[發(fā)明專利]基于移動通信的可穿戴式跌倒檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410405808.8
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104173057A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳赟;林奇亮;胡琴;曾曉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 復旦大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;H04M11/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種基于移動通信的可穿戴式跌倒檢測系統(tǒng)，是基于Android、Arduino、藍牙4.0和互聯(lián)網(wǎng)技術的，其特征在于系統(tǒng)的硬件部分主要包括：?Arduino系列的藍牙通訊處理器模塊Bluno、擴展板Gadgeteer?Shield和三軸加速度傳感器芯片，以及智能手機；其中，所述的藍牙通訊處理器模塊、擴展板和三軸加速度傳感器由被測者隨身攜帶在腰部位置，三軸加速度傳感器監(jiān)測人體腰部的實時加速度信息，經(jīng)由藍牙通訊處理器模塊接收，并以藍牙4.0的通信方式發(fā)送給智能手機；智能手機接收到這些信息后，通過一個包含判斷人體是否發(fā)生跌倒動作算法的數(shù)據(jù)處理模塊，判斷人體是否發(fā)生跌倒動作；如果跌倒，則在手機端給出警報提示；

判斷人體是否發(fā)生跌倒動作算法具體如下：

設人的正前方是加速度傳感器的Z軸方向，垂直向下即平行于人體軀干的方向是加速度傳感器的Y軸方向，向右是加速度傳感器的X軸方向；?

首先，判斷人是否處于落地時的碰撞狀態(tài)，利用MATLAB工具進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，得出：如果垂直于人體軀干方向的加速度超過了正常平躺時的垂直于人體軀干方向的加速度的兩倍，就認為發(fā)生了碰撞跌倒；這里，垂直于人體軀干方向的加速度用Z?、X軸的加速度的平方和來表示；設正常平躺時的垂直于人體軀干方向的加速度的兩倍值為第一閾值，用????????????????????????????????????????????????來表示；?

然后，判斷人是否處于平躺狀態(tài)，如果在0.5秒內(nèi)平行于人體軀干方向的加速度一直在零附近的某值波動很少，那就認為人是摔倒了；這里，平行于人體軀干方向的加速度用Y軸的加速度的平方來表示，設零附近的某值為第二閾值，后面用來表示；

具體判斷步驟如下：設?時刻X、Y、Z軸的加速度值分別為：、、，?時刻之后0.5秒Y軸的加速度值為；?

步驟?1：

步驟2?:

如果步驟1成立，就進行步驟2，如果步驟2成立，則判斷跌倒成立；否則，判斷為沒有跌倒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于移動通信的可穿戴式跌倒檢測系統(tǒng)，其特征在于還包括軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)主要包括二部分，分別是Arduino讀取、發(fā)送數(shù)據(jù)，和Android的數(shù)據(jù)處理及響應；其中：

Ardunio軟件部分，實現(xiàn)通過串口讀取三軸加速度傳感器的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)通過Ardunio的串口發(fā)送出去；

Android軟件部分，Ardunio硬件調(diào)試程序需要硬件上實現(xiàn)的功能是：每隔200ms藍牙發(fā)送一次加速度信息，手機端寫好接收代碼，就分離出需要的加速度信息；

Android程序的執(zhí)行流程如下：

MainActivity執(zhí)行，初始化程序?→開啟BleService?，完成藍牙的準備工作→開啟?MainService?，數(shù)據(jù)處理和響應的開始。