老人跌倒报警腰带
老人摔倒实时保护智能腰带
老人摔倒实时保护智能腰带马华彬王臣炜韩桂明【摘要】据研究数据分析得出跌倒是老龄人面临的最大危害之一，许多老龄人在家跌倒后未能得到及时的保护和求救，为此我们设计了一款智能腰带。
腰带使用嵌入式微处理器作为主控芯片，使用MPU6050陀螺仪和BMP280气压计作为主要检测装置，使用蜂鸣器和SIM800无线通信通讯物联网模块作为报警求救装置。
经过算法得知老人跌倒时，会立即触发腰带里的气囊进行保护，同时通过蜂鸣器报警，SIM800无线通信通讯物联网模块向佩戴者家人或监护人的移动设备发送实时定位和紧急求救短信，争取老人能在第一时间得到保护和救援，所以本装备对于老人的生命健康具有很高的研究价值和实际意义。
【关键词】智能腰带；精准；保护；可穿戴设备；嵌入式我国于20世纪末进入老龄化社会，预计到2050年将进入深度老龄化阶段，成为老龄化程度最严重的国家巾，这也将从多方面给我国社会带来巨大的压力和挑战。
整个国际社会都在关注老龄化问题，而一直以来，老年人失踪、跌倒事件频频发生，其造成的后果十分严重。
于是，老年人的安全监护成了一个突出的社会性问题回。
随着年纪增长，老年人身体机能下降并伴随多种老年性疾病，使之在曰常生活中更容易跌倒，解决此问题的核心技术便是跌倒检测技术与保护装置。
此外，当前社会老年人跌倒后无人敢搀扶、无人敢救，渐渐成为一种普遍的社会现象，在这种情况下，跌倒对老年人来说更是致命的。
如何在信任危机曰益严重的社会中维护老年人的生命健康权利，成为曰渐重要的议题。
因此针对老年人对安全保证的迫切需求，利用电子信息技术对于解决此问题有着极大的社会价值。
系统总体方案STM32F411CEU6作为本设计的主控芯片，利用芯片的IIC外设接口对MPU6050陀螺仪和BMP280气压计的数据采集和AT24C02进行数据存储；利用USART串口接口对SIM800无线通信通讯物联网核心板进行数据的交换，通过STM32F411CEU6芯片的USART串口接口发送AT指令，将SIM800无线通信通讯物联网核心板所采集到的位置信息返回给控制中心进行处理，当检测到老人发生危险时，也由SIM800无线通信通讯物联网核心板向老人的监护人发送紧急求救短信，并通过蜂鸣器进行报警，引起周边人的注意，实施救援。
老年人意外摔倒智能报警腰带系统的研究
老年人意外摔倒智能报警腰带系统的研究作者：鄢丽娟张彦虎来源：《电子技术与软件工程》2018年第24期摘要随着我国人口老龄化趋势增加，如何照看老年人成为社会关注的焦点。
系统在对手表式报警系统的研究基础上进行了硬件改进升级，通过人体心率传感器、体温传感器采集老人生理状态数据;加速度传感器、陀螺仪、压力传感器多传感器相互配合来判断老人是否摔倒，一旦确认摔倒后立刻通过远程通信通知监护人，使其能够获得及时救助。
研究结果表明：老人意外摔倒智能报警腰带监测系统可以有效地为老人的健康及安全出行增添一份强有力的保障。
【关键词】报警腰带智能手表摔倒检测 GPS定位加速度传感器远程通信随着人口的老龄化程度加速加深，中国的养老产业正作为最具潜力的产业之一而不断发展，政府在十三五规划中，在养老服务领域提出了积极开展应对人口老龄化行动的相关举措。
显然，中国已经进入老龄化社会，老年人的安全问题如何更好地解决是当今的焦点社会问题之一。
由于老年人听力、视力、认知水平、平衡协调能力等方面的下降，以及脑血管疾病、骨质疏松等慢性疾病的增加，老年人跌倒事件发生的概率大大增加，所引发的各种社会问题已经不容忽视了，因此，开展对老年人摔倒报警系统的研究极为重要。
1研究现状随着计算机技术和通信技术的发展，已经可以通过便携式电子设备检测人体的跌倒。
目前，国外已经有针对老年人跌倒监测系统的相关研究，如：A.Blake borough[7]设计的房间内基于地板振动检测的跌倒检测器。
A.Sixsmith等[8]研制的基于红外信号和图像信息的检测器。
但是由于成本，便携性和应用范围的限制，其应用推广受到限制。
国内尚无远程监测跌倒的产品，但关于跌倒监测算法和系统设计的研究很多，如：汪波涛等[9]基于多点传感融合算法的人体跌倒监测系统。
系统以STM32F103作为核心处理器，在手腕、腰部、脚踝上使用MPU9250九轴姿态传感器协助进行人体姿态监测，提出了基于多传感器区协作融合的方法，用于准确监测人体跌倒状态，降低误报率，并利用蓝牙4.0技术形成人体监测体域网。
智能家居防跌倒系统预防老年人跌倒事故的智能家居养老解决方案
智能家居防跌倒系统预防老年人跌倒事故的智能家居养老解决方案随着人口老龄化问题日益突出，老年人跌倒事故也日渐增多，给老年人及其家庭带来了极大的困扰和安全隐患。
因此，智能家居防跌倒系统作为一种新兴的养老解决方案，逐渐受到了广大老年人和家庭的关注和青睐。
本文将从智能家居防跌倒系统的基本原理、功能特点以及未来发展前景等方面进行探讨，旨在为老年人跌倒事故预防提供一种智能化、便利性更强的解决方案。
一. 智能家居防跌倒系统的基本原理及功能特点智能家居防跌倒系统是利用物联网、人工智能等技术手段，通过安装在居家环境中的传感器、摄像头等设备，实时监测老年人的活动情况，并根据一定的算法与规则进行数据分析和处理，准确判断老年人是否存在跌倒的风险，并及时采取相应的预警措施。
1. 手环/腰带传感器：通过感应老年人身体的姿态以及重力加速度的变化，实时监测老年人的步态和平衡情况，一旦发现不正常的行为或姿态，系统将发出警报通知。
2. 室内摄像头：安装室内摄像头，可以捕捉老年人的活动轨迹，并通过图像分析和识别，判断老年人是否存在摔倒的危险情况。
3. 语音交互：智能家居防跌倒系统还具备语音交互的功能，老年人可以通过语音指令控制家居设备的开关以及与AI助手进行对话，实现更便捷的居家体验。
二. 智能家居防跌倒系统的优势与前景智能家居防跌倒系统在老年人跌倒事故的预防和处理方面具备一系列的优势，并有着广阔的发展前景。
1. 实时监测和预警：智能家居防跌倒系统可以实时监测老年人的活动情况，一旦发现跌倒风险，系统将第一时间发出预警信号，快速通知家人或其他关联方。
2. 预防措施与应急响应：该系统不仅可以预防跌倒事故的发生，还可通过预设的紧急按钮或语音指令，呼叫急救人员或其他相关救援机构，及时处理跌倒事故并提供急救支持。
3. 智能化管理与关怀：智能家居防跌倒系统可以通过智能化的管理，对老年人的日常生活进行监控和管理，提供个性化的关怀服务，让老年人感受到更多的安全和关心。
老人防摔腰带的设计与实现
• 190•为守护老人身体健康，本项目设计了一种能够提前预测老人摔倒的腰带，以缓冲气囊为主，缓解摔倒后对人体的冲击力从而起到保护作用。
其凭借轻便美观及全自动工作过程在降低操作难度的同时保证了穿戴的舒适性，为保障老年人的健康安全提供了全新角度的解决方案。
1 老人防摔腰带总体设计1.1 功能设计本产品是一款基于单片机和气囊的老人防护产品。
通过传感器预测摔倒的发生，由控制器触发电磁阀使压缩气体充入气囊，在摔倒前及时弹出来保护老人的安全。
缓冲气囊经折叠后固定在人体的腰间，弹出后用于保护佩戴者的臀部、后腰以及大腿两侧，以此来大大减少摔倒后受到的伤害。
与此同时，我们的产品采取用户和家属实时关联的理念，在腰带上安装有警报装置，在老人摔倒后发出警报声来吸引周围人的注意，并且设有相关手机APP 与地图导航软件关联，可将老人摔倒位置信息发送给监护人，以此保障老人的安全，给予第一时间的救护。
图1 防摔腰带主体结构1.2 产品组成部分主体结构如图1所示，老人防摔腰带的主要组成部分有：高弹力腰带、压缩气瓶、尼龙材质的缓冲气囊、摔倒检测模块。
动力源：小型蓄电池。
控制与信息处理装置：微控制器、ESP8266WiFi 模块、STM32ZET6单片机。
呼救装置：GPS 模块、警报模块。
1.3 充气系统设计充气系统主要由电磁阀、耐压管，压缩气瓶与折叠状态的缓冲气囊组成。
当摔倒发生时，在接收到单片机传来的信号后，电磁阀打开使得压缩气瓶中的气体经由耐压管进入折叠状态的缓冲气囊，最终气囊在0.11s 内展开，完成弹出过程。
气囊展开后将包裹老人的腰部、臀部以及大腿两侧，缓冲地面对于腰部、臀部的冲击，最大限度地减轻摔倒带来的损伤。
2 摔倒检测模块工作原理2.1 摔倒检测机理根据研究资料显示，摔倒分为4个阶段，即初态、失衡态、触地态、触地平衡态。
通过查阅资料以及多次实验发现，由失衡态到触地平衡态往往须耗时1.2～2.9s 。
所以，本项目须在1s 内完成由摔倒检测至气囊展开。
智慧养老背景下养老模式发展与研究
智慧养老背景下养老模式发展与研究摘要：随着城市化进程的加快，涌入城市的人口急剧增长，人们都会在城市买房安家，社区规模越来越大，人口越来越多。
智慧养老最早由英国生命信托基金会提出，当时被称为全智能化老年系统。
通过线上平台，给居家的老人、社区、养老机构等提供及时、便捷、有效的养老服务。
这种服务可以使老人足不出户就可以享受到高质量的生活，因此又被称为“智能居家养老”。
关键词：智慧养老；养老模式；发展研究引言“智慧养老”概念的产生，源自IBM公司2010年提出的“智慧城市”的概念（“智慧城市”指以信息技术为框架，未来创新的城市形态）。
以智慧城市为背景，一些城市在公共设施、公共服务方向大力推动数字化与技术化，这些手段为智慧养老创造了条件。
1智慧养老的价值意蕴“居家智慧养老”的概念最初起源于“全智能老年系统”,由英国生命信托基金提出,旨在打破时空局限推动养老服务高质量发展。
该系统在社区内,基于大数据挖掘老人信息资料,将社区、街道、居家信息互联共享,并整合内外多方服务资源,采用智能化手段为居家老人提供精准化、个性化、专业化的养老服务。
当前对其的理解主要有技术和实践模式两个角度:前者是指在居家养老服务领域运用现代科技信息手段整合服务资源改善居家老人生活质量、提升服务效率和质量的一种新型养老模式,可视为居家养老服务的信息化、智能化发展新方式;从服务模式来看,是指通过现代科技信息技术集聚涉老数据信息,并对老人的生活照料、健康安全、娱乐休闲等居家养老需求实现智能交互响应的一种服务模式。
因此,居家智慧养老即是以需求为导向,以居家养老为载体,以提质增效为目的,将传统在家养老形式与现代信息化技术手段相结合,并在整合多方服务资源、联动多个参与主体的基础上为居家老人提供智能化、多样化和个性化养老服务的一种新型养老服务方式,主要举措有研发智能化软硬件系统、推出适老化智能产品、搭建服务信息平台等。
与传统居家养老模式相比,居家智慧养老“智慧+居家”特征鲜明,优越性突出,实现了对其的超越、革新和升级,推动了养老模式的个性化、多样化和高效化发展,引领了社会化养老新方向,将成为未来养老主流。
老年人智能防摔腰带设计
TECHNOLOGY AND INFORMATION56 科学与信息化2023年3月上老年人智能防摔腰带设计*王宇轩 李铁林 叶斌斌 徐梓豪 蔡金洋台州职业技术学院 浙江 台州 318000摘 要 针对老年人摔倒问题，提出一种老年人智能防摔腰带的设计，在介绍腰带的总体架构设计的基础上，分别阐述了硬件设计中的控制模块、检测模块、无线数据传输模块、执行模块和电源模块在腰带中的作用和关键参数选择，并对数据处理、摔倒预测算法和报警短信发送的软件设计思路与实现方法进行解释。
关键词 老年人；防摔；腰带设计Intelligent Anti-Fall Belt Design for the ElderlyWang Yu-xuan, Li Tie-lin, Ye Bin-bin, Xu Zi-hao, CaiJin-yangTaizhou V ocational and Technical College, Taizhou 318000, Zhejiang Province, ChinaAbstract Aiming at the problem of falling in the elderly, the design of an intelligent anti-fall belt for the elderly is proposed. On the basis of introducing the overall architecture design of the belt, the roles of control module, detection module, wireless data transmission module, execution module and power module as well as the selection of key parameters in the hardware design are expounded, and the software design ideas and implementation methods of data processing, fall prediction algorithm and alarm SMS sending are explained.Keywords elderly; anti-fall; belt design引言随着老龄化社会的到来，针对老年人的健康与养老问题显得日益重要。
老人跌倒警报器的设计
老人跌倒警报器的设计随着人口老龄化的加剧，老年人的健康和安全问题也越来越受到关注。
老年人常常因为身体状况不佳、平衡能力下降等原因而发生跌倒事件，给健康和生活带来很大的影响。
因此，设计一个适合老年人使用的跌倒警报器非常有必要。
1. 穿戴方便老年人的生活能力较低，穿戴跌倒警报器应该简单便捷，不需要任何工具，老年人即可自行穿戴。
可以选择方便携带的腰带、手环等形态，穿着起来不影响行动自如。
2. 佩戴舒适为了让老年人持续佩戴跌倒警报器，应该保证佩戴舒适。
一般应该使用柔软、透气的材质制作，防止老人出现过敏或者瘙痒等情况。
3. 轻便易操老年人年龄大、视力和听力能力下降，因此跌倒警报器的设计应该非常简单易懂，按钮等操作也要轻便易操。
建议设立少量的按键，实现简单模式和高级模式切换，老年人可自主选择不同模式，满足个性化需求。
4. 灵敏度高老年人跌倒后，可能会出现意识不清、无法行动等状况，跌倒警报器应该有高灵敏度的传感器，及时监测到老人的体位变化、倾斜角度等信息，及时报警。
5. 能够自动报警老年人往往自主能力不足，跌倒后可能无法操作报警器，因此跌倒警报器要能自动发送警报。
建议设计一套完善的报警系统，通过蓝牙传输数据，与自动加急求救功能，及时将信息发送给三方紧急联系人。
6. 电量充足电量充足是保证跌倒警报器正常工作的重要条件。
应该采用低功耗芯片、大容量电池等技术，来延长电池使用寿命。
7. 防丢、防水老人使用跌倒警报器一般出现在户外、浴室等复杂环境，应该具备防水、防丢功能，避免发生“残缺报”或者其他失效情况，导致无警报可用。
8. 系统可升级随着科技的不断发展，老年人跌倒识别技术不断升级，跌倒警报器也应该具备可升级的系统。
在保证原有功能不变的情况下，不断新增识别技术，提升报警精度，为老年人的安全提供更好的保障。
综上所述，在老人跌倒警报器的设计中，需要兼顾方便、舒适、易用、灵敏、自动发送警报、电量充足、防丢、防水等多种因素，同时也要不断升级提高技术，以此更好的保障老年人的健康和安全。
“防倒”监控预警系统
“防倒”监控预警系统关键词：老龄化；防倒；监控；预警系统摘要：文中论述了在当下社会老龄化严重的情况下，“防倒”监控预警系统的重要性、作用、功能等以及在国内外的发展前景和应用。
简单分析了“防倒”监控预警系统未来的发展趋势以及带给我们的便利。
1.引言据人口统计学的分析报告，中国 2000 年进入老龄化，2025 年左右深度老龄化，2035 年将达到超级老龄化。
我国 65 岁及以上老年人已达 1.5 亿。
跌倒严重威胁着老年人的身心健康、日常活动及独立生活能力，也增加了家庭和社会的负担。
在老人在缺乏必要监护的情况下，由于增龄导致的日常生活能力、视力、听力差、睡眠质量下降等，其跌倒危险性势必增加。
有效监测到老年人跌倒并第一时间给予支持，已经成为一个急需的刚性需求。
因此，为老年人群设计一种跌倒监护预警系统显得至关重要。
1.构成2.1 脚环脚环内部包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、光学心率传感器、GPS 定位、CPU 芯片、3Ggsm 模块、印刷电路板、语音播报系统和蓝牙系统等模块。
一旦佩戴脚环的用户发生跌倒，脚环将通过三轴陀螺仪、加速度传感器、心率传感器检测收集数据，同时，将收集的数据通过 A/D 转换后传输到 CPU 芯片，由 CPU芯片通过收发节点传输到 3G gsm 模块，云端将收集到的数据通过云计算技术进行分析计算，实现识别跌倒、智能报警并将老年人跌倒时获取到的地理位置发送给监护人的全过程。
2.2 APP（1）数据传输系统：该监测数据可以传输到绑定子女手机中（2）数据监测系统：监测使用者心率、脉搏、步数、跌倒状态（3）预警系统：监测系统检测到跌倒状态后预警系统立即发出警报，并发出语音处理方法提示（4）与某 app 关联系统：APP 之间数据库连接，可以进行一键挂号，并且可以通过数据传输，医院收到老人的监测数据，同时子女可以时刻获得医院的位置，急救专线以及是否空闲等信息。
1.功能3.1 基础功能可以监测心率，脉搏，步数、步频、步速、步幅等一系列步态信息，并提供步态分析报告，并反馈给家属。
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• 据研究表明，老人跌倒导致死亡和 大量残疾的重要原因之一是没有得 到及时救援，耽误了最佳治疗时机 。据有关人士介绍说，如果老人跌 倒后，能够第一时间进行救 援， 至少能够减少一半的死亡率，会大 大降低老人残疾的发生。基于此， 我们萌生出创作此作品的想法。
加速度传感器模块
GPS定位模块
MCU
GSM传输模块
电源供电模块
“老人摔倒报警腰带”结构图
创新发展
1.短信控制，指令更改指定接收人的号码，操作 简单 2. 可穿戴性强，轻巧舒适 3.具有双重功能，既是腰带也是自动定位器 4.价格较低，适合于大众
作品展示
实际问题
经过多次的论证和实验，作品已经可以 实现智能报警，失误率非常低。鉴于和腰 带的整合性还需要进一步的完善，投入市 场还需进一步研究和探索。
老人摔倒报警腰带
主讲内容一览众山小源自作品背景 作品小述 存在价值 作品展望 作品功能 作品结构 创新发展 作品展示 实际问题 作品实操
作品背景
目前，跌倒是我国老年人伤害死亡的首因。遗憾的是 ，他们跌倒时往往无人敢扶。
老人跌倒后，我们能做些什么？怎样能使他们得到及 时的救助？
作品小述
基于此，我们设计的 老人跌倒报警腰带是一 款在老人意外跌倒时， 会自动发送求救短信给 指定的联系人，以便较 早的让老人接受到相关 治疗的电子产品。
存在价值
1、实时检测老人身体姿态 2、在老人发生意外摔倒时，可以及时发送求救 短信给家人，以便较早的让老人接受到相关治 疗。 3、让家人省心，让老人舒心。
作品功能
①输入设定的接收人手机号码 ②智能判断跌倒状态 ③当老人跌倒后，GPS模块会进行定位 ④系统通过GSM模块发送短信给指定接 收人
作品结构