(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610309702.7
(22)申请日 2016.05.11
(71)申请人 江苏财经职业技术学院
地址 223003 江苏省淮安市枚乘东路8号
(72)发明人 傅伟 蒋道霞 徐连霞 李建
涂刚
(74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理
事务所(普通合伙) 11369
代理人 史霞
(51)Int.Cl.
A61B 5/11(2006.01)
A61B 5/0205(2006.01)
A61B 5/0402(2006.01)
A61B 5/145(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种老人跌倒检测监护系统，
编码器和无线射频发射模块；嵌入式无线网关，
其对数据采集模块发送的数据信息进行地址解
析；管理和/或定位的监护中心，
其用于接受用户单元发来的数据信息，显示各个用户的情况并接
受报警信号后进行报警；加速度传感器，其基于
三轴方向上的加速度的变化来检测老人是否跌
倒；跌倒报警仪，其发出声光报警信号，并通过
GPRS以短信或的方式通知老人的监护
人员，同时通过无线的方式将报警信号发送到管
理和/或定位的监护中心，进行远程报警提示和
报警信息的存储。本发明的系统可排除正常行为
的数据，准确检测老人跌倒、定位并进行报警提
示。权利要求书2页 说明书7页 附图1页CN 105796112 A 2016.07.27
C N 105796112
A
1.一种老人跌倒检测监护系统，包括：
数据采集模块，其包括：监护参数传感器、编码器和无线射频发射模块，所述监护参数传感器包括两个无线传感器节点和一个处理单元，第一无线传感器节点通过集成的采集模块采集老人的心电、呼吸和体温数据信号，第二无线传感器节点采集老人的血氧饱和度数据信号，所述处理单元通过无线通信接收无线传感器节点的采样数据，并将采样数据进行传输，所述编码器接受所述处理单元传输的采样数据并对采样数据进行编码，无线射频发射模块对编码器编码后的数据信息进行发送；
嵌入式无线网关，其接受所述数据采集模块发送的数据信息，并对数据信息进行地址解析；
管理和/或定位的监护中心，其包括监护平台和通信模块，所述监护平台与各个用户单元关联，用于接受各个用户单元发来的数据信息，所述监护平台还储存有三指示灯用于自动显示各个用户的情况并接受报警信号后进行报警，所述通信模块用于与各个用户进行通信；
加速度传感器，其被佩戴于老人的身体部位，所述加速度传感器基于身体姿态的变化所引起的加速度传感器三轴方向上的加速度的变化来检测老人是否跌倒；
跌倒报警仪，其关联所述数据采集模块、所述加速度传感器和所述管理和/或定位的监护中心，所述跌倒报警仪包括声音报警单元和光报警单元，所述跌倒报警仪当检测到人体跌倒时，自身发出声光报警信号，并将声光报警信号通过GPRS以短信或的方式通知老人的监护人员，同时通过IEEE802.15.4e无线的方式将报警信号发送到管理和/或定位的监护中心，进行远程报警提示和报警信息的存储。
2.如权利要求1所述的老人跌倒检测监护系统，其中，所述加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器和第三加速度传感器，所述第一加速度传感器佩戴于老人的手臂部位，用于检测手臂部位加速度的变化，所述第二加速度传感器佩戴于老人的腰部，用于检测腰部加速度的变化，所述第三加速度传感器佩戴于老人的腿部，用于检测腿部加速度的变化。
3.如权利要求1所述的老人跌倒检测监护系统，其中，所述编码器对所述监护参数传感器的第一无线传
感器节点通过集成的采集模块采集老人的心电、呼吸和体温数据信号进行编码具体包括：对所述第一无线传感器节点采集的心电信号采用小波变换算法实现心电数据压缩，提高数据传输效率，在应用层利用墨西哥草帽小波函数对还原的心电数据进行小波分解，并提取出QRS波特征值，以及对QRS波相关波形进行定位检测判断，描绘出心电图，准确判断老人的心脑症状。
4.如权利要求1所述的老人跌倒检测监护系统，其中，所述嵌入式无线网关采用ZigBee 节点自动组网的自适应的路由器算法，以使得在整个老人跌倒检测监护系统中，即使出现节点故障或者低电量情况，此时整个网络仍能通过跳跃故障节点继续传输，保障网络的稳定性。
5.如权利要求1所述的老人跌倒检测监护系统，其中，还包括：第一检测模块和第二检测模块，所述第一检测模块用于利用所述采集模块采集的老人心电、呼吸、体温数据信号和血氧饱和度数据信号对老人是否跌倒进行检测；所述第二检测模块是用于所述第一检测模块进行跌倒检测后，通过所述加速度传感器检测的三轴方向上的加速度的变化来检测老人
是否确实不属于跌倒所引起的心电、呼吸、体温数据信号和血氧饱和度数据信号变化以排除不属于老人跌倒行为。
6.如权利要求1所述的老人跌倒检测监护系统，其中，还包括：存储模块，所述存储模块用于存储所述采集模块采集的老人跌倒时心电、呼吸和体温数据信号、所述加速度传感器检测的各个方向的加速度
数据以及根据所述加速度数据描绘出的老人跌倒的运动轨迹图。
7.如权利要求1所述的老人跌倒检测监护系统，其中，还包括：人机交互模块，其用于老人与管理和/或定位的监护中心之间进行信息交互。
老人跌倒检测监护系统
技术领域
[0001]本发明属于医学健康监护检测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种用在检测监护老人跌倒用情况下的老人跌倒检测监护系统。
背景技术
[0002]进入21世纪，人口老龄化将愈为显露。随着经济的发展和文化的交流，人口的流动性大大加速，使得很多子女不在老人身边。因而老年人得健康及其医疗护理问题逐渐成为一个重大问题，多数老年人的健康状况无法得到及时监测，当前，我国已经进入老龄化社会且呈现加速发展态势，独居老人和“空巢家庭”逐渐增多，急需研发携带方便、检测准确、判断实时的跌倒检测装置，以满足广泛的社会需求。根据世界疾病控制与预防组织统计，约有三分之一的65岁以上居家老人每年有一次以上的跌倒，一次性跌倒中近10％会引起严重伤害或疾病。跌倒成为危害老年人及其他特殊人的重要因素之
一。及时的跌倒检测和救助可以为和抢救赢得宝贵时间，对提高用户的独立生活能力、保障其健康和提高医疗监护水平都具有非常重要的作用。
[0003]现有的老人跌倒检测监护系统可大致分为两类，一类是在室内进行老人监护的系统或者设备，但这种成本高，限制了检测监护的范围；另一类是可随身佩戴移动的检测监护设备，但是一般这类设备功能比较单一，检测误差大，在实现远程监护上也限制了使用。
发明内容
[0004]本发明的一个目的是解决上述至少一个问题或缺陷，并提供后面将说明的至少一个优点。
[0005]本发明还有一个目的是提供一种老人跌倒检测监护系统，其能够既可以安装在室内检测老人的健康状态也可以随身佩戴检测老人在室外的情况，功能丰富，可检测的参数也丰富化。
[0006]本发明还有一个目的是通过检测采集老人的心电、呼吸、体温和血氧饱和度数据信号，还有三轴方向上的加速度的变化，多方面检测，可过滤掉由于正常行为或者其他健康问题而并非老人跌倒导致的数据变化，检测准确率高，避免了假报警的情况发生。[0007]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种老人跌倒检测监护系统，包括：
[0008]数据采集模块，其包括：监护参数传感器、编码器和无线射频发射模块，所述监护参数传感器
包括两个无线传感器节点和一个处理单元，第一无线传感器节点通过集成的采集模块采集老人的心电、呼吸和体温数据信号，第二无线传感器节点采集老人的血氧饱和度数据信号，所述处理单元通过无线通信接收无线传感器节点的采样数据，并将采样数据进行传输，所述编码器接受所述处理单元传输的采样数据并对采样数据进行编码，无线射频发射模块对编码器编码后的数据信息进行发送；
[0009]嵌入式无线网关，其接受所述数据采集模块发送的数据信息，并对数据信息进行
地址解析；
[0010]管理和/或定位的监护中心，其包括监护平台和通信模块，所述监护平台与各个用户单元关联，用于接受各个用户单元发来的数据信息，所述监护平台还储存有三指示灯用于自动显示各个用户的情况并接受报警信号后进行报警，所述通信模块用于与各个用户进行通信；
[0011]加速度传感器，其被佩戴于老人的身体部位，所述加速度传感器基于身体姿态的变化所引起的加速度传感器三轴方向上的加速度的变化来检测老人是否跌倒；
[0012]跌倒报警仪，其关联所述数据采集模块、所述加速度传感器和所述管理和/或定位的监护中心，所述跌倒报警仪包括声音报警单元和光报警单元，所述跌倒报警仪当检测到人体跌倒时，自身发出声光报警信号，并将声光报警信号通过GPRS以短信或的方式通知老人的监护人员，同时通过I
EEE802.15.4e无线的方式将报警信号发送到管理和/或定位的监护中心，进行远程报警提示和报警信息的存储。
[0013]优选的是，其中，所述加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器和第三加速度传感器，所述第一加速度传感器佩戴于老人的手臂部位，用于检测手臂部位加速度的变化，所述第二加速度传感器佩戴于老人的腰部，用于检测腰部加速度的变化，所述第三加速度传感器佩戴于老人的腿部，用于检测腿部加速度的变化。
[0014]优选的是，其中，所述编码器对所述监护参数传感器的第一无线传感器节点通过集成的采集模块采集老人的心电、呼吸和体温数据信号进行编码具体包括：对所述第一无线传感器节点采集的心电信号采用小波变换算法实现心电数据压缩，提高数据传输效率，在应用层利用墨西哥草帽小波函数对还原的心电数据进行小波分解，并提取出QRS波特征值，以及对QRS波相关波形进行定位检测判断，描绘出心电图，准确判断老人的心脑症状。
[0015]优选的是，其中，，所述嵌入式无线网关采用ZigBee节点自动组网的自适应的路由器算法，以使得在整个老人跌倒检测监护系统中，即使出现节点故障或者低电量情况，此时整个网络仍能通过跳跃故障节点继续传输，保障网络的稳定性。
[0016]优选的是，其中，还包括：第一检测模块和第二检测模块，所述第一检测模块用于利用所述采
集模块采集的老人心电、呼吸、体温数据信号和血氧饱和度数据信号对老人是否跌倒进行检测；所述第二检测模块是用于所述第一检测模块进行跌倒检测后，通过所述加速度传感器检测的三轴方向上的加速度的变化来检测老人是否确实不属于跌倒所引起的心电、呼吸、体温数据信号和血氧饱和度数据信号变化以排除不属于老人跌倒行为。[0017]优选的是，其中，还包括：存储模块，所述存储模块用于存储所述采集模块采集的老人跌倒时心电、呼吸和体温数据信号、所述加速度传感器检测的各个方向的加速度数据以及根据所述加速度数据描绘出的老人跌倒的运动轨迹图。
[0018]优选的是，其中，还包括：人机交互模块，其用于老人与管理和/或定位的监护中心之间进行信息交互。
[0019]本发明至少包括以下有益效果：
[0020]1、通过检测采集老人的心电、呼吸、体温和血氧饱和度数据信号，还有三轴方向上的加速度的变化，多方面检测，可过滤掉由于正常行为或者其他健康问题而并非老人跌倒导致的数据变化，检测准确率高，避免了假报警的情况发生；
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