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专利号: 2021103674129
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种监测独居老人卧床状态的突发危险状况判别方法,其特征在于,依赖于一种卧床监控装置,按照以下过程具体实施:步骤1,构建卧床监控装置的主控器(1)与外部设备的连接方式,

1.1)进行硬件的总体连接,

主控器(1)上的微控制单元(2),通过I/O口,采用数据线连接的方式,与设置在床板(14)上的传感器组(10)连接;通过蓝牙模块(7),采用无线方式与设置在房间内不同地方的应答按钮组(4)连接;通过WiFi模块(8)与云服务器(5)连接,实现对远程终端(6)的信息传输;

1.2)具体布置步骤1.1)中的应答按钮组(4),将各个应答按钮分别安装在家里老人经常走动并且容易触碰的地方,以便当蜂鸣器(3)响起时,如果没有突发意外情况,老人自主按压就近的应答按钮,及时关闭异常状态提醒;

1.3)具体布置步骤1.1)中的传感器组(10),

1.3.1)传感器组(10)中所有的传感器(9)均采用压力型传感器,所承受重量值的范围是pb≥pp+pm+Δp,其中,pb是所选择压力型传感器的承重值;pp是老人的体重的上限值;pm是床垫(12)和被褥之和重量的上限值;Δp是承压裕量,Δp=0.1·(pp+pm);

1.3.2)各个传感器(9)相对均匀地设置在床板(14)上表面不同的位置上;并且传感器(9)与床垫(12)之间设置一层硬板(13);

步骤2,对老人日常卧床模式进行自学习,具体过程是,

2.1)主控器中的微控制单元通过I/O口接收到传感器组的数据信息,主控器的显示界面提示用户记录无人卧床时的压力值,设为Pn;提示用户记录有人卧床时的压力值,设为Ps,计算式如下:

其中,pni为第i个传感器在无人卧床时的压力值,psi为第i个传感器在有人卧床时的压力值,N为传感器组中所包含的传感器的个数,wi为加权系数, 初始值选为

2.2)计算第i个传感器的有人在床与无人在床的压力值差异,计算式是:Δpi=psi‑pni , i=1,2,...,N (3)

2.3)根据压力值差异Δpi计算加权系数 计算式如下:

2.4)更新传感器组的压力值,计算式如下:其中,pi为第i个传感器在无人卧床时的压力值;

2.5)按照主控器的显示界面,启动卧床监控装置进入自学习模式,通过自学习模式获取老人M天的卧床轨迹,轨迹的计算式如下:

2.5.1)微控制单元中的存储单元记录日常卧床状态变化序列,设为[x1(t),x2(t),...,xT(t)],其中,t表示第t天的记录值,t=1,2,...,M,M为记录的天数;T=24/ΔT,24是指一天的24小时,ΔT为采样间隔;

2.5.2)卧床状态变化序列[x1(t),x2(t),...,xT(t)]的计算式如下:其中,阈值th的计算式是:th=0.8·(Ps‑Pn)(7)

2.5.3)老人的日常卧床轨迹[y1,y2,...,yT]的计算式如下:步骤3,进行实际监控应用,对老人异常的卧床状态进行判断,具体过程是,

3.1)依照步骤2.5)确定的采样间隔ΔT,以及公式(5)计算得到的压力值 按照下式获得当天的卧床状态变化序列[z1,z2,...,zT],计算式如下:

3.2)计算异常状态标记序列[d1,d2,...,dT],计算式如下:其中,δ为异常判断阈值;

如果dk=1,表明出现了与日常生活规律不一致的状态;

如果dk=0,表明与日常的生活规律相同;

3.3)根据步骤3.2)的计算结果,如果持续出现dk=1的异常状态,则判断为老人出现了突发状况,转步骤4进行处理,否则转步骤3.4);

3.4)更新用户的日常卧床轨迹,将式(8)计算得到的日常卧床轨迹[y1,y2,...,yT],按照渐消记忆进行更新,计算式如下:

更新值计算后,转步骤3.1)继续执行,其中步骤3.2)公式(10)中的yk更新为步骤4,对异常状态进行提醒,具体过程是,

4.1)对本地的老人进行提醒,

按照步骤3.3)判断出现了异常状况,则主控器启动计时器计时,如果出现持续一段时间的异常状态,则主控器控制蜂鸣器发声提醒,如果老人处于正常活动状态,步骤3.3)所判断的异常状况不是危险情况,则老人听到报警声音后及时按压就近一个应答按钮,主控器通过蓝牙模块,收到应答关闭信号之后,将异常状况删除,解除报警;

如果主控器一直未接收到老人的应答关闭信号,则转步骤4.2);

4.2)对老人的子女或社区进行远程报警,如果主控器判断的异常状态一直持续未被关闭,则表明老人出现突发危险状况,行动不能自主,这时,主控器通过WiFi模块发送信息到云服务器,云服务器再通过无线网将异常报警信息传送至远程终端进行报警,预先关联设置好的子女手机和/或社区中控室及时得到报警提醒后,对老人进行救援。

2.根据权利要求1所述的监测独居老人卧床状态的突发危险状况判别方法,其特征在于:所述的卧床监控装置,具体结构是,包括主控器(1),主控器(1)内部包括微控制单元(2)、蓝牙模块(7)和WiFi模块(8),微控制单元(2)对外设置有三组I/O口,第一组I/O口与传感器组(10)信号连接;第二组I/O口与用户输入参数的控制终端(11)信号连接,第三组I/O口与蜂鸣器(3)信号连接;微控制单元(2)通过蓝牙模块(7)与应答按钮组(4)信号连接;微控制单元(2)另外通过WiFi模块(8)与云服务器(5)连接,云服务器(5)再与远程终端(6)连接。