本發(fā)明涉及一種醫(yī)療護(hù)理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種智能鞋跌倒檢測系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
我們經(jīng)常會在各種媒體上看到有老人跌倒引起的一系列的問題。據(jù)相關(guān)報(bào)道指出，在我國，跌倒是傷害死亡的第四位原因，而在65歲以上的老年人中則為首位。老年人跌倒死亡率隨年齡的增加急劇上升。
跌倒除了導(dǎo)致老年人死亡外，還導(dǎo)致大量殘疾，并且影響老年人的身心健康。如跌倒后的恐懼心理可以降低老年人的活動能力，使其活動范圍受限，生活質(zhì)量下降。衛(wèi)生部于2011年9月6日公布的《老年人跌倒干預(yù)技術(shù)指南》提出，不要急于扶起，要分情況進(jìn)行處理。
隨著老齡化的到來，老年人數(shù)量的增多，老年人跌倒的問題也越來越引起廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的為了防止老年人跌倒，經(jīng)常需要家人時(shí)時(shí)刻刻陪在身邊，防止意外的出現(xiàn)。但是，也在一定程度上添加了家庭成員的壓力。因此，針對老年人容易跌倒的情況，有必要研發(fā)出一種智能急救鞋。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中老年人跌倒不能被家人及時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題，提供了一種能監(jiān)控中老年人跌倒，及時(shí)通知家人的智能鞋跌倒檢測系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種智能鞋跌倒檢測系統(tǒng)，包括鞋子、服務(wù)器端和監(jiān)控端；
鞋子包括有檢測鞋子是否處于穿戴狀態(tài)的壓力檢測單元、檢測鞋子瞬時(shí)速度的速度檢測單元、檢測鞋子傾斜角度的角度檢測單元、根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對跌倒初步分析并將分析結(jié)果發(fā)送給服務(wù)器端的處理單元，壓力檢測單元、速度檢測單元、角度檢測單元分別與處理單元相連；
服務(wù)器端根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合用戶病史、年齡信息綜合判斷用戶是否跌并根據(jù)判斷結(jié)果向監(jiān)控端進(jìn)行報(bào)警，服務(wù)器分別與處理單元、監(jiān)控端通過網(wǎng)絡(luò)相連接，服務(wù)器包括對用戶病史、年齡信息進(jìn)行收集和存儲的信息收集單元。
本發(fā)明能夠根據(jù)鞋子瞬時(shí)速度、傾斜角度，并結(jié)合用戶病史、年齡來綜合判斷用戶是否跌倒，在跌倒時(shí)能第一時(shí)間發(fā)送報(bào)警信息給監(jiān)控端，使得家人或監(jiān)護(hù)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。
作為一種優(yōu)選方案，鞋子還包括檢測用戶位置及運(yùn)動軌跡的gps單元，所述gps單元與處理單元相連接。本方案中g(shù)ps單元能實(shí)時(shí)檢測用戶位置并根據(jù)位置移動生成運(yùn)動軌跡，gps單元通過處理單元將信息發(fā)送給服務(wù)器端。
作為一種優(yōu)選方案，鞋子還包括有電池管理單元，電池管理單元與處理單元相連。本方案中電池管理單元能對鞋子里的電池電量進(jìn)檢測，由處理單元判斷鞋子的電量是否過低，進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，防止因電量過低而導(dǎo)致用戶在運(yùn)動期間無法進(jìn)行檢測的問題。
一種智能鞋跌倒檢測方法，包括以下步驟：
s1.監(jiān)控端通過服務(wù)器端對鞋子進(jìn)行綁定；
s2.檢測當(dāng)前鞋子使用狀態(tài)
s3.處理單元根據(jù)鞋子的速度、傾斜角度對用戶跌倒情況進(jìn)行初步分析；
s4.服務(wù)器端根據(jù)鞋子的初步分析并結(jié)合采集的用戶病史、年齡對跌倒情況進(jìn)行判斷；
s5.判斷跌倒情況下，向監(jiān)控端發(fā)送報(bào)警信息，并發(fā)送用戶位置信息。
作為一種優(yōu)選方案，步驟s1中一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控端通過服務(wù)器端與相應(yīng)鞋子進(jìn)行綁定，相應(yīng)鞋子發(fā)送的初步分析在服務(wù)器端經(jīng)過判斷處理后根據(jù)綁定發(fā)送給對應(yīng)的監(jiān)控端。
作為一種優(yōu)選方案，步驟s2中鞋子使用狀態(tài)檢測過程包括：
s21.檢測壓力檢測單元是否有壓力；
s22.若無則判斷鞋子處于未穿戴狀態(tài)，不需要進(jìn)行跌倒分析，結(jié)束檢測；若有則判斷鞋子處于穿戴狀態(tài)，給予跌倒初步分析的基礎(chǔ)分?；A(chǔ)分初始為0，在鞋子處于穿戴狀態(tài)后進(jìn)行賦值，本方案中基礎(chǔ)分賦值采用10分。
作為一種優(yōu)選方案，步驟s3中對用戶跌倒情況進(jìn)行初步分析過程包括：
s31.建立跌倒初步分析的分析模型k＝j(luò)+x+y，其中k為跌倒初步分析分?jǐn)?shù)，j＝10為基礎(chǔ)分，x為速度分，y為角度分；x，y初始分都為0。
s32.處理單元根據(jù)速度檢測單元測得的鞋子瞬時(shí)速度，判斷鞋子是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，若否進(jìn)入下步驟，若是對x進(jìn)行賦值，x值為根據(jù)檢測到的運(yùn)動速度反向得出；
s33.同時(shí)根據(jù)角度檢測單元獲得的實(shí)時(shí)電壓值算出鞋子傾斜角度a，判斷鞋子與水平面之間的夾角d＝|0-a|是否大于等于傾斜閾值，若否進(jìn)入下步驟，若是判斷用戶可能跌到，對y進(jìn)行賦值，y值為鞋子的傾斜角度；
s34.對k進(jìn)行計(jì)算，若k<50，則不向服務(wù)器端發(fā)送跌倒信息，若50<k<70，則向服務(wù)器端發(fā)送疑似跌倒信息，若k>70，則向服務(wù)器端發(fā)送跌倒信息。
作為一種優(yōu)選方案，步驟s4中對跌倒情況進(jìn)行判斷的過程包括：
s41.服務(wù)器端分析處理單元發(fā)送的初步分析信息，若收到跌倒信息，則向監(jiān)控端發(fā)送報(bào)警信息；若收到疑似跌倒信息則進(jìn)入下步驟；
s42.收集用戶病史和年齡信息，建立跌倒分析模型t＝k+z+g，其中t為跌倒判斷分?jǐn)?shù)，z病史分?jǐn)?shù)，g為年齡分?jǐn)?shù)；
s43.根據(jù)病史數(shù)據(jù)，計(jì)算病史分?jǐn)?shù)z＝a*t1+b*t2+c*t3，其中a為腦病分?jǐn)?shù)，b為腿部疾病分?jǐn)?shù)，c為身高分?jǐn)?shù)，(這里a、b、c的分?jǐn)?shù)具體是怎么得出的，如a根據(jù)腦病情況怎么換成分?jǐn)?shù))t1為腦病權(quán)重比例，t2為腿部疾病權(quán)重比例，t3為身高權(quán)重比例；本方案中采用t1為腦病權(quán)重比例為50％，t2為腿部疾病權(quán)重比例為40％，t3為身高權(quán)重比例為10％。
s44.根據(jù)年齡，計(jì)算年齡分?jǐn)?shù)g＝g*v，其中g(shù)為用戶年齡，v為年齡比例，若g<65，v＝10％，若65≤g≤75，v＝35％，若g>75，v＝55％；
s45.計(jì)算t，若t<70，不需要向監(jiān)控端發(fā)送跌倒信息，若70<t<85，向監(jiān)控端發(fā)送疑似跌倒信息，若t>85，相監(jiān)控端發(fā)送跌倒信息。除了發(fā)送疑似跌倒信息或跌倒信息，服務(wù)器端還根據(jù)監(jiān)控端使用者的電話信息自動向使用者撥打疑似跌倒電話或跌倒電話進(jìn)行通知。
作為一種優(yōu)選方案，步驟s2中使用狀態(tài)檢測還包括電量檢測步驟：
s23.電池管理單元檢測鞋子電量是否低于20％，若否進(jìn)入步驟s3，若是發(fā)送電量低的信息給服務(wù)器單元，服務(wù)器單元給監(jiān)控端發(fā)送電量低報(bào)警，進(jìn)入步驟s3。
作為一種優(yōu)選方案，角度檢測單元采用陀螺儀，步驟s33中傾斜角度a的計(jì)算公式為：
其中
因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：能夠根據(jù)鞋子瞬時(shí)速度、傾斜角度，并結(jié)合用戶病史、年齡來綜合判斷用戶是否跌倒，在跌倒時(shí)能第一時(shí)間發(fā)送報(bào)警信息給監(jiān)控端，使得家人或監(jiān)護(hù)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。
附圖說明
附圖1是本發(fā)明中一種結(jié)構(gòu)框示圖。
1-鞋子2-服務(wù)器端3-監(jiān)控端4-處理單元5-壓力檢測單元6-速度檢測單元7-角度檢測單元8-gps單元9-電池管理單元。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實(shí)施例：
本實(shí)施例一種智能鞋跌倒檢測系統(tǒng)，如圖1所示，包括鞋子1、服務(wù)器端2和監(jiān)控端3；
鞋子包括有檢測鞋子是否處于穿戴狀態(tài)的壓力檢測單元5、檢測鞋子瞬時(shí)速度的速度檢測單元6、檢測鞋子傾斜角度的角度檢測單元7、根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對跌倒初步分析并將分析結(jié)果發(fā)送給服務(wù)器端的處理單元4、檢測用戶位置及運(yùn)動軌跡的gps單元8、電池管理單元9，壓力檢測單元、速度檢測單元、角度檢測單元、gps單元、電池管理單元分別與處理單元相連。角度檢測單元采用陀螺儀。
一種智能鞋跌倒檢測方法，包括以下步驟：
s1.監(jiān)控端通過服務(wù)器端對鞋子進(jìn)行綁定；一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控端通過服務(wù)器端與相應(yīng)鞋子進(jìn)行綁定，相應(yīng)鞋子發(fā)送的初步分析在服務(wù)器端經(jīng)過判斷處理后根據(jù)綁定發(fā)送給對應(yīng)的監(jiān)控端。
s2.檢測當(dāng)前鞋子使用狀態(tài)；過程包括：
s21.檢測壓力檢測單元是否有壓力；
s22.若無則判斷鞋子處于未穿戴狀態(tài)，不需要進(jìn)行跌倒分析，結(jié)束檢測；若有則判斷鞋子處于穿戴狀態(tài)，給予跌倒初步分析的基礎(chǔ)分。
s23.電池管理單元檢測鞋子電量是否低于20％，若否進(jìn)入步驟s3，若是發(fā)送電量低的信息給服務(wù)器單元，服務(wù)器單元給監(jiān)控端發(fā)送電量低報(bào)警，進(jìn)入步驟s3。
s3.處理單元根據(jù)鞋子的速度、傾斜角度對用戶跌倒情況進(jìn)行初步分析；初步分析過程包括：
s31.建立跌倒初步分析的分析模型k＝j(luò)+x+y，其中k為跌倒初步分析分?jǐn)?shù)，j＝10為基礎(chǔ)分，x為速度分，y為角度分；x，y初始分都為0。
s32.處理單元根據(jù)速度檢測單元測得的鞋子瞬時(shí)速度，判斷鞋子是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，若否進(jìn)入下步驟，若是對x進(jìn)行賦值，x值為根據(jù)檢測到的運(yùn)動速度反向得出；
s33.同時(shí)根據(jù)角度檢測單元獲得的實(shí)時(shí)電壓值算出鞋子傾斜角度d，判斷鞋子與水平面之間的夾角d＝|0-d|是否大于等于傾斜閾值，若否進(jìn)入下步驟，若是判斷用戶可能跌到，對y進(jìn)行賦值，y值為鞋子的傾斜角度；
傾斜角度d的計(jì)算公式為：
其中
s34.對k進(jìn)行計(jì)算，若k<50，則不向服務(wù)器端發(fā)送跌倒信息，若50<k<70，則向服務(wù)器端發(fā)送疑似跌倒信息，若k>70，則向服務(wù)器端發(fā)送跌倒信息。
s4.服務(wù)器端根據(jù)鞋子的初步分析并結(jié)合采集的用戶病史、年齡對跌倒情況進(jìn)行判斷；過程包括：
s41.服務(wù)器端分析處理單元發(fā)送的初步分析信息，若收到跌倒信息，則向監(jiān)控端發(fā)送報(bào)警信息；若收到疑似跌倒信息則進(jìn)入下步驟；
s42.收集用戶病史和年齡信息，建立跌倒分析模型t＝k+z+g，其中t為跌倒判斷分?jǐn)?shù)，z病史分?jǐn)?shù)，g為年齡分?jǐn)?shù)；
s43.根據(jù)病史數(shù)據(jù)，計(jì)算病史分?jǐn)?shù)z＝a*t1+b*t2+c*t3，其中a為腦病分?jǐn)?shù)，b為腿部疾病分?jǐn)?shù)，c為身高分?jǐn)?shù)，t1為腦病權(quán)重比例，t2為腿部疾病權(quán)重比例，t3為身高權(quán)重比例；本實(shí)施例中采用t1為腦病權(quán)重比例為50％，t2為腿部疾病權(quán)重比例為40％，t3為身高權(quán)重比例為10％。
s44.根據(jù)年齡，計(jì)算年齡分?jǐn)?shù)g＝g*v，其中g(shù)為用戶年齡，v為年齡比例，若g<65，v＝10％，若65≤g≤75，v＝35％，若g>75，v＝55％；
s45.計(jì)算t，若t<70，不需要向監(jiān)控端發(fā)送跌倒信息，若70<t<85，向監(jiān)控端發(fā)送疑似跌倒信息，若t>85，相監(jiān)控端發(fā)送跌倒信息。
除了發(fā)送疑似跌倒信息或跌倒信息，服務(wù)器端還根據(jù)監(jiān)控端使用者的電話信息自動向使用者撥打疑似跌倒電話或跌倒電話進(jìn)行通知。
s5.判斷跌倒情況下，向監(jiān)控端發(fā)送報(bào)警信息，并發(fā)送用戶位置信息。
服務(wù)器端根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合用戶病史、年齡信息綜合判斷用戶是否跌并根據(jù)判斷結(jié)果向監(jiān)控端進(jìn)行報(bào)警，服務(wù)器分別與處理單元、監(jiān)控端通過網(wǎng)絡(luò)相連接，服務(wù)器包括對用戶病史、年齡信息進(jìn)行收集和存儲的信息收集單元。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
盡管本文較多地使用了鞋子、服務(wù)器端、監(jiān)控端、處理單元、壓力檢測單元等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。