差，并以此来识别摔倒动作；此时，使用者在各个方向上的加速度也会发生变化，控制器通过对加速度传感器采集的加速度进行一次积分和二次积分得到对应的速度值和位移值，并根据上述速度值和位移值得到使用者的运动轨迹，从而识别出摔倒动作。当气体传感器和加速度传感器的采集数据均能表征摔倒动作时，即表明使用者发生了摔倒，相对于仅使用加速度传感器或心率传感器等单一检测源的方式，降低了摔倒动作误判的可能性，从而提高摔倒识别的准确性；由于上述摔倒报警装置佩戴于使用者的耳部，既保证了使用者摔倒时气压传感器的高度差足够大，降低了小误差误判的概率；且相对于耳机的佩戴样式，也降低了使用者的不适感及避免了对听力方面的影响。另外，由于使用者摔倒后，使用者的血氧饱和度和脉率值均会发生较大的变化，控制器还根据使用者摔倒时，血氧检测器传输的血氧饱和度和脉率值，控制报警器发出报警信息，以使得使用者能够得到及时的救助。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型一实施例提供的摔倒报警装置的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例提供的摔倒报警装置的原理框图。

图3是本实用新型另一实施例提供的摔倒报警装置的原理框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本申请进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本申请，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本申请的保护范围。

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。

请一并参阅图1和图2，图1示出了一种摔倒报警装置的结构示意图，图2示出了一种摔倒报警装置的原理框图。摔倒报警装置10包括挂钩部101、主体部102、控制器1020、血氧检测器1021、气压传感器1022、加速度传感器1023和报警器1024，控制器1020、血氧检测器1021、气压传感器1022、加速度传感器1023和报警器1024均设置于主体部102。

挂钩部101与主体部102机械连接，挂钩部101用于佩戴于使用者的耳部，并使主体部102与使用者的耳部接触；血氧检测器1021、气压传感器1022、加速度传感器1023和报警器1024均与控制器1020电连接。

血氧检测器1021用于采集使用者的血氧饱和度和脉率值，并将血氧饱和度和脉率值传输至控制器1020。气压传感器1022用于采集气体压强，并将气体压强传输至控制器1020。加速度传感器1023用于采集挂钩部101和主体部102各个方向上的加速度，并将加速度传输至控制器1020。报警器1024用于发出报警信息。

控制器1020用于根据脉率值和血氧饱和度判断主体部102是否与使用者的耳部接触，当控制器1020没有接收到脉率值和血氧饱和度，则主体部102没有与使用者的耳部接触，进一步地，控制器1020还根据气体压强判断挂钩部101和主体部102的高度变化，根据加速度判断挂钩部101和主体部102的运动速度和位移是否发生变化，当主体部102与使用者的耳部接触，且挂钩部101和主体部102的高度变化较大和挂钩部101和主体部102的运动速度和位移发生较大的变化时，则判断使用者摔倒，控制器1020控制报警器1024发出报警信息，以提示使用者发生摔倒。

摔倒报警装置10的工作过程如下：当摔倒报警装置10上电后，首先启动血氧检测器1021，当控制器1020接收到血氧检测器1201采集到的脉率值和血氧饱和度时，表明使用者佩戴了摔倒报警装置10，此时便控制气压传感器1022、加速度传感器1023和报警器1024进入工作状态，若使用者未佩戴摔倒报警装置10，则不启动气压传感器1022、加速度传感器1023和报警器1024，以节省电量并防止非摔倒动作误判(如抛掷、意外掉落等)；当检测到使用者佩戴摔倒报警装置10后，启动气压传感器1022采集气体压强及启动加速度传感器1023采集挂钩部101和主体部102各个方向上的加速度；控制器1020接收来自于血氧检测器1021的脉率值和血氧饱和度、气压传感器1022的气体压强及加速度传感器1023的加速度，并对上述脉率值、血氧饱和度、气体压强及加速度进行存储和数据处理，并根据数据处理结果判别使用者是否摔倒。

由于使用者摔倒时，摔倒报警装置10的高度、运动速度以及位移均会发生明显的变化，因此，在预设时间内，当气压传感器1022采集到的相邻两次的气体压强差值(经换算后为高度差)超出阈值范围且根据加速度传感器1023的加速度经过积分处理后得到的速度和位移值得出的人体运动轨迹超出预设轨迹范围值时，则判定使用者摔倒；当判断结果为使用者摔倒后，控制器1020启动报警器1024向外界发送报警信息，以使使用者得到及时发现和救治。

在本实施例中，摔倒报警装置10设计为耳挂的样式，在其他一些实施例中，摔倒报警装置10还可以设计为耳钉或耳夹等样式，在此不对其机械结构进行限定，只要保证其能佩戴于使用者的耳部，并能使其主体部102与使用者的耳部接触即可。

在一些实施例中，可以将摔倒报警装置10的主体部尽量贴近使用者的耳垂部位，以使使用者的血氧饱和度和脉率值由其耳垂部位采集得到，由于人体的耳垂部位血管丰富，且相关的生物信号稳定，因此通过在耳垂采集相关信号的方式会得到更稳定的信号，从而更进一步提高测量结果的准确性。

区别于现有技术，本实用新型提出了一种摔倒报警装置，该装置包括挂钩部和主体部，挂钩部与主体部机械连接。挂钩部用于佩戴于人体的耳部，并使主体部与使用者的耳部接触，主体部设置有血氧检测器、气压传感器、加速度传感器、报警器。由于使用者摔倒时，气压传感器的高度会发生明显变化(气体压强发生变化)，因此，控制器将气压传感器采集的气体压强变化值经过换算得到高度差，并以此来识别摔倒动作；此时，使用者在各个方向上的加速度也会发生变化，控制器通过对加速度传感器采集的加速度进行一次积分和二次积分得到对应的速度值和位移值，并根据上述速度值和位移值得到使用者的运动轨迹，从而识别出摔倒动作。当气体传感器和加速度传感器的采集数据均能表征摔倒动作时，即表明使用者发生了摔倒，相对于仅使用加速度传感器或心率传感器等单一检测源的方式，降低了摔倒动作误判的可能性，从而提高摔倒识别的准确性；由于上述摔倒报警装置佩戴于使用者的耳部，既保证了使用者摔倒时气压传感器的高度差足够大，降低了小误差误判的概率；且相对于耳机的佩戴样式，也降低了使用者的不适感及避免了对听力方面的影响。另外，由于使用者摔倒后，使用者的血氧饱和度和脉率值均会发生较大的变化，控制器还根据使用者摔倒时，血氧检测器传输的血氧饱和度和脉率值，控制报警器发出报警信息，以使得使用者能够得到及时的救助。

在一些实施例中，请再次参阅图2，摔倒报警装置10还包括温湿度传感器1025，温湿度传感器1025设置于主体部102且与控制器1020电连接。温湿度传感器1025用于采集摔倒报警装置10周围环境的温度和湿度，并将温度和湿度传输至控制器1020。控制器1020可以根据温度和湿度判断使用者所处的环境，当使用者处于温湿度较大的环境中时，控制器1020可以通过报警器1024发出提示信息，以提示使用者防止滑倒。

在一些实施例中，请再次参阅图2，摔倒报警装置10还包括***1026，***1026设置于主体部102且与控制器1020电连接。***1026用于获取摔倒报警装置10的位置信息并所述位置信息传输至所述控制器1020。在使用者摔倒后，摔倒报警装置10可以根据位置信息发送至终端设备，终端设备的持有者通过位置信息可以迅速定位使用者的摔倒位置，从而实现对使用者迅速救治。终端设备可以是手机、平板电脑等。

在一些实施例中，请再次参阅图2，摔倒报警装置10还包括蓝牙模块1027，蓝牙模块1027设置于主体部102且与控制器1020电连接。蓝牙模块1027用于通过蓝牙发送报警信息和位置信息。蓝牙模块1027可以通过蓝牙与终端设备相互通信。蓝牙模块1027还可以将温度、湿度、脉率值、血氧饱和度、气体压强和加速度等信息通过蓝牙发送终端设备。通过设置蓝牙模块1027，摔倒报警装置10可以实现与终端设备的信息传输，而且蓝牙模块1027的功耗低，有利于降低摔倒报警装置10的功耗。

在一些实施例中，请再次参阅图2，摔倒报警装置10还包括气体传感器1028，气体传感器1028设置于主体部102且与控制器1020电连接。气体传感器1028用于采集摔倒报警装置10的气体信息，气体信息可以包括一氧化碳、甲烷、硫化氢等气体的气体浓度，控制器1020可以根据气体信息提示使用者所处环境的气体浓度状况，并在气体浓度超出预设浓度值时，控制报警器1024发出提示信息，以提示使用者远离该环境。当使用者摔倒时，也将气体信息通过蓝牙模块1027发送至终端设备，以供救援者根据现场空气状况制定相应的救援方案及配置针对性的救援设备。

在一些实施例中，请再次参阅图2，摔倒报警装置10还包括供电电路1029，供电电路1029设置于主体部102且分别与控制器1020、血氧检测器1021、气压传感器1022、加速度传感器1023、报警器1024、温湿度传感器1025、***1026、蓝牙模块1027及气体传感器1028电连接。供电电路1029用于为控制器1020、血氧检测器1021、气压传感器1022、加速度传感器1023、报警器1024、温湿度传感器1025、***1026、蓝牙模块1027及气体传感器1028供电。通过设置供电电路1029，既可以保证摔倒报警装置10的电量供应，又可以保证摔倒报警装置10轻巧、方便携带。

在一些实施例中，报警器1024为指示灯或蜂鸣器，在其他一些实施例中，报警器1024也可以是语音提示装置等。

在一些实施例中，血氧检测器1021包括血氧传感器和心率传感器，血氧传感器和心率传感器均与控制器1020电连接。血氧传感器用于采集使用者的血氧饱和度，并将血氧饱和度传输至控制器1020，心率传感器用于采集使用者的脉率值并将脉率值传输至控制器1020。血氧传感器通过红光和红外线透过使用者的耳部获取使用者的血氧饱和度，血氧传感器采用透射式的信号采集方式，能够使得采集得到的血氧饱和度更稳定和准确。

在一些实施例中，供电电路1029包括无线充电接收器和与无线充电接收器电连接的电池，无线充电接收器用于接收电能并对所述电池进行充电。进一步的，摔倒报警装置10可以通过收纳盒进行充电。通过采用无线的充电方式，可以满足微小装置的充电需求。

在其他一些实施例中，供电电路1029也可以是以有线充电的方式进行充电，在此不限定充电的方式及电池的类型。

在一些实施例中，控制器1020可以是单片机。

在一些实施例中，请参阅图3，图3示出了一个实施例中摔倒报警装置10中的原理框图。

控制器1020选用超低功耗的AMA3B1KK-KBR芯片，该芯片集成了一个超低功耗的M4内核，一个ble5.0芯片，拥有丰富的通信接口，包含UART、I2C、SPI、GPIO等；血氧检测器1021中的血氧传感器选用的型号为AS703RB，该款传感器具有较高的灵敏度和信噪比，能够以LED的较低光输出功率高效运行，有助于延长采用小电池供电设备的运行时间，减少电池充电次数；血氧检测器1021中的心率传感器选用的型号是HRS3300，该款传感器具有低功耗、体积小、测量精度高等优点；气压传感器1022选用的型号为BMP390，该芯片的特点是可以分辨最小25cm的高度差；加速度传感器1023选用的型号为bma400，该芯片是目前功耗最低的三轴加速度传感器；报警器1024选用的是LED指示灯和/或蜂鸣器；温湿度传感器1025选用的型号为SHT21，该芯片体积小、工作性能稳定、测量精度高；***1026为GPRS***；蓝牙模块1027为AMA3B1KK-KBR芯片中的ble5.0芯片和ble5.0天线，实现短距离的蓝牙传输；气体传感器1028选用的型号是HGS008，该传感器的特点是功耗低、稳定性好、抗震性好；供电电路1029包括无线充电接收器和电池。

摔倒报警装置10的工作过程如下：

(1)启动摔倒报警装置10，电池为摔倒报警装置10的各模块供电；

(2)判断使用者是否佩戴了摔倒报警装置10，具体的，当AMA3B1KK-KBR芯片接收到由AS703RB芯片和HRS3300芯片的采集的血氧饱和度和脉率值时，表示使用者已佩戴摔倒报警装置10；

(3)当检测到使用者佩戴摔倒报警装置10后，通过BMP390芯片采集气体压强，通过bma400芯片采集摔倒报警装置10中挂钩部101和主体部102各个方向上的加速度；AMA3B1KK-KBR芯片接收由BMP390芯片采集的气体压强和bma400芯片采集的加速度，并对上述气体压强和加速度进行数据处理，根据数据处理结果判断使用者是否摔倒。具体的，当在预设间隔时间内，由BMP390芯片采集的相邻两次的气体压强做差值运算并经过换算成高度差后超出阈值范围，且由bma400芯片采集的加速度经过一次积分和二次积分处理得到速度和位移，并根据速度和位移得到的使用者运动轨迹符合人体摔倒动作特征时，判定使用者摔倒；

(4)当判断结果为使用者摔倒后，利用AS703RB芯片、HRS3300芯片、SHT21芯片、GPRS***及HGS008传感器实时采集使用者的血氧饱和度、脉率值、周围环境的温湿度、位置信息及周围环境的气体状况，并发送至AMA3B1KK-KBR芯片，同时，AMA3B1KK-KBR芯片中的处理器向ble5.0芯片发送摔倒提示信号，ble5.0芯片接收到摔倒提示信号后通过ble5.0天线向外界发送报警信息，该报警信息包括使用者的血氧饱和度、周围环境的温湿度、位置信息、周围环境的气体状况等。

需要说明的是，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种摔倒报警装置，其特征在于，包括：

主体部；

挂钩部，与所述主体部机械连接，所述挂钩部用于佩戴于使用者的耳部，并使所述主体部与所述使用者的耳部接触；

控制器，设置于所述主体部；

血氧检测器，设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述血氧检测器用于采集所述使用者的脉率值和血氧饱和度，并将所述脉率值和所述血氧饱和度传输至所述控制器；

气压传感器，设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述气压传感器用于采集气体压强，并将所述气体压强传输至所述控制器；

加速度传感器，设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述加速度传感器用于采集加速度并将所述加速度传输至所述控制器；

所述控制器用于存储所述脉率值、所述血氧饱和度、所述气体压强及所述加速度；

报警器，设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述报警器用于发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述摔倒报警装置还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述温湿度传感器用于采集温度和湿度，并将所述温度和所述湿度传输至所述控制器。

3.根据权利要求1所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述摔倒报警装置还包括***，所述***设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述***用于获取位置信息并将所述位置信息传输至所述控制器。

4.根据权利要求3所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述摔倒报警装置还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述蓝牙模块用于通过蓝牙发送所述报警信息和所述位置信息。

5.根据权利要求1所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述摔倒报警装置还包括气体传感器，所述气体传感器设置于所述主体部且与所述控制器电连接，所述气体传感器用于采集气体信息并将所述气体信息传输至所述控制器。

6.根据权利要求1所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述摔倒报警装置还包括供电电路，所述供电电路设置于所述主体部且分别与所述控制器、所述血氧检测器、所述气压传感器、所述加速度传感器及所述报警器电连接，所述供电电路用于为所述控制器、所述血氧检测器、所述气压传感器、所述加速度传感器及所述报警器供电。

7.根据权利要求1所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述报警器为指示灯或蜂鸣器。

8.根据权利要求1所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述血氧检测器包括血氧传感器和心率传感器。

9.根据权利要求6所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述供电电路包括无线充电接收器和与所述无线充电接收器电连接的电池，所述无线充电接收器用于接收电能并对所述电池进行充电。

10.根据权利要求1所述的摔倒报警装置，其特征在于，所述控制器为单片机。

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