本發(fā)明涉及能夠檢測人體摔倒信號的鞋墊，尤其涉及一種基于傾角傳感器的摔倒檢測報(bào)警鞋墊及報(bào)警方法。

背景技術(shù)：
國內(nèi)外市場中有很多投入實(shí)際使用的檢測設(shè)備都具備檢測人體是否摔倒的功能，而其中的絕大多數(shù)產(chǎn)品均采用可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)，例如手機(jī)、手表、腕帶、腰帶等。對于老年人群來說，此類可穿戴式設(shè)備設(shè)計(jì)的缺陷十分明顯，通常都不是出門的必需品，而且佩戴起來也繁瑣、不舒適。以具有摔倒檢測功能的智能手表為例，與老年人平常佩戴的普通手表相比，其設(shè)置時間等方面的繁雜程度并不適用于老年人使用，而且現(xiàn)有的智能手表無論是體積還是重量，均比普通手表大很多，這在一定程度上也就降低了佩戴的舒適度。而諸如此類問題在智能手機(jī)、腕帶、腰帶等產(chǎn)品上也有不同程度的體現(xiàn)。除此之外，還有類似于按鈕報(bào)警器等設(shè)置更加簡單的設(shè)備，盡管攜帶方便，但最大的缺點(diǎn)在于在突發(fā)情況下，如患有心血管、腦血管疾病，或摔倒時頭部觸地等原因，摔倒的老人處于意識模糊的狀態(tài)，不可能主動按響報(bào)警器通知家人，因此按鈕報(bào)警器也就不能發(fā)揮應(yīng)有的功用。如現(xiàn)有技術(shù)中，公開號為103561144A，名稱為一種基于智能手機(jī)的摔倒檢測方法的發(fā)明專利，該方法首先利用智能手機(jī)的三軸加速度傳感器獲取三軸加速度，并由三軸加速度獲取第一合加速度，若第一合加速度小于第一預(yù)設(shè)閾值，則獲取第二合加速度，若第二合加速度大于第二預(yù)設(shè)閾值，則獲取第三三軸加速度和第四三軸加速度，若兩者之間的變化值小于第三預(yù)設(shè)閾值，則獲取第五三軸加速度，計(jì)算第五三軸加速度和第一三軸加速度和矢量變化合，若矢量變化合大于第四預(yù)設(shè)閾值，則確定攜帶智能手機(jī)的用戶處于摔倒?fàn)顟B(tài)。該方法僅采用智能手機(jī)運(yùn)行本方法的摔倒檢測程序，即可實(shí)時的檢測用戶是否摔倒，不必用戶攜帶智能手機(jī)之外的檢測設(shè)備，解決了用戶不方便攜帶檢測設(shè)備的問題。但是對于老年人來說智能手機(jī)并不屬于日常出門的必需品，隨時都攜帶并不現(xiàn)實(shí)。有如公開號為202838609U，名稱為一種老人摔倒檢測與自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)明專利，其特征為包括老人摔倒檢測子系統(tǒng)與遠(yuǎn)程報(bào)警子系統(tǒng)兩個部分；其中，所述的老人摔倒檢測子系統(tǒng)包括老人摔倒測定器、手動報(bào)警按鍵、控制器、聲音報(bào)警器件、無線傳輸模塊；所述的遠(yuǎn)程報(bào)警子系統(tǒng)為Android智能手機(jī)；其中，控制器分別與老人摔倒測定器、手動報(bào)警按鍵、聲音報(bào)警器件和無線傳輸模塊相連；無線傳輸模塊通過無線信號與Android智能手機(jī)相連。該報(bào)警系統(tǒng)需要手動按報(bào)警按鍵，在無法主動按鍵報(bào)警的突發(fā)情況下將無法保障老年人的人身安全。還如公開號為301699449S，名稱為無線定位報(bào)警終端(腕帶式)的外觀設(shè)計(jì)專利，該報(bào)警終端用于對使用者進(jìn)行體溫及心率等生命體征的監(jiān)測，完成摔倒檢測、無線定位及報(bào)警。但是該報(bào)警裝置也需要在日常生活中時刻佩戴，不具有便捷性。由此可見，在現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種既能夠便于使用者尤其是老年人隨時穿著、攜帶，不會影響使用舒適度，又能夠在檢測到使用者摔倒信號后自動報(bào)警的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所述基于傾角傳感器的摔倒檢測報(bào)警鞋墊采用將傾角傳感器模塊添加到鞋墊當(dāng)中，在行走過程中檢測足底傾角變化，當(dāng)其確認(rèn)了使用者已經(jīng)摔倒后，激活GPS模塊和SIM卡模塊，對使用者進(jìn)行定位，并將其位置信息以短信的形式通知家屬進(jìn)行救援。本發(fā)明既克服了傳統(tǒng)的可穿戴式設(shè)計(jì)的不足，而且鞋對老年人來說是日常生活的必需品，將該鞋墊置于鞋中對老年人本身沒有任何使用要求，不需要另行攜帶。本發(fā)明所述基于傾角傳感器的摔倒檢測報(bào)警鞋墊通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明所述基于傾角傳感器的摔倒檢測報(bào)警鞋墊包括主鞋墊和副鞋墊，主鞋墊包括主鞋墊單片機(jī)、第一傾角傳感器組、第一無線充電接收電路及電源管理芯片組、多路信號選擇器、SIM卡通信模塊、第一短距無線通信模塊、GPS定位模塊，所述副鞋墊包括副鞋墊單片機(jī)、第二傾角傳感器組和第二無線充電接收電路及電源管理芯片、第二短距無線通信模塊；所述第一傾角傳感器組通過A/D信號轉(zhuǎn)換引腳與主鞋墊單片機(jī)相連接，第一無線充電接收電路及電源管理芯片組與主鞋墊芯片供電端口連接，所述主鞋墊單片機(jī)的TX\RX串口引腳通過多路信號選擇器與所述SIM卡通信模塊、GPS定位模塊和第一短距無線通信模塊的RX\TX引腳相連，所述多路信號選擇器數(shù)據(jù)選擇引腳與主鞋墊單片機(jī)的IO口相連接；所述第二傾角傳感器組通過A/D信號轉(zhuǎn)換與副鞋墊單片機(jī)相連接，第二無線充電接收電路及電源管理芯片組與副鞋墊單片機(jī)通過無線連接，所述副鞋墊單片機(jī)的串口引腳與第二短距無線通信模塊相連接；進(jìn)一步的，所述第一傾角傳感器組由兩個傾角傳感器組成；進(jìn)一步的，所述第一、第二無線充電接收電路及電源管理芯片組由變壓芯片、鋰電池和無線充電模塊組成，所述無線充電模塊由電源配置器、無線充電發(fā)射模塊、發(fā)射線圈與外殼組成；所述第一、第二無線充電接收電路及電源管理芯片組為可充電電源，分別為所述主鞋墊單片機(jī)和副鞋墊單片機(jī)提供電源，用于在閑置時為主、副鞋墊中鋰電池充電；進(jìn)一步的，所述傾角傳感器能夠?yàn)殡娙菔絻A角傳感器。進(jìn)一步的，傾角傳感器上設(shè)置有側(cè)傾開關(guān)。進(jìn)一步的，所述SIM卡通信模塊內(nèi)設(shè)置有緊急電話薄，能夠存儲使用者多個家人或朋友的手機(jī)號碼，方便發(fā)送救援信息。本發(fā)明所述摔倒檢測報(bào)警鞋墊采用傾角傳感器，在行走過程中檢測足底傾角變化，當(dāng)其確認(rèn)了使用者已經(jīng)摔倒后，激活所述GPS定位模塊和SIM卡通信模塊，對使用者進(jìn)行定位，并將其位置信息以短信的形式通知家屬，進(jìn)行救援。本發(fā)明所述報(bào)警方法通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，整個摔倒檢測和報(bào)警過程包含下述步驟：步驟一、監(jiān)測偏轉(zhuǎn)角。在所述第一傾角傳感器的檢測軸向發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，所述傳感器會根據(jù)偏轉(zhuǎn)的角度輸出一個模擬電壓量，將此模塊的OUT引腳接入主鞋墊單片機(jī)的模擬量輸入口，經(jīng)過A/D信號轉(zhuǎn)換和數(shù)學(xué)計(jì)算(a＝asin(0.5Vout0.25Vdd))之后即可得到傾角值，以此來判斷所述鞋墊的空間狀態(tài)；若使用側(cè)傾開關(guān)，在檢測到系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)時會輸出一個數(shù)字信號，可以得知系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)，此時無需進(jìn)行運(yùn)算操作。步驟二、跌倒的判定。當(dāng)所述主鞋墊單片機(jī)檢測到傾角數(shù)據(jù)超出正常范圍(一般與水平方向傾角±55°范圍內(nèi))或側(cè)傾開關(guān)被觸發(fā)且持續(xù)一定時間(為了防止誤報(bào)，同時能夠在事故發(fā)生時第一時間響應(yīng)，此持續(xù)檢測時間的合適范圍為5s～10s)后，會認(rèn)為其處于跌倒?fàn)顟B(tài)，所述主鞋墊處于跌倒?fàn)顟B(tài)時會激活所述第一短距無線通信模塊，監(jiān)聽來自所述副鞋墊單片機(jī)的無線信號；所述副鞋墊處于跌倒?fàn)顟B(tài)時，會激活所述第二短距無線通信模塊發(fā)出信號脈沖(正常時無線通信模塊均不工作)；當(dāng)所述主、副鞋墊均處于跌倒?fàn)顟B(tài)時，所述主鞋墊單片機(jī)可以檢測到來自所述副鞋墊單片機(jī)的無線信號，確認(rèn)用戶跌倒。步驟三、定位。與所述主鞋墊單片機(jī)相連接的GPS定位模塊啟動，進(jìn)行搜索和定位。所述主鞋墊單片機(jī)通過串口檢測GPS定位模塊的狀態(tài)。定位成功時，主鞋墊單片機(jī)從來自GPS定位模塊的信息中提取出經(jīng)緯度信息；若嘗試一段時間之后仍無法定位(如信號弱、環(huán)境干擾等等)，則跳過GPS定位。...