[发明专利]一款基于鞋垫压力感测的跌倒预警与保护系统及方法

说明书

本发明公开了一款基于鞋垫压力感测的跌倒预警与保护系统及方法，包括设置在鞋垫上的多个柔性压力传感器、蓝牙发射装置和第一单片机处理器，以及穿戴在患者身上的防护服，防护服上设置报警按钮、蜂鸣器、蓝牙接收装置、第二单片机处理器、安全气囊，多个柔性压力传感器与第一单片机处理器电连接，第一单片机处理器与蓝牙发射装置电连接，报警按钮、蓝牙接收装置均与第二单片机处理器电连接，第二单片机处理器输出端与蜂鸣器、蓝牙接收装置、安全气囊电连接，蓝牙发射装置、蓝牙接收装置无线连接。本发明及时发现患者发生摔倒，提高了跌倒检测的准确性、及时性，还在摔倒的一瞬间可以开启设置在衣服上的防护气囊，减轻患者身体伤害。

技术领域

本发明涉及鞋垫技术领域，尤其涉及一款基于鞋垫压力感测的跌倒预警与保护系统及方法。

背景技术

跌倒检测及其报警系统为患者(如脑卒中)发生跌倒行为及时提供救护措施，尤其是在鞋垫中嵌入跌倒检测报警系统，为患者尤其是老年人的日常看护带了便利，同时减少了患者发生摔倒后因救护不及时导致的伤害程度的加深。但是现有市场上具有类似功能的产品较少，且产品大多准确性不高，容易造成错误判断，无法满足现有用户的实际需求。通过查阅可知专利CN209072581U与本产品类似，但其并不具备压力检测、蓝牙报警等功能,同时，也没有针对跌倒前的应急防护措施。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一款基于鞋垫压力感测的跌倒预警与保护系统及方法，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供了一款基于鞋垫压力感测的跌倒预警与保护系统，包括设置在鞋垫上的多个柔性压力传感器、蓝牙发射装置和第一单片机处理器，以及穿戴在患者身上的防护服，所述防护服上设置报警按钮、蜂鸣器、蓝牙接收装置、第二单片机处理器、安全气囊，所述多个柔性压力传感器与第一单片机处理器电连接，所述第一单片机处理器与蓝牙发射装置电连接，所述报警按钮、蓝牙接收装置均与第二单片机处理器电连接，所述第二单片机处理器输出端与蜂鸣器、蓝牙接收装置、安全气囊电连接，所述蓝牙发射装置、蓝牙接收装置无线连接。

优选的，所述柔性压力传感器分别置于鞋垫内部的前掌、后跟以及脚心三个位置。

优选的，所述蓝牙发射装置、蓝牙接收装置均为WH-BLE103芯片。

优选的，所述第一单片机处理器、第二单片机处理器型号均为STM8S001J3M3。

优选的，所述蜂鸣器基于NPN三极管驱动，其中NPN三极管基极连接第二单片机处理器输出端，所述NPN三极管集电极连接蜂鸣器一端，所述蜂鸣器另一端接电源，所述NPN三极管发射极接地。

优选的，所述安全气囊内部设置氮气发生反应剂，且安全气囊内设置电子打火开关，所述电子打火开关与第二单片机处理器连接。

一款基于鞋垫压力感测的跌倒预警与保护方法，包括以下步骤：

步骤S1、多个柔性压力传感器分别采集两只脚前掌、后跟以及脚心的压力信号，并对前掌、后跟以及脚心的压力信号分别标记为F1、F2、F3，然后将采集的压力信号分别传输给第一单片机处理器处理，并由蓝牙发射装置发出；

步骤S2、蓝牙接收装置接受到蓝牙发射装置发出的压力信号，并将压力信号传输给第二单片机处理器，第二单片机处理器将接收的压力信号与预先设置的压力信号阈值进行比较分析：

当前掌和脚心的压力值F1、F3变为0，且持续时间超过0.5秒，则第二单片机处理器判断患者将要向后摔倒，控制位于衣服后面的安全气囊内的电子打火开关启动打火，使得氮气发生反应剂化学反应产生氮气，充满气囊；

当后掌和脚心的压力值F2、F3变为0，且持续时间超过0.5秒，则第二单片机处理器判断患者将要向前摔倒，控制位于衣服前面的安全气囊内的电子打火开关启动打火，使得氮气发生反应剂化学反应产生氮气，充满气囊。