本發(fā)明涉及到跌倒預(yù)警防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種智能可穿戴式防跌預(yù)警衣。

背景技術(shù)：

我國(guó)人口老齡化問(wèn)題日趨嚴(yán)重。根據(jù)《中國(guó)老齡事業(yè)發(fā)展報(bào)告》，2014年底，60歲以上2.12億，占人口比例15.6％。預(yù)計(jì)2030年，60歲以上3.71億，占人口比例近25％，到2050年，我國(guó)老齡人口將達(dá)到總?cè)丝跀?shù)的三分之一。國(guó)內(nèi)一些城市建成智能養(yǎng)老物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程，該工程將區(qū)、街道(鎮(zhèn))、社區(qū)(村)、機(jī)構(gòu)四級(jí)聯(lián)網(wǎng)、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、互聯(lián)互通的智慧養(yǎng)老系統(tǒng)，涵蓋養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、社區(qū)居家養(yǎng)老業(yè)務(wù)管理、人事管理、財(cái)務(wù)管理、安全看護(hù)、健康醫(yī)療、家屬互動(dòng)、護(hù)工輔助管理等多個(gè)子系統(tǒng)。平臺(tái)實(shí)行統(tǒng)一操作流程、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)老服務(wù)管理規(guī)范化。利用無(wú)線定位報(bào)警設(shè)備、app終端、二維碼掃描、健康采集終端、各類傳感器、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等智能設(shè)備與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)老年人家庭生活服務(wù)、緊急救助服務(wù)、安全防范報(bào)警等多種服務(wù)，滿足機(jī)構(gòu)養(yǎng)老、社區(qū)居家養(yǎng)老服務(wù)的多元需求。2015年底商洛市總?cè)丝?35.63萬(wàn)人，60歲以上老年人口36.9萬(wàn)人，占人口比例15.6％，人口老齡化呈現(xiàn)加劇態(tài)勢(shì)，加強(qiáng)養(yǎng)老服務(wù)體系建設(shè)的任務(wù)繁重而艱巨。2014年12月商洛市人民政府關(guān)于加快發(fā)展養(yǎng)老服務(wù)業(yè)的實(shí)施意見中強(qiáng)調(diào)，全面推進(jìn)居家養(yǎng)老服務(wù)。大力發(fā)展城鄉(xiāng)社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)。大力發(fā)展養(yǎng)老服務(wù)產(chǎn)業(yè)。到2020年，我市要全面建成以居家為基礎(chǔ)、社區(qū)為依托、機(jī)構(gòu)為支撐，功能完善、規(guī)模適度、覆蓋城鄉(xiāng)的養(yǎng)老服務(wù)體系，生活照料、醫(yī)療護(hù)理、精神慰藉、緊急救援等養(yǎng)老服務(wù)覆蓋所有居家老年人，符合標(biāo)準(zhǔn)的日間照料中心、老年人活動(dòng)中心等服務(wù)設(shè)施覆蓋所有城市社區(qū)，95％以上的鎮(zhèn)和70％以上的農(nóng)村社區(qū)建立包括養(yǎng)老服務(wù)在內(nèi)的社區(qū)綜合服務(wù)設(shè)施和站點(diǎn)，社會(huì)養(yǎng)老床位數(shù)達(dá)到每千名老年人40張。

貫徹落實(shí)市政府《關(guān)于鼓勵(lì)和引導(dǎo)社會(huì)資本進(jìn)入養(yǎng)老服務(wù)領(lǐng)域的實(shí)施意見》，充分利用區(qū)位生態(tài)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合生態(tài)旅游、新農(nóng)村建設(shè)、特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)社會(huì)資本大量進(jìn)入養(yǎng)老領(lǐng)域，采取公建民營(yíng)和民辦公助等多種方式，興辦一批服務(wù)設(shè)施齊全、功能完備的養(yǎng)老服務(wù)機(jī)構(gòu)，滿足不同層次老年人的養(yǎng)老需求。

但目前我市的養(yǎng)老方式主要使用傳統(tǒng)的、完全依賴人工的管理和服務(wù)模式，缺乏高效的服務(wù)設(shè)備和管理手段，在提供服務(wù)的過(guò)程中容易出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，如突發(fā)狀況無(wú)法預(yù)警，老人走失，日常護(hù)理不到位，護(hù)理人員缺失等等。這些問(wèn)題不僅使得護(hù)理對(duì)象的切身利益無(wú)法得到保障，也給社會(huì)造成了損失，帶來(lái)了諸多的社會(huì)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能可穿戴式防跌預(yù)警衣，能夠?qū)崿F(xiàn)在人體軀干著地之前而發(fā)射報(bào)警信號(hào)，并打開保護(hù)裝置，并及時(shí)通知護(hù)理人員，減少發(fā)現(xiàn)時(shí)間，摔倒人員得到及時(shí)救治，實(shí)現(xiàn)老年人家庭生活服務(wù)、緊急救助服務(wù)、安全防范報(bào)警等服務(wù)，滿足機(jī)構(gòu)養(yǎng)老、社區(qū)居家養(yǎng)老服務(wù)的多元需求。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種智能可穿戴式防跌預(yù)警衣，該智能可穿戴式防跌預(yù)警衣包括：預(yù)警衣本體，所述預(yù)警衣本體上裝有跌倒預(yù)警系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)；其中，所述跌倒預(yù)警系統(tǒng)包括，

傳感器，測(cè)量跌倒對(duì)象的加速度矢量；

中央處理單元mcu，處理所述傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；

存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)所述中央處理單元mcu處理后的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)輸出模塊，通過(guò)所述中央處理單元mcu讀取所述存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)；

電源模塊，為所述跌倒預(yù)警系統(tǒng)提供電源；

所述保護(hù)系統(tǒng)包括保護(hù)裝置和無(wú)線定位報(bào)警裝置，所述保護(hù)裝置用于對(duì)跌倒對(duì)象進(jìn)行保護(hù)，所述無(wú)線定位報(bào)警裝置用于定位跌倒對(duì)象的位置。

進(jìn)一步的，所述傳感器為三軸加速度計(jì)，采用的型號(hào)為adxl345。

進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)器為可掉電存儲(chǔ)器。

進(jìn)一步的，所述中央處理單元mcu選用嵌入式芯片型號(hào)為msp430f149系列的單片機(jī)。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)為16位flash型低功耗單片機(jī)，其工作電壓為1.8v～3.6v，工作電流在400μa至0.1μa之間。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)上設(shè)置有看門狗、定時(shí)器、比較器、乘法器、a/d轉(zhuǎn)換模塊，其i/o口為48個(gè)。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)還設(shè)置有flash程序存儲(chǔ)器。

進(jìn)一步的，所述三軸加速度計(jì)與所述單片機(jī)通過(guò)i2c總線連接。

進(jìn)一步的，所述保護(hù)裝置包括安全氣囊、舵機(jī)和氣瓶；當(dāng)?shù)箤?duì)象跌倒時(shí)，所述舵機(jī)接收所述中央處理單元mcu發(fā)出的控制信號(hào)后刺開所述氣瓶，所述氣瓶對(duì)所述安全氣囊充氣。

進(jìn)一步的，所述氣瓶?jī)?nèi)裝有一定體積的壓縮空氣作為氣源，所述氣瓶和所述安全氣囊通過(guò)電動(dòng)氣閥裝置連接。

本發(fā)明提供的該智能可穿戴式防跌預(yù)警衣，通過(guò)裝置基于三軸加速度計(jì)傳感器，采用基于加速度閾值的預(yù)警檢測(cè)算法，能夠?qū)Φ惯M(jìn)行有效地檢測(cè)，并能夠在檢測(cè)到老人摔倒過(guò)程中打開保護(hù)氣囊，使老人的的身體不受到傷害，實(shí)現(xiàn)真正意義的智慧養(yǎng)老。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)如下：

(1)將三軸加速度計(jì)傳感器用于智慧養(yǎng)老系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)跌倒的檢測(cè)。

(2)采用基于加速度閾值的預(yù)警算法，提高跌倒檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

(3)設(shè)計(jì)了一套跌倒防護(hù)裝置，保護(hù)了老人的身體安全。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的跌倒預(yù)警系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)的工作流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的跌倒預(yù)警系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的三軸加速度計(jì)傳感器與單片機(jī)通過(guò)i2c總線相連的示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的三軸加速度計(jì)的輸出軸向示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于加速度閾值的跌倒預(yù)警算法流程圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的設(shè)計(jì)流程圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體的重心位置的坐標(biāo)系示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體跑步受力模型示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體下樓過(guò)程受力分析示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體人體跌倒過(guò)程示意圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體跌倒過(guò)程受力曲線圖。

圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體跌倒仿真的過(guò)程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種智能可穿戴式防跌預(yù)警衣，該智能可穿戴式防跌預(yù)警衣包括預(yù)警衣本體，預(yù)警衣本體上裝有跌倒預(yù)警系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)。其中，跌倒預(yù)警系統(tǒng)包括，傳感器，本實(shí)施例中的傳感器為三軸加速度計(jì)，采用的型號(hào)為adxl345，該三軸加速度計(jì)是一款小巧纖薄的低功耗三軸加速度計(jì)，可以對(duì)高達(dá)±16g的加速度進(jìn)行高分辨率(13位)測(cè)量。該三軸加速度計(jì)非常適合移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用。它可以在傾斜檢測(cè)應(yīng)用中測(cè)量靜態(tài)重力加速度，還可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)或沖擊導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度。它具有高分辨率(4mg/lsb)，能夠測(cè)量約0.25°的傾角變化。如圖2所示，圖2是本發(fā)明提供的跌倒預(yù)警系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，傳感器與中央處理單元mcu、電源模塊、存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)輸出模塊共同構(gòu)成跌倒預(yù)警系統(tǒng)。三軸加速度計(jì)測(cè)量對(duì)象的加速度矢量；mcu負(fù)責(zé)處理三軸加速度計(jì)傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并將其存入到存儲(chǔ)器當(dāng)中；該存儲(chǔ)器為可掉電存儲(chǔ)器，可以掉電存儲(chǔ)一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)輸出模塊通過(guò)中央處理單元mcu讀取存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)；電源模塊用來(lái)為跌倒預(yù)警系統(tǒng)提供電源。中央處理單元mcu選用嵌入式芯片型號(hào)為msp430f149系列的單片機(jī)，該單片機(jī)為16位flash型低功耗單片機(jī)，其工作電壓為1.8v～3.6v，工作電流在400μa至0.1μa之間，并且，該單片機(jī)上設(shè)置有看門狗、定時(shí)器、比較器、乘法器、a/d轉(zhuǎn)換模塊，其i/o口為48個(gè)，具有極強(qiáng)的拓展性。單片機(jī)還設(shè)置有flash程序存儲(chǔ)器，開發(fā)極為簡(jiǎn)便。三軸加速度計(jì)與單片機(jī)通過(guò)i2c總線連接，如圖3表示，圖3是本發(fā)明提供的三軸加速度計(jì)傳感器與單片機(jī)通過(guò)i2c總線相連的示意圖。

在本實(shí)施例中，保護(hù)系統(tǒng)包括保護(hù)裝置和無(wú)線定位報(bào)警裝置。其中，保護(hù)裝置包括安全氣囊、舵機(jī)和氣瓶，保護(hù)裝置用于對(duì)跌倒對(duì)象進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)?shù)箤?duì)象跌倒時(shí)，舵機(jī)接收中央處理單元mcu發(fā)出的控制信號(hào)后刺開氣瓶，氣瓶對(duì)安全氣囊充氣。氣瓶?jī)?nèi)裝有一定體積的壓縮空氣作為氣源，氣瓶和安全氣囊通過(guò)電動(dòng)氣閥裝置連接。采用安全氣囊來(lái)對(duì)跌倒進(jìn)行保護(hù)。通過(guò)中央處理單元mcu對(duì)采集的人體姿態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，依據(jù)跌倒判斷的算法，判斷人體是否將要跌倒，當(dāng)檢測(cè)到人體跌倒不可避免時(shí)，中央處理單元mcu發(fā)出控制信號(hào)，控制舵機(jī)刺開氣瓶對(duì)氣囊進(jìn)行充氣，在人體觸地之前，要在人體和地面之間形成一層緩沖，達(dá)到保護(hù)人體的目的。氣瓶采用一定體積的壓縮氣體作為氣源，當(dāng)接收到中央處理單元mcu發(fā)出的啟動(dòng)信號(hào)后，就啟動(dòng)電動(dòng)氣閥裝置，連通氣瓶的氣源與氣囊，在最快的時(shí)間里把氣體充進(jìn)氣囊，在向氣囊充滿氣體前，無(wú)線定位報(bào)警裝置用于定位跌倒對(duì)象的位置，并發(fā)出預(yù)警。如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的跌倒預(yù)警系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)的工作流程圖。

在本發(fā)明中，采用三軸加速度計(jì)作為數(shù)據(jù)采集的傳感器，并基于加速度閾值的檢測(cè)算法作為跌倒預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警算法。本實(shí)施例中選取的三軸加速度計(jì)在靜止?fàn)顟B(tài)下的各軸輸出不全為0。它的各個(gè)輸出軸向如圖4所示，圖4是本發(fā)明提供的三軸加速度計(jì)的輸出軸向示意圖。在靜止?fàn)顟B(tài)下，x、y、z方向與那一軸的重力加速度方向相反，則該軸的輸出為1g，其它兩軸輸出為0；與重力加速度同向，則該軸輸出為-1g，其它兩軸輸出為0。確定參考慮，首先定義特征量svm，用來(lái)表示合加速度向量的大小，即：式中axayaz分別表示加速度計(jì)x、y、z三個(gè)軸向的輸出。svm是三軸的合加速度矢量的幅值，它的大小與人體速度變化的劇烈程度有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān)。在一些非常緩慢的動(dòng)作中盡管角度有較大的變化，但是svm變化卻不大，這充分說(shuō)明了svm是一個(gè)非常理想的參考物理量。為了提高跌倒檢測(cè)的準(zhǔn)確性，該算法分別從加速度閾值、時(shí)間閾值和均值閾值三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行算法設(shè)計(jì)。

環(huán)節(jié)一：加速度閾值判斷

根據(jù)svm的曲線特點(diǎn)，理想狀態(tài)下人體在站立或者靜止?fàn)顟B(tài)下svm的數(shù)值為1。由于采用的傳感器的靈敏度為0.0156g/lsb，所以輸出不可能保證毫無(wú)偏差，實(shí)際上通過(guò)調(diào)整傳感器的各軸的偏差，傳感器在靜止?fàn)顟B(tài)下輸出可以在1.01g左右。人在跌倒時(shí)由于受到重力的影響，重心失去控制，示重小于體重，符合失重的特點(diǎn)。所以如果svm＜1，則認(rèn)為人體是處于失重狀態(tài)，svm數(shù)值越小說(shuō)明人體失重的程度越嚴(yán)重。設(shè)定閾值g＝1，如果有svm＜g，則進(jìn)入下一環(huán)節(jié)進(jìn)行下一步判斷。

環(huán)節(jié)二：時(shí)間閾值判斷

失重并不是跌倒所特有的，在坐下、下樓等活動(dòng)狀態(tài)下也會(huì)出現(xiàn)失重的階段。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，人體各種活動(dòng)狀態(tài)下都會(huì)出現(xiàn)svm＜1的情形，實(shí)際上都可以認(rèn)為是短暫的失重狀態(tài)。但是與跌倒相比它們失重的時(shí)間很短暫，這是由于在人體的正?；顒?dòng)過(guò)程中外力及時(shí)的介入，使得人體很快恢復(fù)平衡，不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的處于失重的狀態(tài)，而人體跌倒的時(shí)間一般是在1s-4s，相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較長(zhǎng)的。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，跌倒過(guò)程中比較明顯的失重狀態(tài)大約持續(xù)0.4s～0.8s左右，而走路的失重過(guò)程大約為0.3s，跑步0.2s，上下樓0.3s，坐下與蹲下均為0.5s。在這里設(shè)定時(shí)間閾值tc＝0.35s。如果失重的時(shí)間超過(guò)0.35s，則認(rèn)為是跌倒的可疑點(diǎn)，這樣的閾值設(shè)定在理論上是可以過(guò)濾掉大部分的非跌倒?fàn)顟B(tài)的。

環(huán)節(jié)三：均值閾值判斷

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)跌倒的失重幅度比起除跑步之外的其他幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要大的多，但環(huán)節(jié)一、二并不能反映這種差距。tc是一個(gè)判別的可移動(dòng)時(shí)間窗口，在該窗口時(shí)間內(nèi)svm的均值me可以反映失重的劇烈程度，而且計(jì)算要相對(duì)簡(jiǎn)單。這里設(shè)定均值me的閾值av＝0.8，當(dāng)tc時(shí)間內(nèi)的svm均值me小于av時(shí)，則認(rèn)定摔倒事件發(fā)生。加入環(huán)節(jié)三之后，前、后的跌倒姿態(tài)都可以被有效的檢測(cè)出來(lái)。

如圖5所示，圖5是本發(fā)明提供的基于加速度閾值的跌倒預(yù)警算法流程圖。其中svm表示整體加速度，g表示加速度的閾值，t表示滿足svm小于g的時(shí)間長(zhǎng)度，tc表示時(shí)間閾值，me表示在tc時(shí)間內(nèi)整體加速度的均值，av表示加速度均值me的閾值。

本發(fā)明采用理論分析，軟件模擬仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行研究，預(yù)警算法主要通過(guò)理論分析和軟件模擬仿真進(jìn)行研究，保護(hù)裝置及相關(guān)預(yù)警硬件設(shè)計(jì)主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。實(shí)施的技術(shù)路線主要從三軸加速度傳感器信息采集、預(yù)警算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)和保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)三部分進(jìn)行。最終針對(duì)智能養(yǎng)老的功能需求，提供多項(xiàng)服務(wù)功能。

從以下幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

(1)從動(dòng)力學(xué)角度介紹跌倒與各種adl(activitiesofdailyliving)活動(dòng)的特點(diǎn)，并作出了在主要受力方向上的受力變化曲線，隨后通過(guò)lifemod軟件對(duì)人體的跌倒和走路進(jìn)行了軟件建模和仿真。

常見的adl活動(dòng)有很多，容易造成跌倒或者和跌倒動(dòng)作劇烈程度相接近的活動(dòng)有走路、跑步、上樓、下樓、坐下、蹲下等。把握跌倒fall與日?；顒?dòng)adl之間的區(qū)別，從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)分析一下各個(gè)模式的特點(diǎn)。首先建立起受力分析的坐標(biāo)系，坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)在人體的重心位置，如圖7所示，圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體的重心位置的坐標(biāo)系示意圖。對(duì)人體各種正?；顒?dòng)模式進(jìn)行受力分析，如圖8所示，圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體跑步受力模型示意圖。對(duì)人跑步活動(dòng)建立模擬進(jìn)行分析。如圖9所示，圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體下樓過(guò)程受力分析示意圖，對(duì)人體下樓活動(dòng)建立模型進(jìn)行受力分析。如圖10所示，圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體人體跌倒過(guò)程示意圖。如圖11所示，圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的人體跌倒過(guò)程受力曲線圖。

(2)確定方案，并且開展一系列的實(shí)驗(yàn)，采集到了各種模式下的人體加速度數(shù)據(jù)；建立好模型之后對(duì)人體進(jìn)行模擬跌倒動(dòng)作仿真。在跌倒仿真過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，人體在不受外力的情況下會(huì)自然向后倒，而向前、左、右等方向摔倒則需要添加不同方向的載荷，所以這里主要對(duì)向后摔倒進(jìn)行了仿真，仿真的過(guò)程如圖12所示。通過(guò)仿真可得到加速度變化曲線。

(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出了基于閾值的檢測(cè)算法，然后用計(jì)算器軟件matlab進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)所得到的加速度數(shù)據(jù)，建立基于加速度的閾值檢測(cè)算法，需考慮因素如下：

1)算法的參考物理量選擇人體重心位置的加速度。

2)算法的判斷時(shí)間段是在人體的失重階段。只有在沖擊產(chǎn)生之前的失重階段對(duì)跌倒的趨勢(shì)做出準(zhǔn)確的判斷，才能夠做到對(duì)跌倒的預(yù)警。

3)算法可以從兩方面設(shè)定閾值，即失重的持續(xù)時(shí)間以及失重的幅度。在跌倒模式下，失重的持續(xù)時(shí)間和失重的幅度要遠(yuǎn)大于其他的adl活動(dòng)，從這兩方面設(shè)定閾值是加速度閾值算法的一個(gè)突破口。

(4)建立防跌倒預(yù)警保護(hù)的硬件和軟件系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

在本實(shí)施例中，如圖6所示，圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的設(shè)計(jì)流程圖。首先對(duì)單片機(jī)上電復(fù)位，并關(guān)閉看門狗，然后初始化輸入端口，設(shè)定加速度閾值、時(shí)間閾值以及均值閾值三個(gè)閾值變量，并根據(jù)輸入更改閾值，再經(jīng)過(guò)初始化輸出端口和傳感器后，讀取傳感器檢測(cè)到的信號(hào)，進(jìn)行上述閾值判斷后，確認(rèn)跌倒發(fā)生，設(shè)置的無(wú)線定位報(bào)警裝置報(bào)警，定位跌倒對(duì)象的位置，同時(shí)安全氣囊充氣，最后安全氣囊放氣結(jié)束流程。

綜上所述，本發(fā)明提供的該智能可穿戴式防跌預(yù)警衣，通過(guò)裝置基于三軸加速度計(jì)傳感器，采用基于加速度閾值的預(yù)警檢測(cè)算法，能夠?qū)Φ惯M(jìn)行有效地檢測(cè)，并能夠在檢測(cè)到老人摔倒過(guò)程中打開保護(hù)氣囊，使老人的的身體不受到傷害，實(shí)現(xiàn)真正意義的智慧養(yǎng)老。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)如下：

(1)將三軸加速度計(jì)傳感器用于智慧養(yǎng)老系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)跌倒的檢測(cè)。

(2)采用基于加速度閾值的預(yù)警算法，提高跌倒檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

(3)設(shè)計(jì)了一套跌倒防護(hù)裝置，保護(hù)了老人的身體安全。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。