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一种高精度多功能跌倒报警手表

2021-01-14 09:50:51

一种高精度多功能跌倒报警手表附图说明

  一种高精度多功能跌倒报警手表

  技术领域

  本实用新型涉及手表技术领域,具体涉及一种高精度多功能跌倒报警手表。

  背景技术

  据国家统计局调查统计,2018年末,60周岁及以上人口24949万人,占总人口数的17.9%,其中65周岁及以上人口16658万人,占总人口的11.9%,这表明老人在人口年龄结构中占有相当大的比重。此外老人又是伤病高发人群,每年约有30%的65岁以上的老年人会发生跌倒,而且跌倒的发生比例随着年龄的增长而增加,80岁以上的老年人跌倒的年发生率可高达50%,且跌倒现已成为我国65岁以上老年人因伤致死的首位原因。可以看出如何对老人实现医疗监护已成为一个急待解决的问题。老人摔倒不能及时就医是一件非常危险的情况。目前市面上已有的跌倒手环大多采用三轴或六轴姿态传感器,仅通过加速度和角速度判断佩戴者是否跌倒,且算法的依赖程度高,导致常有误报或漏报发生;另外在处理跌倒情况发送数据包时多数采用传统的GSM通讯方式,网络实时开启,网络流量损耗高、电源功耗损失较大,导致通信成本较高,续航能力较差。

  实用新型内容

  (一)解决的技术问题

  本实用新型提供一种高精度多功能跌倒报警手表,以解决背景技术中提到的实际问题。

  (二)技术方案

  为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种高精度多功能跌倒报警手表,包括显示器,所述显示器的两侧设有表带,所述显示器包括壳体,所述壳体上方设有显示屏,所述壳体内设有微控制器、蜂鸣器、GPS模块、NB-IoT模块和锂电池,所述微控制器分别与所述显示屏、所述蜂鸣器、所述GPS模块、所述NB-IoT模块和所述锂电池电连接,所述NB-IoT模块包括SIM卡槽、高精度气压传感器、心率传感器、温湿度传感器、红外温度传感器及九轴姿态传感器。

  进一步的,所述显示屏为OLED屏幕。

  进一步的,所述九轴姿态传感器包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计。

  进一步的,所述壳体侧壁上设有与所述锂电池电连接的充电口。

  进一步的,所述壳体侧壁上设有与所述红外温度传感器电连接的控制开关按钮。

  (三)与现有技术相比具有以下有益效果

  本实用新型手表将会对老人“摔倒”这一行为进行判别,一般的跌倒报警手表对老人跌倒判定只采用三轴或六轴姿态传感器,仅通过加速度和角速度判断佩戴者是否跌倒,算法的依赖程度高,导致常有误报或漏报发生,本实用新型采用了九轴姿态传感器和气压传感器,通过相应的阀值设定,共同判断是否跌倒。本实用新型的微控制器接收九轴姿态传感器和气压传感器的数值并判定佩戴者出现“跌倒”这一动作时,发出蜂鸣声,这段时间内通过心率传感器监测心率变化幅度以及是否出现行为静止,衡量跌倒危险程度,包含假性跌倒、轻微跌倒、严重跌倒,再决定是否将GPS定位获取到的经纬度数据通过窄带物联网发送给客服终端,由客服工作人员告知家属并寻求佩戴者就近的护理人员的救助,进一步增强对老人的保护功能,最大程度减少老人跌倒无人知晓的情况出现。

  附图说明

  为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

  图1为本实用新型正视图;

  图2为本实用新型侧视图;

  图3为本实用新型内部模块组成示意图;

  图4为本实用新型网络通信示意图。

  具体实施方式

  下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  请参阅图1-4,本实用新型提供一种技术方案:为实现以上目的,本实用新型的跌倒报警手表包括:显示器以及表带,所述表带的两端分别连接于所述显示器的两侧,所述显示器包括壳体,与所述壳体相连的OLED触控显示屏、以及为显示器提供电源的锂电池底座和USB充电接口,所述USB接口为电池模块提供充电方式;所述壳体与OLED触控显示屏形成中空的收纳空间,以容纳微控制器、蜂鸣器、GPS模块(全球定位系统)、基于窄带物联网技术的NB-IoT模块,所述NB-IoT模块包含SIM卡槽,高精度气压传感器、心率传感器、温湿度传感器、红外温度传感器及九轴姿态传感器,所述九轴姿态传感器包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计。所述显示器上端嵌入式安装触控显示屏,用于显示时间、剩余电量和提供交互界面;所述底座锂电池通过导线与所述微控制器串联接连,用于提供电源;所述触控显示屏通过数据线与所述微控制器双向电性连接;所述九轴姿态传感器的信号输出端通过信号线与所述微控制器的信号输入端电性连接,用于提供给微控制器加速度和角速度数据信号,进行动作分析判断;所述高精度气压传感器的信号输出端通过信号线与所述微控制器的信号输入端电性连接,用于提供给微控制器动作前后的气压差数据信号,进行动作幅度的分析判断;所述心率传感器的信号输出端通过信号线与所述微控制器的信号输入端电性连接,用于实时监测携带者的心率变化数据信号;所述温湿度传感器的信号输出端通过信号线与所述微控制器的信号输入端电性连接,用于监测老人的体温情况以及环境湿度数据信号,所述红外温度传感器与微控制器通过串口线相连,表侧按钮用于控制开关,可提供对应目标检测温度的测量值;所述NB-IoT模块与微控制器通过串口线相连,用于通过窄带物联网向客服端发送数据包;所述蜂鸣器的电控端通过串口线与所述微控制器的控制输出端电性连接,用于报警时发出蜂鸣声向周围人求助。

  针对现有技术存在的不足,本实用新型的显示屏采用OLED屏幕,OLED屏幕与传统的LED、LCD屏幕较为不同,OLED的屏幕液态结构可以保证屏幕使用的抗衰性,增加耐久度并且发光效率更高、耐低温性高、能耗损失低、生态环保。在通信模块方面放弃传统的GSM通信方式,采用基于窄带物联网技术的NB-IoT模块。相比而言,GSM的长连接模式需要网络实时连接,而NB-IoT模块具有PSM模式,开关网络的频率低,低至几天打开一次网络,可当手表处于报警状态再切换成DRX模式,打开网络,实时监听。本实用新型可解决市场目前的持久续航问题,相对而言流量损耗更少。

当佩戴者处于“非跌倒”状态时,微控制器发送指令让NB-IoT模块处于默认PSM模式,并实时获取九轴姿态传感器中加速度计和陀螺仪的数值以及高精度气压传感器的气压值,并将九轴姿态传感器中获取到的三轴加速度和三轴角速度利用跌倒检测算法求出合成加速度和合成角速度,所述三轴加速度和三轴角速度的三轴分别为X轴、Y轴、Z轴,即正前方、侧方和垂直方向,合成加速度和合成角速度的构建模型基于SVM跌倒算法的再计算出高精度气压传感器检测到当前时刻与上一时刻动作前后的气压差,衡量动作的幅度大小。当三者同时超过额定阈值,则判定佩戴者处于“跌倒”状态。这种方式可在很大程度上避免错报或漏报的发生。

  与此同时,跌倒行为中仍存在“假性跌倒”或者轻微性跌倒状况,其特征在于甩动手臂等大幅度动作或者轻微跌倒后并未对身体造成影响可自行站起等情况。这是造成市场上大多数跌倒检测设备准确率不高的重要原因之一。针对现有技术存在的不足,本实用新型抽取严重跌倒时的行为特征,包括跌倒后段时间内心率的陡然拔高和段时间内的行为静止等,对报警条件加以规限。具体体现为:

  从判定跌倒开始蜂鸣的10s内微控制器实时获取并统计心率传感器监测的心率变化、高精度气压传感器以及九轴姿态传感器的动作数据,若心率平稳并且有明显的起身向上动作时则自动取消跌倒模式并且停止蜂鸣,否则进入“严重跌倒”状态。

  当佩戴者处于“严重跌倒”状态时,微控制器发送指令切换NB-IoT模块为DRX模式,打开网络连接后将GPS数据通过NB-IoT运营商基站传输到运营商平台,客服终端通过运营商平台获取相关数据并解析,由客服工作人员告知家属并寻求佩戴者就近的护理人员的救助,手表进入报警状态,实时向客服终端发送GPS定位信息,监测老人所处位置是否发生变化,佩戴者家属可通过客户端查看老人的所在位置。危险解除后可根据屏幕指示退出报警状态,蜂鸣声关闭,切换NB-IoT模块为默认PSM模式。

  进一步的,本实用新型通过温湿度传感器提供对老人的体温检测服务以及对于出汗情况的统计。具体体现为老人可以实时查看自己的体温数据,当微控制器监测到体温超过38°时会发送指令给显示屏点亮发热图标并记录时间,当发热症状持续时间超过额定时长时,微控制器会发送指令给蜂鸣器予以震动提示;湿度检测可以统计老人每日的出汗次数和持续时长,微控制器根据湿度计的实时数值,统计完成后发予客服终端汇总成为健康数据,更客观的反映老人的身体状态。

  进一步的,当老人处于异常状态时微控制器获取GPS定位,所述异常状态包含发热或长时间处于高湿度环境等情况,微控制器发送一条指令给NB-IoT模块并使其切换为DRX模式,打开网络连接后实时上传定位信息,并在手持终端地图上形成活动轨迹,恢复正常后发送指令给NB-IoT模块并使其切换为PSM模式。

  进一步的,可对日常体温测量进行功能扩展,本实用新型还提供声麦以实现红外温度测量语音播报功能。通过按动置于表身侧面的控制按钮,可对目标进行温度测量。微控制器通过串口获取红外温度传感器的测量值,对于测量值通过算法进行相应的补偿修正,将其显示在OLED触控显示屏上并经由音频播报温度,可应用于特殊时期的危险预防。

  在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

  以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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