[发明专利]一种基于无线传感网络的人员跌倒报警系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人员跌倒检测系统和方法，特别是涉及一种无线传感网络下的跌倒检测方法，属于计算机通信与生物医学信号处理技术的交叉领域。

背景技术

随着经济社会的发展，人口老龄化问题已经成为困扰很多国家的问题。根据中国国家统计局公布的2015年人口普查结果显示，截至2015年末，65岁及以上人口总数达到1.4386亿人，占人口总数比例为10.5％，老年抚养比达到14.3％。根据联合国公布的最新标准，中国已经进入了老年化社会。同时，一方面，跌倒会对老人的身体健康造成一定的危害，或者是老人某些疾病的预兆与发作，如果得不到及时的救治，将会危及老人的生命。另一方面，跌倒也会影响老人的心理健康，使老人产生一定的心理阴影。

而目前的跌倒检测主要存在以下问题：

1)无法区分主动躺下和意外跌倒。

2)跌倒后报警推送给家属的信息太少，无法让家属做进一步的判断。

3)对人员正常的活动，例如跳跃、跑步等情况容易误报。

4)对缓慢跌倒的情况无法做到准确报警。

为了让居家人员(尤其是老人)增强自己的安全保障，同时让子女放心，本发明设计了一种基于无线传感网络的跌倒检测与报警系统。利用多源信息感知，降低了人员正常情况下的误报概率，同时对人员跌倒的情况作出准确的报警与信息推送。

发明内容

技术问题：

本发明的目的是提出一种安装于室内的基于无线传感网络的人员跌倒检测与报警系统以及实现方法。

技术方案：

本发明建立了一种基于无线传感网络的人员跌倒报警系统，其组成包括：用于数据处理与报警的本地服务器、加速度传感器模块、室内定位模块、环境感知模块、无线图像传感器模块。

其中，本地服务器通过协调器以ZigBee协议对其他各个模块进行控制。本地服务器实时分析处理各个模块发送的数据，并控制各个模块的工作与联动。如果检测到人员跌倒，本地服务器通过互联网向家属的客户端发送报警信息。

加速度传感器模块通过ZigBee协议向本地服务器传输数据。加速度传感器模块包含CC2530、数字三轴加速度传感器MMA8451、蜂鸣器、电源。加速度传感器模块放置于人员的腰部，可以利用重力加速度在X、Y、Z轴的分布情况来识别当前人员的姿态，设定发送频率为50HZ。

室内定位模块包括N个用于定位的锚节点。人员携带的加速度传感器模块通过获取与N个锚节点的RSSI数据(RSSI为接收信号强度指示)，通过加权质心定位算法计算人员的位置。室内定位模块通过ZigBee协议向本地服务器传输数据。

环境感知模块包含CC2530、温湿度传感器DHT11、烟雾传感器MQ2、一氧化碳传感器MQ7、PM2.5传感器Sharp GP2Y10、电源。用于在跌倒后推送室内环境到家属客户端，可供医生做初步的原因诊断。环境感知模块通过ZigBee协议向本地服务器传输数据。

无线图像传感器模块由萤石C6摄像头构成。人员跌倒后，人员身上的蜂鸣器会报警，通过萤石C6的听声辩位功能拍摄人员的照片，并推送到手机端。无线图像传感器模块通过WiFi向本地服务器传输数据。

一种基于无线传感网络的人员跌倒报警方法，具体实施步骤如下：