基于壓力和加速度監測的摔倒定位報警的可穿戴設備

　　本系統包括手表和鞋子兩大部分，手表部分包括手表外殼本體，還包括設置在手表內的以中央處理器STM32為核心的外圍連接三軸加速度傳感器，oled顯示屏，GPS定位模塊，藍牙4.0主機模塊及蜂鳴器。而鞋子部分包括鞋子本體，還包括設置在鞋墊上的壓力傳感器，壓力傳感器是由一片全橋電阻應變片，24位AD轉換芯片HX711所構成，同時包括低功耗處理芯片msp430g2553，LED報警燈，藍牙4.0從機模塊，GSM模塊。由于是穿戴設備，我們必須考慮到系統的能耗。我們的系統利用主控芯片是STM32和MSP430，均可運行在低功耗模式下，GPS模塊是需要的時候才會打開，GSM模塊在待機的狀態之下功耗也是相當低的，所以整套系統可以較長時間運行，同時我們采用的是鋰電池，可多次充放電，而且電量低時會進行提醒。所以，我們整個系統運行起來時安全可靠的。

　　這款基于壓力和加速度檢測的摔倒報警設備，其工作方式如下：設置在老人所戴的手表內的三軸加速度傳感器檢測手部加速度的變化，當總的加速度值超過閥值時，前后時刻手部角度的變化又在特定的范圍內時，中央處理器判斷可能摔倒，并進入預定時間的等待，等待腳部是否有摔倒信號的響應。與此同時設置在老人所穿鞋的鞋墊上的壓力傳感器檢測腳跟壓力的變化，判斷腳跟處的壓力持續低于設定的壓力閾值下變化的時間，當時間達到設定的閾值時，處理器通過藍牙發送摔倒信號至手部。當已在等待響應的手表處的CPU接收到傳來的摔倒信號時，則確認老人摔倒，則啟動報警，報警方式一：啟動GPS，獲取老人所在的經緯度，根據經緯度相應生成一個網頁鏈接字符串，并通過GSM模塊以短信的方式發送至監護端實現遠程報警;監護端收到短信后，點擊上面的網頁鏈接后，網站會對鏈接進行解析，把位置在地圖上標注出來。報警方式二：手部的手表的蜂鳴器發出響聲，并且腳部的外圍LED報警燈閃爍，從而引起周圍人的注意來尋求幫助。

　　除了自動判斷摔倒及報警外，該系統的其他功能也是相當重要且有用的。當老人長時間沒回家時，監護人可以通過發送相應的短信指令到該設備，設備就會進行定位，把老人的地理位置反饋給監護人，以防老人走失。當老人感到不適時，也可以進行一鍵報警來尋求幫助。當老人出門在外，不認得回家的路時，也可以通過手動定位，以正北為參考，指向家的方向箭頭會顯示在OLED屏幕上，就可以根據指引來走，從而導航回家。

　　本產品可以不依賴手機等其他手持設備，整個系統可以獨立運行，也考慮到平時的實際使用，從而更加保證我們能正常地使用，安全性更高。我們的發明是基于手表和鞋子的，這東西都是我們平時出門或在家的佩戴品，因此老人可以很快熟練地使用，貼近平時的生活，從而更容易推廣開來。同時，我們整個系統的功能很完備，將摔倒報警、一鍵報警、遠程定位、導航回家的功能整合在一起，這也是目前市面上所沒有的。