[发明专利]可定位的穿戴式跌倒监测系统

摘要

本发明属于人生安全监测技术领域，具体为一种可定位的穿戴式跌倒监测系统。本发明系统包括ZigBee网络、GSM/GPS网络和上位机及其软件；加速度传感器，GSM/GPS定位和通信装置由被测者随身携带；定位装置通过GPS定位，并通过GPRS实时的将位置信息发送给上位机，传感器测出三轴加速度信息，通过ZigBee网络发送给上位机进行处理，上位机软件对加速度信息进行分析，根据相应算法判别被测者是否跌倒，如果跌倒在上位机上会予以警示并发送短信给指定联系人报警，在收到报警短信后，可以向指定号码发送特定的短信来获取被测者当前的位置信息。

主权项

可定位的穿戴式跌倒监测系统，是基于GSM、GPS和ZigBee技术的，其特征在于它以人体的三轴加速度信号为监测对象，用ZigBee进行传输，以GPS来辅助定位，依托GSM发送位置及报警信息，用PC机来判别跌倒；主要由下述三个部分组成：ZigBee网络、GSM/GPS网络和上位机及其软件；其中，ZigBee网络主要包括一个协调器节点和多个终端即加速度传感器节点；GSM/GPS网络主要包括GSM模块、GPS模块和双串口MCU；上位机采用PC机，上位机软件主要包括数据处理即算法软件及报警软件和地图定位软件；所述加速度传感器采用线加速度传感器，用于测量人的三轴加速度，所得的数据通过ZigBee网络传输到协调器节点，协调器节点通过RS232串口传给上位机；GPS模块实时进行位置定位，位置信息存储在MCU中并进行解析，再通过GPRS网络传给上位机；GSM模块在收到位置请求短信后，将MCU中存储的当前位置信息回复给发信人；PC机中的上位机软件通过串口接收三轴加速度信息，通过Internet接收GPRS网络传来的位置信息，并通过地图定位软件进行定位，实时地通过算法软件对三轴加速度信息进行跌倒判断，如果判定发生跌倒，则由报警软件发送报警短信给指定联系人；在上位机中利用VB设计界面管理窗口，界面中可以设置串口端号，报警阈值，数据保存；界面的窗口为数据显示，分别为节点的序号、短地址、电源电压值、三轴的实时加速度、数据更新实际、根据算法判断的跌倒状态；其中三轴加速度的获取是利用VB里面的串口插件MSComm，这个插件提供了Windows操作系统和外设通过串口进行通信的API函数，调用这个插件，设置端口号、波特率、数据位和停止位信息就可以进行串口通信，再将串口得到的数据保存在VB数组中，对数据进行进一步处理；它通过对IP和端口的监听来获取数据并且自动定位；所述算法软件判断跌倒的流程为：首先，在上位机根据实验数据设定几个判断阈值：Z轴加速度的上、下限阈值，X轴加速度和Y轴加速度的平方和的阈值，Z轴加速度变化量总和的阈值；然后，读取加速度传感器传来的数据，如果数据中，Z轴的加速度大于Z轴加速度的上限阈值或者小于Z轴加速度的下限阈值，则可能危险，进入下一个判断，反之，则安全；然后，进一步判断X轴加速度和Y轴加速度的平方和是否大于设定的X轴加速度和Y轴加速度的平方和的阈值，如果不大于X轴加速度和Y轴加速度的平方和的阈值，则为安全；如果大于X轴加速度和Y轴加速度的平方和的阈值，则继续求得短时间内Z轴加速度的变化量总和；最后，再判断这一总和是否大于设定的Z轴加速度变化量总和的阈值，如果大于Z轴加速度变化量总和的阈值则最终显示危险，如果不大于Z轴加速度变化量总和的阈值则为安全。