本實(shí)用新型涉及老人看護(hù)救助系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及衛(wèi)生間跌倒或暈厥檢測(cè)報(bào)警設(shè)備。

背景技術(shù)：

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，跌倒是我國(guó)意外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。大于65歲的老人中約每年可能發(fā)生的跌倒或暈厥的機(jī)率約為15~40%。跌倒或暈厥除了直接導(dǎo)致老年人死亡外，還導(dǎo)致大量殘疾，影響老年人的身心健康。室內(nèi)活動(dòng)場(chǎng)所中衛(wèi)生間是老人意外產(chǎn)生的高風(fēng)險(xiǎn)地，跌倒或暈厥時(shí)有發(fā)生，而家人或看護(hù)人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。而目前常規(guī)的報(bào)警設(shè)備如按鍵或報(bào)警面板，一般只能由老人按下才能被動(dòng)報(bào)警，不能主動(dòng)發(fā)現(xiàn)異常報(bào)警。視頻監(jiān)控可以主動(dòng)發(fā)現(xiàn)意外，但涉及到隱私多不適用于衛(wèi)生間環(huán)境。因此大量家庭中的衛(wèi)生間需要一個(gè)檢測(cè)到跌倒或暈厥發(fā)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)的主動(dòng)報(bào)警設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)衛(wèi)生間等跌倒或暈厥常有發(fā)生的場(chǎng)所提供專(zhuān)用的跌倒或暈厥檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，并且可以支持根據(jù)照度條件提供照明燈具的自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制。

本實(shí)用新型提供一種衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器，包括中央處理器、環(huán)境感知傳感器、狀態(tài)指示模塊、通訊接口，中央處理器分別連接環(huán)境感知傳感器、狀態(tài)指示模塊和通訊接口。

而且，所述環(huán)境感知傳感器包括存在傳感器、測(cè)高傳感器和照度傳感器。

而且，所述存在傳感器為紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列。

而且，所述測(cè)高傳感器為超聲波傳感器陣列。

而且，所述照度傳感器為光敏電阻。

而且，所述狀態(tài)指示模塊包括語(yǔ)音單元和繼電器輸出，繼電器輸出連接電源輸出接口。

而且，設(shè)置有電源模塊。

本發(fā)明還提供一種衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，包括開(kāi)關(guān)和照明燈具，以及上述衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器。

而且，衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器的電源輸入端連接開(kāi)關(guān)，衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器的電源輸出端連接照明燈具。

本實(shí)用新型可以用于解決衛(wèi)生間等不方便攜帶，有隱私要求特定場(chǎng)所的老人意外發(fā)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)的需求。本實(shí)用新型針對(duì)衛(wèi)生間老人跌倒或暈厥的意外提供一個(gè)非接觸式的自動(dòng)檢測(cè)主動(dòng)報(bào)警設(shè)備，支持采集和分析人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，用于判斷老人是否發(fā)生跌倒或暈厥。相對(duì)于報(bào)警面板或視頻看護(hù)，本實(shí)用新型具有使用方便，檢測(cè)可靠，保護(hù)個(gè)人隱私等特點(diǎn)，具有較高的實(shí)用性，具有重要的市場(chǎng)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的衛(wèi)生間意外檢測(cè)報(bào)警設(shè)備構(gòu)成圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

本實(shí)用新型實(shí)施例所采用的衛(wèi)生間意外檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)由220VAC開(kāi)關(guān)面板、衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器和照明燈具三部分構(gòu)成，如圖1：

衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器的電源輸入端接在經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)面板后220VAC電源，衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器的電源輸出端接照明燈具。其中220VAC開(kāi)關(guān)面板和照明燈具為普通家用類(lèi)型，具體實(shí)施時(shí)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置，例如某些國(guó)家規(guī)定采用110V供電，或者利用室內(nèi)已有設(shè)備即可。衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器從220VAC電源輸入端中取得電源能量，同時(shí)將220VAC電源通過(guò)內(nèi)部的狀態(tài)指示模塊繼電器接口接在電源輸出接口上。衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器檢測(cè)到有老人準(zhǔn)備進(jìn)入衛(wèi)生間時(shí)，可以支持根據(jù)檢測(cè)所得環(huán)境照度值決定是否接通繼電器輸出220VAC開(kāi)燈補(bǔ)充照明。當(dāng)老人離開(kāi)衛(wèi)生間時(shí)，衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器才關(guān)燈（本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)定延時(shí)例如10S后關(guān)燈）。這樣就不需要老人在黑暗中摸索開(kāi)燈和黑暗中行走了。

參見(jiàn)圖2，實(shí)施例的衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器主要由五部分組成：環(huán)境感知傳感器、中央處理器Cortex-M0、狀態(tài)指示模塊、通訊接口和電源模塊，可以通過(guò)中央處理器Cortex-M0根據(jù)環(huán)境感知傳感器采集結(jié)果進(jìn)行本地處理，也可以將環(huán)境感知傳感器采集結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程進(jìn)行判斷處理。環(huán)境感知傳感器包括存在傳感器、測(cè)高傳感器和照度傳感器三個(gè)模塊。狀態(tài)指示模塊包括繼電器輸出和語(yǔ)音單元二部分。輸出接口包括RS485接口和RF接口，分別是衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器有線和無(wú)線通訊接口。環(huán)境感知傳感器中的存在傳感器與中央處理器Cortex-M0通過(guò)TTL電平的RS232接口相聯(lián)；測(cè)高傳感器與中央處理器Cortex-M0通過(guò)GPIO口聯(lián)接；照度傳感器與中央處理器Cortex-M0之間采用具有AD采集功能的IO口聯(lián)接。狀態(tài)指示模塊中繼電器輸出接在中央處理器Cortex-M0的GPIO接口上， 語(yǔ)音單元通過(guò)I2C接口與中央處理器Cortex-M0聯(lián)接。通訊接口中的RS485接口與中央處理器Cortex-M0之間通過(guò)TTL 電平的串口聯(lián)接；RF通訊接口接在中央處理器Cortex-M0的PWM輸出接口上。電源模塊負(fù)責(zé)將220AC轉(zhuǎn)換成衛(wèi)生間意外檢測(cè)報(bào)警設(shè)備需要的12DC電源，給衛(wèi)生間意外檢測(cè)報(bào)警設(shè)備中的各部件提供運(yùn)行的電源能量，具體實(shí)施時(shí)，根據(jù)其他模塊的具體芯片需要連接并供電，具體實(shí)現(xiàn)可參見(jiàn)相應(yīng)芯片說(shuō)明書(shū)，本實(shí)用新型不予贅述。具體實(shí)施時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇其他具體芯片實(shí)現(xiàn)各模塊，同樣在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

環(huán)境感知傳感器中存在傳感器采集的信息可以用來(lái)感知人體、判斷人體的運(yùn)動(dòng)方向和位置。存在傳感器采用的是紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列，具體實(shí)施時(shí)本技術(shù)領(lǐng)域人員可根據(jù)具體衛(wèi)生間情況設(shè)置。實(shí)施例采用的紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列內(nèi)含一個(gè)8 x 8網(wǎng)格式布局熱電堆元件，安裝在衛(wèi)生間上方，將環(huán)境感知傳感器正下方的平面上，即垂直投影面上分割成64個(gè)格點(diǎn)區(qū)域；實(shí)施例在熱電堆上安裝0.3mm厚度的60°角度的硅基鏡頭，用于將垂直投影面大角度范圍的反射紅外光集焦到熱電堆元件陣列上。存在傳感器紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列能夠在不接觸被測(cè)物體的前提下探測(cè)物體表面的絕對(duì)溫度，將人體溫度與背景溫度分開(kāi)用不同的值表示，以非接觸的測(cè)量方式詳細(xì)測(cè)量溫度分布并感測(cè)人體和物體。使用衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警設(shè)備時(shí)，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)人員預(yù)先設(shè)置的現(xiàn)有圖像識(shí)別算法，可判別出人體的運(yùn)動(dòng)方向、存在和人數(shù)。

考慮到衛(wèi)生間通常的大小，實(shí)施例中衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器安裝在衛(wèi)生間的天花板中，高度約為2.2m±0.1m，即存在傳感器紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列裝的高度約2.2m±0.1m，在這個(gè)高度上存在傳感器可以檢測(cè)到垂直下方約3×3平方米的面積里的人體存在，這即是存在傳感器的有效檢測(cè)面積。存在傳感器紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列將人體存在有效檢測(cè)面積分成8×8的64個(gè)區(qū)域網(wǎng)格（簡(jiǎn)稱(chēng)區(qū)格）。當(dāng)人體進(jìn)入這個(gè)有效檢測(cè)面格時(shí)，紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列根據(jù)人體體表溫度和環(huán)境溫度之間的差值測(cè)量溫度分布并支持識(shí)別出人體與背景不同的圖像。因?yàn)榇嬖趥鞲衅骷t外熱感應(yīng)溫差電堆陣列的有效檢測(cè)面積與人體垂直，進(jìn)入有效檢測(cè)面積人體移動(dòng)時(shí)會(huì)在有效檢測(cè)面積上顯示連續(xù)的格點(diǎn)變化，人體站立和躺倒時(shí)在存在傳感器紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列64個(gè)區(qū)域網(wǎng)格上的檢測(cè)上占的面積不一樣。

環(huán)境感知傳感器中測(cè)高傳感器用于檢測(cè)進(jìn)入3×3平方米有效檢測(cè)面積中的人體高度變化。在本實(shí)用新型實(shí)施例中采用發(fā)射角度為140度的4組一體化超聲波探頭，分布在衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器前后左右4個(gè)方向，垂直于有效檢測(cè)面積。當(dāng)老人進(jìn)入有效檢測(cè)面積后，測(cè)高傳感器按組啟動(dòng)超聲波探頭，以探測(cè)對(duì)應(yīng)區(qū)域中人體的高度變化，當(dāng)一組探頭檢測(cè)到人的高度就可以，既可得到人的高度，也可以檢測(cè)到人體在下方大致的位置。人的高度指的是空間中人的頭部頂點(diǎn)距地面的高度。在老人的實(shí)際活動(dòng)過(guò)程中，人體的高度以及人在空間中的姿態(tài)都是隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化而變化的，比如人在跌倒后的高度約為站立時(shí)的高度的30%，因此實(shí)時(shí)地確定人在空間中的高度變化可用于實(shí)時(shí)地判別人體的姿態(tài)站立，坐立或跌倒。

環(huán)境感知傳感器中照度傳感度環(huán)境光線采樣使用的是低成本的光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的，中央處理器Cortex-M0的AD采樣模塊對(duì)光敏電阻的值采用施密特算法處理輸出布爾值，施密特算法為現(xiàn)有技術(shù)。當(dāng)老人進(jìn)入衛(wèi)生間時(shí)照度傳感器檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度以確定是否需要開(kāi)燈照明。若需要開(kāi)燈照明則由中央處理器Cortex-M0控制繼電器輸出給出導(dǎo)通開(kāi)燈。

狀態(tài)指示模塊有二部分：繼電器輸出和語(yǔ)音單元。繼電器輸出由中央處理器Cortex-M0根據(jù)照度傳感器檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度來(lái)切換是否開(kāi)關(guān)燈。如傍晚或夜晚光線較弱時(shí)則接通繼電器開(kāi)燈照明，進(jìn)一步地，可在老人進(jìn)入衛(wèi)生間時(shí)才開(kāi)燈以節(jié)約能源；如是白天照度條件良好時(shí)則不接通繼電器燈不開(kāi)。語(yǔ)音單元在報(bào)警發(fā)生前提示老人將要發(fā)出一個(gè)報(bào)警，在報(bào)警發(fā)生后持續(xù)發(fā)聲，可提示老人報(bào)警已發(fā)出，同時(shí)提醒家人或看護(hù)人員有報(bào)警產(chǎn)生。例如當(dāng)衛(wèi)生間跌倒報(bào)警設(shè)備檢測(cè)到跌倒或暈厥時(shí)，中央處理器Cortex-M0會(huì)啟動(dòng)語(yǔ)音單元發(fā)出“du””du”聲，提示系統(tǒng)將會(huì)通過(guò)通訊接口發(fā)出報(bào)警，同時(shí)也提醒家人衛(wèi)生間出現(xiàn)了異常情況——跌倒或長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有活動(dòng)可能暈厥。

通訊接口二部分：有線接口RS485和無(wú)線接口RF。有線RS485接口可用于與第三方家居產(chǎn)品聯(lián)接，與第三家居產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享。當(dāng)一個(gè)報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，通訊接口將報(bào)警信息上傳給相關(guān)的看護(hù)人員以及時(shí)發(fā)現(xiàn)意外發(fā)生。

本實(shí)用新型實(shí)施例采用以上模塊，可以解決衛(wèi)生間等不方便攜帶，有隱私要求特定場(chǎng)所的老人意外發(fā)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)的需求。使用本實(shí)用新型所提供設(shè)備時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)定根據(jù)衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器采集的結(jié)果進(jìn)行識(shí)別判斷的方式。

例如，衛(wèi)生間跌倒檢測(cè)報(bào)警器判定人體通過(guò)以下1~4條件判斷人體是否發(fā)生了跌倒，通過(guò)條件5確認(rèn)人體是不否發(fā)生了暈厥。

1.存在傳感器紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列檢測(cè)面積區(qū)格面積有變化過(guò)程。

2.存在傳感器紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列檢測(cè)面積變化后的格點(diǎn)面積與原面積格點(diǎn)是連續(xù)的。

3.存在傳感器紅外熱感應(yīng)溫差電堆陣列檢測(cè)面積變化有靜止時(shí)間達(dá)到5S。

4.超聲探頭檢測(cè)到人體的高度H變化大于70%且達(dá)到5S。

5.人體在衛(wèi)生間大于30分鐘沒(méi)有活動(dòng)。

具體使用時(shí)可以設(shè)置二級(jí)靈敏度，對(duì)于跌倒檢測(cè)高靈敏度設(shè)置時(shí)只需要滿足前三個(gè)條件或第4個(gè)條件即認(rèn)為跌倒，低靈敏度需要滿足第1~4個(gè)條件。暈厥檢測(cè)不受靈敏度設(shè)置影響，只需要滿足第5個(gè)條件，檢測(cè)到人體連續(xù)大于30分鐘沒(méi)有活動(dòng)即產(chǎn)生報(bào)警。

本實(shí)用新型針對(duì)衛(wèi)生間老人跌倒或暈厥的意外提供一個(gè)非接觸式的檢測(cè)報(bào)警設(shè)備。支持采集和分析人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，判斷老人是否發(fā)生跌倒或暈厥。本實(shí)用新型要求保護(hù)電路硬件設(shè)計(jì)，不涉及軟件方面的改進(jìn)。相對(duì)于報(bào)警面板或視頻看護(hù)，本實(shí)用新型具有使用方便，檢測(cè)可靠，保護(hù)個(gè)人隱私等特點(diǎn)，具有較高的實(shí)用性。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的。因此本實(shí)用新型包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。