TW201435819A - 安全監測裝置及方法 - Google Patents

Abstract

一種安全監測裝置，設置於手杖，包括第一無線通訊模組、定位模組，用以產生定位訊號、重力感測模組，用以偵測人員使用手杖之步行狀況以產生傾斜角度、生理偵測模組，用以擷取人員的至少一生理訊號，並輸出生理訊號、及處理模組，耦接於第一無線通訊模組、定位模組、重力感測模組及生理偵測模組，用以接收定位訊號、傾斜角度及生理訊號，並根據傾斜角度及生理訊號判定是否有意外狀況發生，當處理模組識別出意外狀況發生時，驅動第一無線通訊模組，無線輸出一具有定位訊號之通報資料。

Description

安全監測裝置及方法

本發明係關於一種安全監測裝置，尤指一種設置於手杖之安全監測裝置及相關之安全監測方法。

近年來，由於出生率的下降，人口高齡化的情形日漸嚴重，老年人口占總人口之比例逐年提高，因此許多年輕人必須忙於工作而無法隨時陪在老年人身邊，或是許多老年人必須獨立生活照顧自己的生活起居。

很多年長者通常以步行方式來進行運動或活動筋骨，但往往由於年老體衰，需要借助手杖來支撐使力。老人家沒有評估自身的負荷，導致一時的運動過量，造成身體上出現症狀，嚴重時身體可能在步行過程中，不堪負荷倒下，假如這時候週遭並無他人可以伸出援手，就可能造成自己及家人永遠的痛苦。

因此，本發明提供一種安全監測裝置及方法，可於人員使用手杖發生意外狀況時，透過無線傳輸方式向外求援。

本發明提出一種安全監測裝置，設置於手杖，包括第一無線通訊模組、定位模組，用以產生定位訊號、重力感測模組，用以偵測人員使用手杖之步行狀況以產生傾斜角度、生理偵測模組，用以擷取人員的至少一生理訊號並輸出生理訊號、及處理模組，耦接於第一無線通訊模組、定 位模組、重力感測模組及生理偵測模組，用以接收定位訊號、傾斜角度及生理訊號，並根據傾斜角度及生理訊號判定人員是否有意外狀況發生，當處理模組識別出意外狀況發生時，驅動第一無線通訊模組，無線輸出一具有定位訊號之通報資料。

根據本發明之一實施例，所述安全監測裝置更包括蜂鳴器，耦接於處理模組，當處理模組識別出意外狀況發生時，驅動該蜂鳴器產生一警示訊號、顯示模組，耦接於處理模組，顯示模組用以接收處理模組的生理異常訊號，並顯示生理異常訊號、及記憶體模組，耦接於處理模組，記憶體模組用以儲存一整合資料，整合資料包括至少一聯絡人資料。

根據本發明之一實施例，生理訊號包括體溫值及/或脈搏值。

根據本發明之一實施例，所述處理模組包括生理狀況判定單元，用以接收生理訊號，並判斷生理訊號是否超過門檻值，當生理訊號超過門檻值時，產生生理異常訊號，並驅動顯示模組顯示生理異常訊號。

根據本發明之一實施例，所述處理模組更包括安全判定單元，耦接於重力感測模組及生理狀況判定單元，安全判定單元用以根據傾斜角度、生理異常訊號及是否收到生理訊號，判斷是否發生意外狀況、及警示啟動單元，耦接於安全判定單元，警示單元於安全判定單元識別出發生意外狀況時，驅動第一無線通訊模組無線輸出通報資料及驅動蜂鳴器產生警示訊號。

根據本發明之一實施例，所述安全監測裝置更包括影像紀錄模組，耦接於處理模組，用以記錄周圍景像，並輸出影像信號至處理模組、及第二無線通訊模組，耦接於處理模組，接收影像信號，並透過第二無線通訊模組發送影像信號。

根據本發明之一實施例，所述之安全監測裝置，更包括電源供應模組，耦接於處理模組、重力感測模組、定位模組、生理偵測模組、蜂鳴器、第一無線通訊模組、顯示模組、記憶體模組、第二無線通訊模組、及影像記錄模組，其中電源供應模組用以提供安全監測裝置所需之運作用電。

因此本發明透過上述實施例，將具有下述可能功效；所述的安全監測裝置可持續識別使用手杖之年長者是否發生意外狀況，而在識別出意外狀況發生時，驅動第一無線通報模組對外通報意外狀況發生、並透過蜂鳴器向周圍人士求援。求援者並可盡快予以援助。故本案可在意外狀況發生時，及時挽救及減輕意外所造成的傷害，從而提升步行年長者的安全保障。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明為達成預定目的所採取之方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後面的說明及圖示中加以闡述。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明 概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。

〔安全監測裝置及方法的實施例〕

本發明之安全監測裝置為設置於手杖之安全監測裝置，其主要特點在於持續擷取年長者的生理訊號、接收全球定位系統的定位訊號、接收重力感測模組的傾斜角度，讓年長者知悉身體狀況，更藉由對接收訊號的分析處理，而可識別出意外狀況的發生，而立即自動對外通報。

首先，請同時參閱第1圖及第2圖，圖1為本發明之安全監測裝置之一具體實施例之應用狀態示意圖，圖2為本發明之安全監測裝置之一具體實施例之功能方塊圖。

如圖1所示，所述的安全監測裝置10係配合設置於手杖1，用以監測年長者的步行安全及生理象徵。安全監測裝置10係持續擷取多項訊號，以於年長者步行過程中，提供 多元的資訊，並藉著分析處理取得的訊號，識別年長者的步行安全，進而在意外狀況發生時，立即對外求援。

如圖2所示，此實施例之安全監測裝置包括電源供應模組101、處理模組102、重力感測模組103、定位模組104、生理偵測模組105、影像記錄模組106、蜂鳴器107、第一無線通訊模組108、顯示模組109、第二無線通訊模組110及記憶體模組111。如圖1所示，安全監測裝置10具有裝置本體，用以收容前述各模組，以下先依序說明各模組個別之技術細節。

電源供應模組101耦接於其他各模組，用以供應安全監測裝置10運作用電。請一併參閱第1圖至第3圖，圖3為本發明之電源供應模組101之一實施例之功能方塊圖。如圖3所示，電源供應模組101包括蓄電池1011及充電單元1010，蓄電池1011為可重複充放電之發電裝置，用以供應電源，充電單元1010用以對蓄電池進行充電。

如圖2所示，處理模組102為安全監測裝置的訊號、資料處理及控制核心，可由微處理器、數位信號處理器，或為控制器與相關之週邊電路所組成，並由儲存於程式記憶體的韌體定義運作邏輯，以實現安全監測裝置的預期機能。第一無線通訊模組108耦接於處理模組102，第一無線通訊模組108可由天線、射頻訊號處理電路、基頻與邏輯處理電路組成，接受處理模組102的控制，以達到傳遞訊息功能。於一具體實施例，安全監測裝置與其他通訊裝置間傳遞資料的無線通訊網路可選用全球行動通訊系統(GSM,Global Service for Mobile Communication)。定位模組104耦接於處理模組102，定位模組104用以取得安全及監 測裝置所在位置(也就是年長者所在位置)的經緯度座標資料，據以組成定位訊號傳送至處理模組102。所述的定位模組104可為全球定位系統(GPS,Global Positioning System)，由衛星訊號接收天線與訊號處理電路所組成。定位模組104亦可選用全球行動通信系統之定位服務來實現。

生理偵測模組105耦接於處理模組102。生理偵測模組105用以擷取年長者之身體的生理訊號，以監測其健康狀態，所述的生理訊號可由擷取人體的體溫值、血壓值、脈搏值、血糖值等而產生。請一併參閱第1圖至第4圖，圖4為本發明之生理偵測模組105之一具體實施例之功能方塊圖，此實施例係以心跳訊號之擷取作為生理訊號偵測模組的圖例。

請參閱第4圖，圖4為本發明之生理偵測模組105之一實施例之功能方塊圖。如圖4所示，生理偵測模組105包括生理訊號感應器1050、儀表放大電路1051、帶通濾波器電路1052及箝位電路1053，所述的生理訊號感應器1050係位於手杖之表面，可藉由薄膜震動變化產生電壓訊號，並傳遞至下一級電路，生理訊號感應器1050所取得的訊號電位非常微弱，經過儀表放大電路1051完成訊號放大。由於正常脈搏每分鐘跳動約60~150次，因此儀表放大電路輸出的訊號通過帶通濾波器電路1052，其通過頻段為0.05Hz至50Hz，遮蔽其他頻段雜訊，以符合所需之心電圖訊號頻段。為配合處理模組102對訊號的電位要求，帶通濾波器電路1052輸出的訊號由箝位電路1053提升電壓準位後，即產生用以輸出至處理模組102之生理信號。於其他實施例，亦可選用其他電路結構來取得生理訊號。

顯示模組109耦接於處理模組102。顯示模組109包括顯示面板，用以接收處理模組102的控制進行畫面顯示，以配合安全監測裝置的運作，呈現文字、數據、圖像等資訊。蜂鳴器107耦接於處理模組102。蜂鳴器107用以接受處理模組102的控制而產生警示訊號，用以吸引周圍人士注意。

重力感測模組103耦接於處理模組102。重力感測模組103用以偵測年長者的步行狀況，並輸出一傾斜角度至處理模組102。重力感測模組可為一加速計(G-sensor)，利用測量手杖之角加速度進而推算手杖之傾斜角度，並將此一角度傳送至處理模組102，使處理模組判定此一傾斜角度是否超過一門檻值，而據以判定年長者是否發生跌倒的意外狀況。值得注意的是，若只是根據重力感測模組102所輸出之傾斜角度來判斷是否跌倒並不夠準確，極有可能只是因為手杖脫落或爬坡造成傾斜角度超過門檻值而非年長者跌倒。為了能更精確地判斷年長者是否真的跌倒，處理模組102在判定出傾斜角度超過門檻值時會等待一段預定時間，若在此段預定時間內並未收到生理訊號，則代表年長者可能真的發生意外狀況而無法拾起手杖，處理模組102才判斷年長者發生意外狀況，並對外求援，值得一提的是，本揭露內容在此並不限制上述預定時間之長度。

處理模組102持續由定位模組104、生理偵測模組105、重力感測模組103接收定位訊號、生理訊號及傾斜角度。處理模組102可以根據接收到的生理訊號，判斷年長者的生理狀況，並根據重力感測模組103所輸出之傾斜角度，判定是否有意外狀況發生，並基於前述分析判斷結果， 控制顯示模組109進行畫面顯示，以呈現年長者的生理狀況及步行安全狀況等視覺化資訊。藉由安全監測裝置，年長者將可及時獲知身體狀況，在生理徵象出現異常徵兆時，立即停止步行稍作休息。同時，安全監測裝置將持續監控年長者的步行安全，進而在年長者發生意外狀況時，立即自動對外通報。

記憶體模組111耦接於處理模組102。記憶體模組111可包括非揮發性記憶體及揮發性記憶體，用以接受處理模組102的控制而配合儲存資料，其可彈性採用記憶體晶片或記憶卡等外接儲存媒體來實現。

請參閱第5圖，圖5為本發明之影像記錄模組106之一實施例之功能方塊圖。影像記錄模組106，耦接於處理模組102。如圖5所示，影像記錄模組包括鏡頭1060、影像偵測器1061、數位類比轉換器1062。影像偵測器1061可將由鏡頭1060接收之光線作用強度轉為電荷累積，再透過數位類比轉換器1062轉換為數位影像訊號，並輸出至處理模組102。處理模組102可將此一數位影像訊號儲存於記憶體模組111中或是透過第二無線通訊模組110無線輸出此一數位影像訊號。

繼續說明本案的運作細節。請同時參閱第1圖、第2圖及第6圖，以更清楚了解本實施例之內容，圖6為本發明之處理模組102之一具體實施例之功能方塊圖。如圖6所示，處理模組102包括生理狀況判斷單元1020、安全判斷單元1021及警示啟動單元1022。生理狀況判斷單元1020耦接於生理105偵測模組及警示啟動單元1022，生理狀況判斷單元1020用以接收生理訊號進行分析，若是年長者生 理徵象出現異常，產生一生理異常訊號，處理模組102控制顯示模組109顯示此生理異常訊號，以及時呈現年長者的生理狀況。換而言之，生理狀況判斷單元1020將判斷接收到的生理訊號是否為正常值。以心跳訊號為例，健康之心跳訊號之每分鐘心跳次數具正常範圍，此正常值所對應的數值數據係預先儲存於記憶體模組111。

安全判定單元1021耦接於重力感測模組103、生理狀況判斷單元1020、警示啟動單元1022及生理偵測模組105，用以接收重力感測模組103輸出的手杖傾斜角度、生理狀況判斷單元1020輸出的生理異常訊號及一預定時間內是否收到生理偵測模組105所輸出之生理訊號，以識別年長者是否發生意外狀況。當安全判定單元1021識別出意外狀況發生時，將控制警示啟動單元1022組成通報資料輸出及控制蜂鳴器107產生警示訊號。

警示啟動單元1022耦接於安全判斷單元1021、蜂鳴器107及第一無線通訊模組108。警示啟動單元1022可由安全判斷單元1021啟動，進而驅動蜂鳴器107產生警示訊號，並根據定位訊號組成通報資料，經由第一無線通訊模組108無線輸出。具體來說，處理模組102內建有緊急聯絡人的通訊指令，一旦警示啟動單元1022被啟動，處理模組102便將通報資料組成通訊訊息，展開通訊指令下達，以經由第一無線通訊模組108發送置緊急聯絡人的通訊裝置。所述的通訊訊息可為文字簡訊型式，已呈現年長者的求援資訊，並連帶顯示出年長者的座標資料。

因此，所述的步行安全及生理監測裝置可擷取生理訊號作分析判斷，使年長者知悉身體狀況，並可在步行過程 中持續識別是否發生意外狀況，並在識別出意外狀況發生時，立即自動對外通報，以及時挽救意外導致的傷害。

在接下來的多個實施例中，將描述不同於上述實施例之部分，且其餘省略部分與上述實施例之部分相同。此外，為說明便利起見，相似之參考數字或標號指示相似之元件。

〔安全監測裝置及方法的實施例的另一實施例〕

繼續說明本發明之安全監測裝置之執行方法。請參閱第7圖，圖7為本發明之安全監測裝置及方法之一具體實施例之步驟流程圖，相關之架構請同時參閱第1圖至第6圖。所述的安全監測方法係應用於前述安全監測裝置之處理模組102，用以監測使用手杖之年長者的步行安全及生理狀況，判斷是否發生意外狀況。如圖7所示，此安全監測方法包括下列步驟：首先，處理模組102以定位模組104取得定位訊號，以生理偵測模組105擷取使用手杖之年長者的生理訊號，並以重力感測模組103偵測手杖之傾斜角度(步驟S701)；其後處理模組102的安全判斷單元1021判斷重力感測模組103所輸出之傾斜角度是否超過一門檻值(步驟S702)；假如步驟S702的判斷結果為否，安全判斷單元1021則繼續判斷生理訊號是否為正常值(步驟S703)；假如步驟S702的判斷結果為是，處理模組102根據定位訊號組成通報資料，並驅動第一無線通訊模組108，無線輸出該通報資料，及/或驅動蜂鳴器107產生警示訊號(步驟 S704)；假如步驟S703的判斷結果為是，便重回步驟S701；反之，假如步驟S703的判斷結果為否，則進行步驟S704。

〔安全監測裝置及方法的實施例的另一實施例〕

請參閱第8圖，圖8為本發明之安全監測裝置及方法之另一具體實施例之步驟流程圖，相關之架構請同時參閱第1圖至第6圖。所述的安全監測方法係應用於前述安全監測裝置之處理模組102，用以監測使用手杖之年長者的步行安全及生理狀況，判斷是否發生意外狀況。如圖8所示，此安全監測方法包括下列步驟：首先，處理模組102以定位模組104取得定位訊號，以生理偵測模組105擷取使用手杖之年長者的生理訊號，並以重力感測模組103偵測手杖之傾斜角度(步驟S801)；其後處理模組102的安全判斷單元1021判斷重力感測模組103所輸出之傾斜角度是否超過一門檻值(步驟S802)；假如步驟S802的判斷結果為是，安全判斷單元1021則繼續判在一預定時間內是否有偵測到生理訊號(步驟S803)；假如步驟S803的判斷結果為否，處理模組102根據定位訊號組成通報資料，並驅動第一無線通訊模組108，無線輸出該通報資料，及/或驅動蜂鳴器107產生警示訊號(步驟S805)；假如步驟S803的判斷結果為是，則進行步驟S804； 假如步驟S802的判斷結果為否，安全判斷單元1021則繼續判斷生理訊號是否為正常值(步驟S804)；假如步驟S804的判斷結果為是，便重回步驟S801；反之，假如步驟S804的判斷結果為否，則進行步驟S805。

〔實施例的可能功效〕

根據本發明實施例，上述的安全監測裝置可持續識別使用手杖之年長者是否發生意外狀況，而在識別出意外狀況發生時，驅動無線通報模組對外通報意外狀況發生、並透過蜂鳴器向周圍人士求援。求援者並可盡快予以援助。故本案可在意外狀況發生時，及時挽救及減輕意外所造成的傷害，從而提升步行年長者的安全保障。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

1‧‧‧手杖

10‧‧‧安全監測裝置

101‧‧‧電源供應模組

102‧‧‧處理模組

103‧‧‧重力感測模組

104‧‧‧定位模組

105‧‧‧生理偵測模組

106‧‧‧影像記錄模組

107‧‧‧蜂鳴器

108‧‧‧第一無線通訊模組

109‧‧‧顯示模組

110‧‧‧第二無線通訊模組

111‧‧‧記憶體模組

1010‧‧‧充電單元

1011‧‧‧蓄電池

1020‧‧‧生理狀況判斷單元

1021‧‧‧安全判斷單元

1022‧‧‧警示啟動單元

1050‧‧‧生理訊號感應器

1051‧‧‧儀表放大電路

1052‧‧‧帶通濾波器電路

1053‧‧‧箝位電路

1060‧‧‧鏡頭

1061‧‧‧影像偵測器

1062‧‧‧數位類比轉換器

S701~S704‧‧‧各個步驟流程

S801~S805‧‧‧各個步驟流程

上文已參考隨附圖式來詳細地說明本發明之具體實施例，藉此可對本發明更為明白，在該等圖式中：圖1為本發明之安全監測裝置之一具體實施例之應用狀態示意圖。

圖2為本發明之安全監測裝置之一具體實施例之功能方塊圖。

圖3為本發明之電源供應模組之一具體實施例之功能方塊圖。

圖4為本發明之生理偵測模組之一具體實施例之功能方塊圖。

圖5為本發明之影像記錄模組之一具體實施例之功能方塊圖。

圖6為本發明之處理模組之一具體實施例之功能方塊圖。

圖7為本發明之安全監測裝置及方法之一具體實施例之步驟流程圖。

圖8為本發明之安全監測裝置及方法之另一具體實施例之步驟流程圖。

101‧‧‧電源供應模組

102‧‧‧處理模組

103‧‧‧重力感測模組

104‧‧‧定位模組

105‧‧‧生理偵測模組

106‧‧‧影像記錄模組

107‧‧‧蜂鳴器

108‧‧‧第一無線通訊模組

109‧‧‧顯示模組

110‧‧‧第二無線通訊模組

111‧‧‧記憶體模組

Claims (10)

1. 一種安全監測裝置，設置於手杖，包括：一第一無線通訊模組；一定位模組，用以產生一定位訊號；一重力感測模組，用以偵測人員使用手杖之步行狀況以產生一傾斜角度；一生理偵測模組，用以擷取人員的至少一生理訊號並輸出該生理訊號；及一處理模組，耦接於該第一無線通訊模組、該定位模組、該重力感測模組及該生理偵測模組，用以接收該定位訊號、傾斜角度及該生理訊號，並根據該傾斜角度及該生理訊號判定人員是否有意外狀況發生，當該處理模組識別出意外狀況發生時，驅動該第一無線通訊模組無線輸出一具有該定位訊號之通報資料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之安全監測裝置，更包括：一蜂鳴器，耦接於該處理模組，當該處理模組識別出意外狀況發生時，驅動該蜂鳴器產生一警示訊號；一生理訊號感應器，設置於該生理偵測模組內，並貼附於該手杖之表面；一顯示模組，耦接於該處理模組，該顯示模組用以接收該處理模組的一生理異常訊號，並顯示該生理異常訊號；及一記憶體模組，耦接於該處理模組，該記憶體模組用以儲存一整合資料，該整合資料包括至少一聯絡人資料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之安全監測裝置，其中該生理訊號包括一體溫值及/或一脈搏值。
4. 如申請專利範圍第3項所述之安全監測裝置，其中該處理模組包括一生理狀況判定單元，該生理狀況判定單元接收該生理訊號，並判斷該生理訊號是否超過一門檻值，當該生理訊號超過該門檻值時，產生該生理異常訊號，並驅動該顯示模組顯示該生理異常訊號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之安全監測裝置，其中該處理模組更包括：一安全判定單元，耦接於該重力感測模組及該生理狀況判定單元，該安全判定單元用以根據該傾斜角度、該生理異常訊號及是否收到生理訊號，判斷是否發生意外狀況；及一警示啟動單元，耦接於該安全判定單元該警示單元於該安全判定單元識別出發生意外狀況時，驅動該第一無線通訊模組無線輸出該通報資料及驅動該蜂鳴器產生該警示訊號。
6. 如申請專利範圍第1項所述之安全監測裝置，更包括：一影像紀錄模組，耦接於該處理模組，用以記錄周圍景像，並輸出一影像信號至該處理模組；及一第二無線通訊模組，耦接於該處理模組，接收該影像信號，並透過該第二無線通訊模組發送該影像信號。
7. 如申請專利範圍第1至7項的其中之一所述之安全監測裝置，更包括一電源供應模組，耦接於該處理模組、該重力感測模組、該定位模組及該第一無線通訊模組，其中該電源供應模組用以提供該安全監測裝置所需之運作用電。
8. 一種以手杖監測人員安全之方法，包括下列步驟：以一生理偵測模組擷取人員的一生理訊號；以一定位模組產生該手杖的一定位訊號；以一重力模組偵測人員使用手杖之步行狀況以產生一傾斜角度；判斷該生理訊號是否超過一門檻值，當該生理訊號超過該門檻值時，產生一生理異常訊號；以及根據該傾斜角度及該生理訊號判斷人員是否有意外狀況發生，若判斷為是則無線輸出具有該定位訊號的一通報資料。
9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中當該傾斜角度超過一門檻值時且於一段時間未接收到該生理訊號時，認定人員有意外狀況發生。
10. 如請專利範圍第9項所述之方法，其中當該傾斜角度及該生理訊號分別超過對應的一門檻值時，認定人員有意外狀況發生。