基于压力和加速度监测的摔倒定位报警的可穿戴设备

　　本系统包括手表和鞋子两大部分，手表部分包括手表外壳本体，还包括设置在手表内的以中央处理器STM32为核心的外围连接三轴加速度传感器，oled显示屏，GPS定位模块，蓝牙4.0主机模块及蜂鸣器。而鞋子部分包括鞋子本体，还包括设置在鞋垫上的压力传感器，压力传感器是由一片全桥电阻应变片，24位AD转换芯片HX711所构成，同时包括低功耗处理芯片msp430g2553，LED报警灯，蓝牙4.0从机模块，GSM模块。由于是穿戴设备，我们必须考虑到系统的能耗。我们的系统利用主控芯片是STM32和MSP430，均可运行在低功耗模式下，GPS模块是需要的时候才会打开，GSM模块在待机的状态之下功耗也是相当低的，所以整套系统可以较长时间运行，同时我们采用的是锂电池，可多次充放电，而且电量低时会进行提醒。所以，我们整个系统运行起来时安全可靠的。

　　这款基于压力和加速度检测的摔倒报警设备，其工作方式如下：设置在老人所戴的手表内的三轴加速度传感器检测手部加速度的变化，当总的加速度值超过阀值时，前后时刻手部角度的变化又在特定的范围内时，中央处理器判断可能摔倒，并进入预定时间的等待，等待脚部是否有摔倒信号的响应。与此同时设置在老人所穿鞋的鞋垫上的压力传感器检测脚跟压力的变化，判断脚跟处的压力持续低于设定的压力阈值下变化的时间，当时间达到设定的阈值时，处理器通过蓝牙发送摔倒信号至手部。当已在等待响应的手表处的CPU接收到传来的摔倒信号时，则确认老人摔倒，则启动报警，报警方式一：启动GPS，获取老人所在的经纬度，根据经纬度相应生成一个网页链接字符串，并通过GSM模块以短信的方式发送至监护端实现远程报警;监护端收到短信后，点击上面的网页链接后，网站会对链接进行解析，把位置在地图上标注出来。报警方式二：手部的手表的蜂鸣器发出响声，并且脚部的外围LED报警灯闪烁，从而引起周围人的注意来寻求帮助。

　　除了自动判断摔倒及报警外，该系统的其他功能也是相当重要且有用的。当老人长时间没回家时，监护人可以通过发送相应的短信指令到该设备，设备就会进行定位，把老人的地理位置反馈给监护人，以防老人走失。当老人感到不适时，也可以进行一键报警来寻求帮助。当老人出门在外，不认得回家的路时，也可以通过手动定位，以正北为参考，指向家的方向箭头会显示在OLED屏幕上，就可以根据指引来走，从而导航回家。

　　本产品可以不依赖手机等其他手持设备，整个系统可以独立运行，也考虑到平时的实际使用，从而更加保证我们能正常地使用，安全性更高。我们的发明是基于手表和鞋子的，这东西都是我们平时出门或在家的佩戴品，因此老人可以很快熟练地使用，贴近平时的生活，从而更容易推广开来。同时，我们整个系统的功能很完备，将摔倒报警、一键报警、远程定位、导航回家的功能整合在一起，这也是目前市面上所没有的。