基于壓力和加速度監(jiān)測的摔倒定位報警的可穿戴設(shè)備

　　本系統(tǒng)包括手表和鞋子兩大部分，手表部分包括手表外殼本體，還包括設(shè)置在手表內(nèi)的以中央處理器STM32為核心的外圍連接三軸加速度傳感器，oled顯示屏，GPS定位模塊，藍(lán)牙4.0主機(jī)模塊及蜂鳴器。而鞋子部分包括鞋子本體，還包括設(shè)置在鞋墊上的壓力傳感器，壓力傳感器是由一片全橋電阻應(yīng)變片，24位AD轉(zhuǎn)換芯片HX711所構(gòu)成，同時包括低功耗處理芯片msp430g2553，LED報警燈，藍(lán)牙4.0從機(jī)模塊，GSM模塊。由于是穿戴設(shè)備，我們必須考慮到系統(tǒng)的能耗。我們的系統(tǒng)利用主控芯片是STM32和MSP430，均可運(yùn)行在低功耗模式下，GPS模塊是需要的時候才會打開，GSM模塊在待機(jī)的狀態(tài)之下功耗也是相當(dāng)?shù)偷?，所以整套系統(tǒng)可以較長時間運(yùn)行，同時我們采用的是鋰電池，可多次充放電，而且電量低時會進(jìn)行提醒。所以，我們整個系統(tǒng)運(yùn)行起來時安全可靠的。

　　這款基于壓力和加速度檢測的摔倒報警設(shè)備，其工作方式如下：設(shè)置在老人所戴的手表內(nèi)的三軸加速度傳感器檢測手部加速度的變化，當(dāng)總的加速度值超過閥值時，前后時刻手部角度的變化又在特定的范圍內(nèi)時，中央處理器判斷可能摔倒，并進(jìn)入預(yù)定時間的等待，等待腳部是否有摔倒信號的響應(yīng)。與此同時設(shè)置在老人所穿鞋的鞋墊上的壓力傳感器檢測腳跟壓力的變化，判斷腳跟處的壓力持續(xù)低于設(shè)定的壓力閾值下變化的時間，當(dāng)時間達(dá)到設(shè)定的閾值時，處理器通過藍(lán)牙發(fā)送摔倒信號至手部。當(dāng)已在等待響應(yīng)的手表處的CPU接收到傳來的摔倒信號時，則確認(rèn)老人摔倒，則啟動報警，報警方式一：啟動GPS，獲取老人所在的經(jīng)緯度，根據(jù)經(jīng)緯度相應(yīng)生成一個網(wǎng)頁鏈接字符串，并通過GSM模塊以短信的方式發(fā)送至監(jiān)護(hù)端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報警;監(jiān)護(hù)端收到短信后，點(diǎn)擊上面的網(wǎng)頁鏈接后，網(wǎng)站會對鏈接進(jìn)行解析，把位置在地圖上標(biāo)注出來。報警方式二：手部的手表的蜂鳴器發(fā)出響聲，并且腳部的外圍LED報警燈閃爍，從而引起周圍人的注意來尋求幫助。

　　除了自動判斷摔倒及報警外，該系統(tǒng)的其他功能也是相當(dāng)重要且有用的。當(dāng)老人長時間沒回家時，監(jiān)護(hù)人可以通過發(fā)送相應(yīng)的短信指令到該設(shè)備，設(shè)備就會進(jìn)行定位，把老人的地理位置反饋給監(jiān)護(hù)人，以防老人走失。當(dāng)老人感到不適時，也可以進(jìn)行一鍵報警來尋求幫助。當(dāng)老人出門在外，不認(rèn)得回家的路時，也可以通過手動定位，以正北為參考，指向家的方向箭頭會顯示在OLED屏幕上，就可以根據(jù)指引來走，從而導(dǎo)航回家。

　　本產(chǎn)品可以不依賴手機(jī)等其他手持設(shè)備，整個系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行，也考慮到平時的實(shí)際使用，從而更加保證我們能正常地使用，安全性更高。我們的發(fā)明是基于手表和鞋子的，這東西都是我們平時出門或在家的佩戴品，因此老人可以很快熟練地使用，貼近平時的生活，從而更容易推廣開來。同時，我們整個系統(tǒng)的功能很完備，將摔倒報警、一鍵報警、遠(yuǎn)程定位、導(dǎo)航回家的功能整合在一起，這也是目前市面上所沒有的。