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1、(10)申请公布号 CN 102270372 A (43)申请公布日 2011.12.07 CN 102270372 A *CN102270372A* (21)申请号 201010188179.X (22)申请日 2010.06.01 G08B 21/04(2006.01) G08B 25/10(2006.01) A61B 5/11(2006.01) (71)申请人 王志良 地址 100083 北京市北京科技大学 48-708 室 申请人 王鲁 (72)发明人 王志良 王鲁 (54) 发明名称 监测终端、 身体活动状态监测系统及监测方 法 (57) 摘要 本发明公开了一种监测终端、 身体活动状。
2、态 监测系统及监测方法， 所述监测终端， 用于身体活 动状态监测系统， 所述监测终端由所述对被监测 对象佩戴以检测并传送所述被监测对象的身体活 动状态数据， 所述监测终端包括 ： 一外壳 ； 一传感 器， 封装于所述外壳内， 用以采集三轴向加速度数 据 ； 微处理器， 封装于所述外壳内， 与所述传感器 相连接， 接收所述三轴向加速度数据并据以判断 所述被监测对象的身体活动状态 ； 天线， 用于将 所述身体活动状态数据传送于所述身体活动状态 监测系统的监控中心。本发明更适于家庭和社区 环境下应用， 且成本低、 可靠性高。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。
3、专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 5 页 CN 102270381 A1/1 页 2 1. 一种监测终端， 用于身体活动状态监测系统， 其特征在于， 所述监测终端由所述对被 监测对象佩戴以检测并传送所述被监测对象的身体活动状态数据， 所述监测终端包括 ： 一外壳 ； 一传感器， 封装于所述外壳内， 用以采集三轴向加速度数据 ； 微处理器， 封装于所述外壳内， 与所述传感器相连接， 接收所述三轴向加速度数据并据 以判断所述被监测对象的身体活动状态 ； 天线， 用于将所述身体活动状态数据传送于所述身体活动状态监测系统的监控中心。 2. 如权利要求 1 所述的监测终端， 其特征在于。
4、 ： 所述监测终端佩戴于所述被监测对象 的腰部 ； 所述身体活动状态包括八种 ： 站立、 躺下、 俯卧、 左侧卧倒、 右侧卧倒、 慢跑、 倒立、 摔倒 ； 所述微处理器通过各所述身体活动状态与三轴电压值之间的对应关系判断所述被监 测对象的身体活动状态。 3. 如权利要求 2 所述的监测终端， 其特征在于 ： 所述监测终端上设置有报警按键以实 现紧急情况下的报警， 或者通过点选所述监测终端的菜单选项实现所述紧急情况下的报 警。 4. 一种身体活动状态监测系统， 其特征在于 ： 具有一个或多个权利要求 1-3 任一所述 的监测终端。 5. 如权利要求 4 所述的身体活动状态监测系统， 其特征在于 。
5、： 所述身体活动状态监测 系统还包括协调器基站， 所述监测终端与所述监控中心之间的通信借助所述协调器基站实 现， 所述协调器基站初始化和维护一个有所述一个或多个监测终端加入的无线网络， 且通 过所述无线网络与所述监测终端进行无线通信， 所述协调器基站与所述监控中心之间通过 串口进行有线通信。 6. 如权利要求 5 所述的身体活动状态监测系统， 其特征在于 ： 所述协调器基站和所述 监测终端间的 ZigBee 无线通信平台使用 CC2430 作为微处理器 ； 所述监测终端的传感器为 MMA7260QT 型。 7. 如权利要求 5 或 6 所述的身体活动状态监测系统， 其特征在于 ： 所述身体活动。
6、状态 监测系统还包括GSM短信模块， 所述监控中心通过所述GSM短信模块进行报警， 所述监控中 心与所述 GSM 短信模块之间通过串口进行通信。 8. 一种身体活动状态监测方法， 用于对被监测对象的身体活动状态监测， 其特征在于， 所述对被监测对象佩戴监测终端， 以检测所述被监测对象的身体活动状态数据， 所述监测 终端内的传感器采集三轴向加速度数据 ； 所述监测终端内的微处理器接收所述三轴向加速 度数据以判断所述被监测对象的身体活动状态 ； 所述监测终端将所述身体活动状态数据传 送于所述身体活动状态监测系统的监控中心以实现所述身体活动状态监测。 9. 如权利要求 8 所述的身体活动状态监测方法。
7、， 其特征在于 ： 所述监测终端判断得到 被监测对象的身体活动状态数据后， 判断是否与前一次的所述身体活动状态相同， 若相同 则继续监测 ； 如不相同， 则向所述监控中心发送所述数身体活动状态数据， 并继续监测。 10. 如权利要求 8 或 9 所述的身体活动状态监测方法， 其特征在于 ： 所述监控中心根据 所存储的被监测对象的身体活动状态变化数据判断所述被监测对象的身体健康状况以发 出相应提醒。 权 利 要 求 书 CN 102270372 A CN 102270381 A1/9 页 3 监测终端、 身体活动状态监测系统及监测方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于远程人体状态监测技术，。
8、 尤其涉及一种基于 ZigBee 技术的 身体活动状态的监测终端、 监测系统及监测方法。 背景技术 0002 随着生活水平的不断提高以及城市老龄化比例的提高， 人们越来越关注健康问 题， 医疗检测设备的家庭化逐渐成为了趋势。 在中国， 60岁以上的老年人及不能独立生活的 人口占全国总人口的10。 这些老年人和残障人士需要大量的看护服务。 从某种意义上讲， 如何对老年人和残障人士进行全方位的服务是社会进步和文明的表现， 是摆在当今人们面 前的一个重要课题。 0003 目前， 国内在独居老年人远程监护方面的研究还不多， 首都医科大学生物医学工 程系完成的独居老年人行动分析及异常报警系统利用检测到的。
9、信号， 能够主动判断检测对 象 ( 如老年人 ) 的状况， 对实现独居老年人的照顾进行了一种尝试。但是由于上述系统在 进行所述行动分析时采用单片机进行计算， 只能进行比较简单的算法， 因此系统的智能性 较低。另外， 上海交通大学图像分析与机器智能实验室提出并实现的家庭远程医疗监护报 警和咨询智能系统， 运用数据融合、 数据挖掘、 小波分析、 模式识别、 人工智能等方法对通过 摄像头获取的现场信息进行分析， 具有一定的智能性， 但由于采用了家庭医疗监护仪、 可控 万向云台等设备， 其成本较高， 主要适用于针对患者进行监护。 另外一些大学研制的老年人 监护系统对监护信息的传送进行了探索。 0004。
10、 在西方发达国家， 特别是美国、 日本， 近些年， 有许多大学、 公司和研究机构也在开 展这一课题的研究工作。 美国维吉尼亚大学的医疗设备自动化研究中心设计的智能居所监 护系统采用低成本的传感器获取老年人活动， 通过数据挖掘技术建立老年人的活动规律。 能够实现针对不同老年人的实时监护， 只是需要布置大量的传感器， 对老年人的生活带来 了极大的不便。 日本国立长寿研究所老年学部也提出了一种针对老年人的无监督的健康监 护的实现方法。另外， 法国的系统结构分析实验室也正在进行针对独居老年人的多感应器 的远程监护系统。 0005 综上， 现有技术的远程人体状态监测方法， 不能兼顾监测效果、 产品成本以。
11、及使用 上的便利性。因此， 需要开发一种监测效果好、 成本低且使用便利的老年人检测装置与方 法。 发明内容 0006 针对现有技术存在的问题， 本发明的目的在于提供一种更适于家庭和社区环境下 应用的低成本、 高可靠性、 便于老年人携带的的身体活动状态监测终端。 0007 本发明的另一个目的在于提供一种更适于家庭和社区环境下应用的低成本、 高可 靠性、 方便使用的身体活动状态监测系统。 0008 本发明的第三个目的在于提供一种更适于家庭和社区环境下应用的低成本、 高可 说 明 书 CN 102270372 A CN 102270381 A2/9 页 4 靠性的身体活动状态监测方法。 0009 本。
12、发明的上述目的通过以下的技术方案实现 ： 0010 一种监测终端， 用于身体活动状态监测系统， 由所述对被监测对象佩戴以检测并 传送所述被监测对象的身体活动状态数据， 所述监测终端包括 ： 0011 一外壳 ； 0012 一传感器， 封装于所述外壳内， 用以采集三轴向加速度数据 ； 0013 微处理器， 封装于所述外壳内， 与所述传感器相连接， 接收所述三轴向加速度数据 并据以判断所述被监测对象的身体活动状态 ； 0014 天线， 用于将所述身体活动状态数据传送于所述身体活动状态监测系统的监控中 心。 0015 本发明的监测终端， 优选的， 所述监测终端佩戴于所述被监测对象的腰部 ； 所述身 。
13、体活动状态包括八种 ： 站立、 躺下、 俯卧、 左侧卧倒、 右侧卧倒、 慢跑、 倒立、 摔倒 ； 所述微处 理器通过各所述身体活动状态与三轴电压值之间的对应关系判断所述被监测对象的身体 活动状态。 0016 本发明的监测终端， 优选的， 所述监测终端上设置有报警按键以实现紧急情况下 的报警， 或者通过点选所述监测终端的菜单选项实现所述紧急情况下的报警。 0017 一种身体活动状态监测系统， 具有一个或多个本发明的监测终端。 0018 本发明的身体活动状态监测系统， 优选的， 所述身体活动状态监测系统还包括协 调器基站， 所述监测终端与所述监控中心之间的通信借助所述协调器基站实现， 所述协调 器。
14、基站初始化和维护一个有所述一个或多个监测终端加入的无线网络， 且通过所述无线网 络与所述监测终端进行无线通信， 所述协调器基站与所述监控中心之间通过串口进行有线 通信。 0019 本发明的身体活动状态监测系统， 优选的， 所述协调器基站和所述监测终端间的 ZigBee 无线通信平台使用 CC2430 作为微处理器 ； 所述监测终端的传感器为 MMA7260QT 型。 0020 本发明的身体活动状态监测系统， 优选的， 所述身体活动状态监测系统还包括 GSM 短信模块， 所述监控中心通过所述GSM短信模块进行报警， 所述监控中心与所述GSM短信模 块之间通过串口进行通信。 0021 一种身体活动。
15、状态监测方法， 用于对被监测对象的身体活动状态监测， 其特征在 于， 所述对被监测对象佩戴监测终端， 以检测所述被监测对象的身体活动状态数据， 所述监 测终端内的传感器采集三轴向加速度数据 ； 所述监测终端内的微处理器接收所述三轴向加 速度数据以判断所述被监测对象的身体活动状态 ； 所述监测终端将所述身体活动状态数据 传送于所述身体活动状态监测系统的监控中心以实现所述身体活动状态监测。 0022 本发明的身体活动状态监测方法， 优选的， 所述监测终端判断得到被监测对象的 身体活动状态数据后， 判断是否与前一次的所述身体活动状态相同， 若相同则继续监测 ； 如 不相同， 则向所述监控中心发送所述。
16、数身体活动状态数据， 并继续监测。 0023 本发明的身体活动状态监测方法， 优选的， 所述监控中心根据所存储的被监测对 象的身体活动状态变化数据判断所述被监测对象的身体健康状况以发出相应提醒。 0024 本发明有益效果在于， 相比于现有技术的身体状态监测的装置与方法， 本发明的 身体活动状态监测系统、 监测方法及监测终端， 配置简单、 安装灵活、 使用方便、 系统可靠性 说 明 书 CN 102270372 A CN 102270381 A3/9 页 5 高、 简单实用易推广。 监测方法主要采用主动的方式， 即不像以往的监测等待老年人触发来 实现， 而将监测设备佩戴于老年人身体上， 这样避免。
17、了在家中大规模布置传感器的缺点。 本 发明立足于对被监测对象的身体活动状态信息的监测， 通过获取被监测对象的身体活动状 态信息， 比如 “站立、 躺、 卧、 跑、 摔倒” 等动作的检测对老年人进行实时监测。并且， 本发明 的身体活动状态监测系统、 监测方法及监测终端， 其所适用的被监测对象不限于老年人， 也 适用于需要进行身体活动监测的孩童、 患者、 残障人士等。 0025 本发明的身体活动状态监测系统、 监测方法及监测终端， 通信平台采用现在工业 上新兴的 ZigBee 无线网络技术， 能够实现在家庭环境下的一对多监测， 即能够对多位老年 人监护的需求。本发明借助 Zi gBee 技术自组网。
18、、 低成本、 自组织、 低功耗的特点， 构建了一 种适合家庭及社区环境下针对老年人使用的无线监测网络， 使用监测老年人身体活动状态 的方式判断老年人的健康情况， 并在有紧急情况时能够发送信息进行报警， 避免了传统监 测方法布置困难， 系统成本高， 安装维护难度大的特点。 附图说明 0026 图 1 为本发明实施例的基于 ZigBee 技术的身体活动状态监测系统示意图。 0027 图 2 为本发明实施例的监测终端的模块结构图。 0028 图 3 为本发明实施例的监测终端的工作流程图。 0029 图 4 为本发明实施例的身体活动状态监测系统的协调器基站的模块结构图。 0030 图 5 为本发明实施。
19、例的身体活动状态监测系统的监控中心的模块结构图。 0031 图 6 为本发明实施例的身体活动状态监测系统的通信架构图。 0032 图 7 为本发明实施例的身体活动状态监测系统的监控中心的预设界面示意图。 0033 图 8 为本发明实施例的身体活动状态监测系统的监控中心的主界面示意图。 0034 图 9 为本发明实施例的身体活动状态监测系统的监控中心的查询界面示意图。 具体实施方式 0035 体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在以下的说明中详细叙述。 应理解的 是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化， 其皆不脱离本发明的保护范围， 且其中 的说明及附图在本质上是当作说明之用， 而非用以限。
20、制本发明。 0036 本发明实施例的身体活动状态监测系统， 通过本发明实施例的身体活动状态监测 方法实现被监测对象的状态监测。本发明实施例的身体活动状态监测系统， 具有本发明实 施例的身体活动状态监测终端。本发明实施例的身体活动状态监测方法， 也需要借助于佩 戴于被监测对象身体某个部位的本发明实施例的身体活动状态监测终端实现。 0037 如图 1 所示， 本发明实施例的身体活动状态监测系统， 主要由以下几部分组成 ： 监 控中心、 ZigBee 协调器基站 ( 以下简称为协调器基站 ) 和监测终端。 0038 从总的工作原理来讲， 佩戴于被监测对象身上的监测终端用于感知被监测对象身 体活动状态。
21、的变化 ( 例如 ： 站、 卧、 跌倒等 )， 从而实现被监测对象的身体活动状态监测 ； 而 监测终端所得到的所述表示身体活动状态变化的监测数据要借助于所述协调器基站传送 给所述监控中心进行处理， 监控中心的处理方式包括进行报警、 进行状态数据的分析等。 而 从通信方式的角度讲， 监控中心与协调器基站之间是有线连接， 通过有线通信方式 ( 例如 说 明 书 CN 102270372 A CN 102270381 A4/9 页 6 串行或并行通信 ) 进行信息或数据传递 ； 而监测终端与协调器基站之间， 是无线连接， 通过 无线通信方式进行信息或数据传递。 下面分别介绍本发明优选实施例的身体活动。
22、状态监测 系统的各部分的功能、 工作原理和相互间的连接关系及数据传送。 0039 首先介绍监测终端。本发明优选实施例的身体活动状态监测系统， 可以同时支持 多个监测终端的工作。而对每一个被监测对象而言， 其只需佩戴一个即可。其所适用的被 监测对象不限于老年人， 也适用于需要进行身体活动监测的孩童、 患者、 残障人士等。而所 述监测终端的操作者， 并不局限于被监测对象， 也可以包括被监测对象的监护人及其他可 操作监测终端的相关人员。 0040 所述监测终端， 用于检测和传送被监测对象的身体活动状态信息 ； 所述监测终端， 佩戴于被监测对象的身体的某个部位， 优选的， 佩戴于被监测对象的腰部， 因。
23、为针对身体的 不同的活动状态， 均与腰部的动作有关， 且佩戴于腰部， 也会给被监测对象最大的佩戴舒适 感， 也不会影响被监测对象的身体活动。 0041 下面再介绍所述监测终端的软硬件配置。 0042 从硬件配置上讲， 监测终端包括一外壳， 传感器模块、 微处理器、 电源稳压模块等 被封装在所述外壳内， 所述外壳上可设置有天线、 各种按键、 显示屏等。 0043 如图 2 所示， 被监测对象所佩戴的监测终端的内部模块连接关系为 ： CC2430 微处 理器分别与变压器 ( 天线 )、 电源与稳压模块、 OLED 显示模块、 按键以及作为传感器的加速 度传感器MMA7260QT相连接。 CC243。
24、0微处理器每隔一定时间对加速度传感器三个方向上的 加速度检测的输出值进行 AD 转换， 而后进一步进行状态的判定。 0044 其中的显示屏例如为一块 1 英寸的 OLED 显示屏， 所述显示屏幕与 OLED 显示模块 相连接以用于显示监测系统工作状态或监测数据等信息， 例如相关监测数据、 系统工作是 否正常， 网络连接是否正常等 ； 还可以显示电池电量是否充足、 时间等信息。所述按键的 按键可以分为几种， 包括开关按键、 报警按键、 选择按键等。开关按键用于控制监测开关的 “开” 与 “关” 的操作 ； 报警按键用于被监测对象发生异常情况 ( 例如跌倒、 眩晕等 ) 需要帮 助时使用 ； 而选。
25、择按键包括例如为 “上” ，“下” ，“取消” ，“确定” 等的菜单功能按键， 用于操作 屏幕显示的菜单 ； 为了便于被监测对象携带和使用， 监测终端可使用两节 7 号电池作为供 电电源， 电源与所述监测终端的供电电路之间还连接有稳压模块。而所述天线则用于所述 监测终端与所述协调器基站之间的通信， 所述天线还与非平衡变压器连接， 连接所述非平 衡变压器可是所述天线性能更好。 0045 本发明实施例的所述监测终端内部， 用于检测被监测对象身体活动状态的传感 器优选的为飞思卡尔 (Freescale) 公司的三轴向加速度传感器 ( 以下简称 MMA7260QT)， MMA7260QT 具有三轴向的。
26、感应功能， 工作时电流消耗仅为 500A， 在休眠模式状态下电流 消耗 3A， 并能够在 2.2 至 3.6V 的低电压下运行。 0046 如图 3 所示， 所述监测终端的工作流程的如下 ： 所述监测终端初始化后， 扫描信 道， 并加入到所述协调器基站建立的 ZigBee 无线网络中， 获得 16 位网络地址， 所述监测终 端的所述显示屏上会显示菜单， 点击 “连接网络” 后， 所述监测终端与所述协调器基站建立 绑定关系， 点击 “发送数据” 后， 监测终端开始进行身体状态的检测， 每隔一定的间隔 ( 例如 0.5秒)读取加速度传感器MMA7260QT的三轴加速度数据， 并进行AD转换， 通过。
27、分类器的判 断得到被监测对象的身体状态， 并判断是否与前一次的状态相同， 若相同则继续监测， 并不 说 明 书 CN 102270372 A CN 102270381 A5/9 页 7 向协调器基站发送数据， 这是一种节电的模式， 因为通过天线发送检测数据也需要消耗所 述监测终端中电池的电能。若不相同则将数据打包后发送给所述协调器基站， 然后继续进 行监测 ； 若点击菜单上的 “紧急求救” 或者按下报警按键后， 监测终端向协调器基站发送紧 急报警信息。 0047 本发明实施例的监测终端的传感器， 以设定的时间间隔检测被监测对象的身体活 动状态的改变， 例如设定 0.1 秒至 1 秒钟、 0.1。
28、 秒至 10 秒钟或者更大的时间间隔。也可以给 不同的时段设置不同的时间间隔， 例如早晨， 被监测对象的活动变化较频繁， 且对老年人来 说， 也是一天中风险较大的时段， 因此可以设置相对较小的时间间隔 ； 再例如中午， 被监测 对象的活动变化相对较少， 可以设置相对较大的时间间隔。 0048 所述处理器是所述监测终端的核心， 其将所述传感器传来的检测信号数据， 经判 断得出所述被监测对象的身体状态变化信息后， 通过所述天线， 经所述协调器基站， 传送给 所述监控中心。 0049 为了能够对被监测对象的身体活动状态进行准确的判断， 我们根据需求对被监测 对象 ( 优选的是老年人 ) 的身体状态划。
29、分为八种， 分别为站立、 躺下、 左侧卧倒、 右侧卧倒、 倒立、 俯卧、 慢跑和跌倒。相对于身体状态的变化， 加速度传感器每一轴上的电压值是和这 一轴的受力情况相关的。按照所述监测终端的正常佩戴方式， X 轴为前后方向， Y 轴为左右 方向， Z 轴为上下方向。当三个方向均不受力时， 三个方向上的电压值分布在 1.2 伏到 2.1 伏之间。当仅有一个方向受力时， 这种情况为站立、 躺下、 左侧卧倒、 右侧卧倒、 倒立 ( 紧急 情况 )、 俯卧， 此时该方向仅受重力作用。以站立为例， Y、 X 轴不受任何力的作用， 所以仍在 1.2 伏到 1.7 伏之间， 而 Z 轴受到重力的作用， 且其方向。
30、与 Z 轴的正方向相同， 电压值会有 所增大， 其值合理范围在 2.2 伏到 2.7 伏之间。当处于倒立 ( 紧急情况 ) 状态时， 同样 Y、 X 轴不受任何力的作用， 仍在 1.2 伏到 1.7 伏之间， 而 Z 轴受到重力的作用， 且其方向与 Z 轴 的负方向相同， 电压值会有所减少， 其值合理范围在 0.6 伏到 1.1 伏之间。其他的仅有一个 方向受重力作用的情况与上述情况类似。当被监测对象处于慢跑状态时， 经过测试， X， Y 轴 上由于几乎不受力的作用所以电压变化的范围不大， 在 1.2 伏到 1.7 伏之间， 而 Z 轴主要在 1.2 伏到 1.7 伏区间内变化。当被监测对象摔。
31、倒 ( 前向摔倒 ) 时， 会产生前向速度的很大 变化， 反映在加速度传感器上就是 X 轴电压值的激增和锐减， 即小于 0.7， 或者大于 2.6 伏。 其他不在上述八种情况范围的状态， 可认为是一种 “未知状态” 。按照我们认可的被监测对 象的身体活动状态， 经过实际测试可知上述分析是正确合理的， 以右侧卧倒为例， X 轴电压 分布在大于 1.2 伏， 小于 1.7 伏内， Y 轴电压分布在大于 0.6 伏， 小于 1.1 伏区间内， Z 轴电 压分布在大于 1.2 伏， 小于 1.7 伏区间内。 0050 本发明的实施例的所述监测终端， 根据需求对被监测对象的身体活动状态进行分 类， 分类。
32、的情况有多种 ； 例如 ： 分类 1、 划分为八种， 分别为站立、 躺下、 左侧卧倒、 右侧卧倒、 倒立、 俯卧、 慢跑和跌倒。分类 2、 划分为立 ( 包含站立和倒立 )、 躺、 卧 ( 左侧卧和右侧卧 )、 俯卧、 跑、 跌倒等六种 ； 分类 3、 也可简单的划分为两种 ： 即正常活动状态 ( 除跌倒之外的其 他状态 ) 和异常状态 ( 跌倒 )。 0051 对于分类 1， 各个活动状态相对应的电压值进行分类， 发现对应每种状态， 其电压 值有如表 1 分布。利用表 1 中的结果电压分布， 通过对所述传感器所采集的三轴电压值的 判断， 即可完成对被监测对象的身体活动状态的判断。具体可由分类。
33、器实现。 说 明 书 CN 102270372 A CN 102270381 A6/9 页 8 0052 表 1 0053 0054 0055 而对于分类 2， 则通过表 2 所实现的分类器判断被监测对象的身体活动状态即可。 可对于所述分类 3， 则只需判断 X 轴电压是否小于 0.7 或者是大于 2.6 即可。或者说， 对于 所述分类 3， 相当于通过表 3 所实现的分类器判断被监测对象的身体活动状态。 0056 表 2 0057 0058 表 3 0059 身体状态 X 轴电压 (V) 跌倒 X0.7或X2.6 正常状态 0.6 X 2.7 0060 若经过判断被监测对象处于跌倒状态， 该。
34、状态信号向监控中心传送， 由监控中心 的报警模块做相应的处理后， 按其指定的方式和指定的号码报警。由被监测对象通过报警 按键或者菜单选项触发的报警， 也通过所述协调器基站向所述监控中心传送， 由监控中心 说 明 书 CN 102270372 A CN 102270381 A7/9 页 9 的报警模块做相应的处理后， 按其指定的方式及指定的号码报警。 0061 介绍了监测终端之后， 再介绍协调器基站。 0062 本发明实施例的身体活动状态监测系统， 其中的所述协调器基站， 用于初始化并 维护 ZigBee 无线网络和是所述监测终端与所述监控中心之间进行信息传递的纽带 ； 目前， ZigBee 技。
35、术主要应用的领域包括工业自动化、 智能楼宇， 消费和家用自动化以及医用设备 控制和农业自动化等方面。虽然应用范围较广， 但将 ZigBee 技术用于被监测对象的身体监 测的研究和实现尚未见报道。 0063 本发明的身体活动状态监测系统， 可以称之为是一种基于 ZigBee 技术的身体活 动状态监测系统， 协调器基站和监测终端之间的 ZigBee 无线通信平台使用德州仪器 (TI) 公司的CC2430作为微处理器。 协调器基站的内部模块连接关系为 ： CC2430微处理器分别与 RS232 收发器、 电源稳压模块、 OLED 显示模块、 按键相连接。CC2430 内部集成了一个高性能 和低功耗的。
36、 8051 微控制器核以及符合 IEEE802.15.4 标准的 2.4GHz 的 RF 无线电收发机， 可无需外接收发模块而直接通过变压器与天线相连。ZigBee 协调器基站在上电后， 建立个 人局域网 (Personal Area Network， PAN)， 允许被监测对象的监测终端加入到 ZigBee 无线 网络中， 实现数据 ( 也包括指令传递 ) 的发送与接收。为保证 ZigBee 无线网络的稳定性， 协调器基站使用交流转 +5 伏直流的电源供电。在接收和发射模式下， CC2430 的电流损耗 分别低于 27mA 或 25mA。 0064 从硬件配置上讲， 协调器基站也包括一外壳，。
37、 处理器模块和电源模块等被封装在 所述外壳内， 所述外壳上可设置有 OLED 显示屏、 多个按键、 用于与所述监测终端通信的天 线和用于与监控中心通信的串口等。 0065 本发明实施例的身体活动状态监测系统， 其协调器基站中使用一个非平衡天线， 连接非平衡变压器可使天线性能更好。 0066 本发明实施例的身体活动状态监测系统与监测方法中， 所述协调器基站的主要功 能有两个， 一是初始化和维护一个有所述监测终端加入的 ZigBee 无线网络， 二是作为所述 监测终端与所述监控中心之间数据通信的中转站， 如图 6 所示， 所述协调器基站的一侧通 过所述 ZigBee 无线网络与所述监测终端之间通信。
38、， 所述协调器基站的另一侧通过串口与 所述监控中心通信。如图 4 所示， 所述协调器基站是无线监控网络的发起创建者， 在软硬 件初始化后开始建立新的网络， 对各信道进行能量扫描， 选择一个空闲信道， 找到合适的通 道后， 为新网络选择一个网络标识符， 从而建立新的 ZigBee 无线网络， 并允许所述监测终 端加入， 等待与所述监测终端(一个或多个被监测对象的所述监测终端)的绑定， 完成绑定 后， 不断监测是否有数据从所述监测终端传来， 并将传来的所述数据通过串口收发子程序 发送到PC机， 同时所述协调器基站检测串口是否有从PC机传来的数据， 如有则进入到无线 收发子程序发送给所述监测终端。 。
39、0067 所述协调器基站开机后， 所述监测终端会自动加入协调器基站建立的 ZigBee 无 线网络， 所述监测终端的操作者可通过选择监测终端的菜单上的选项， 启动所述监测终端 与所述协调器基站的无线数据通信。本发明实施例的身体活动状态监测系统， 多个所述监 测终端能够同时加入到协调器基站所维护的 ZigBee 无线网络中， 形成星状的网络拓扑结 构， 并对各所述监测终端同时处于监测状态， 当所述监测终端暂时与 ZigBee 无线网络断开 网络连接时， 所述监测终端自动监测 ZigBee 无线网络的存在与否， 并会自动重新加入到所 说 明 书 CN 102270372 A CN 10227038。
40、1 A8/9 页 10 述协调器基站所维护的 ZigBee 无线网络中， 以维持所述监测终端与所述协调器基站之间 的正常数据收发。 0068 介绍完了监测终端与协调器基站， 再介绍本发明实施例的身体活动状态监测系统 的监控中心 ： 0069 本发明实施例的身体活动状态监测系统， 监控中心包括控制模块、 显示模块、 查询 模块、 分析模块和通信模块等， 各软件模块可由运行在 PC 机上的软件实现。 0070 所述监控中心能够显示多位被监测对象的身体活动状态信息， 例如显示被监测对 象的身体活动状态是站立、 躺下、 俯卧、 左侧卧倒、 右侧卧倒、 慢跑、 紧急情况 ( 倒立 )、 摔倒 这八种状态。
41、之一 ； 同时， 接收到被监测对象的身体活动状态数据后， 通过存储模块对这些数 据进行存储， 以便查询模块的进行查询和处理模块中的分析单元进行分析。查询模块进行 查询时， 如图 9 所示， 可通过显示模块进行查询结果的显示。 0071 所述监控中心的所述处理模块的所述分析单元， 分析被监测对象保持同一种身体 活动状态持续的时间与身体活动状态变化的周期、 规律， 来对被监测对象的身体健康状况 进行分析。例如， 如果被监测对象躺与卧的状态持续超过 8-10 小时， 说明被监测对象可能 因病处于卧床状态， 可以发出相应的提醒， 提醒被监测对象的家人或监护人关注被监测对 象的实际健康状态。 再例如， 。
42、如果被监测对象日常除正常睡眠外， 处于躺或卧状态的时间极 小， 而在某一日监测到其处于躺或卧状态的时间大大增加， 也可以发出相应的提醒， 提醒被 监测对象的家人或监护人关注被监测对象的实际健康状态。 0072 所述监控中心的所述处理模块， 接收到被监测对象身上佩戴的监测终端发来的求 救信息、 或通过分析得知被监测对象处于紧急情况或摔倒状态后， 通过所述报警模块完成 语音报警或短信报警， 或者两种方式同时报警。如图 7 所示， 接收该短信报警的短信接收者 的手机号码能够通过软件来预先设定。短信报警的短信通过 GSM 模块发送给所述短信接收 者。作为监控中心的 PC 机与 GSM 短信模块之间， 。
43、通过串口线相连， 通过串口收发子程序进 行通信。 0073 以上描述了监控中心对监测终端所发来的数据进行的处理， 同时， 监控中心也会 向监测终端发送信息， 应用人工心理和人工情感的方法， 提供个性化的服务模式， 为老人提 供心理寂慰， 如图 6 所示， 也是通过协调器基站向监测终端发送该信息。其所发送的信息， 例如可包括针对每位被监测对象， 向被监测对象身体状态监测终端发送提示信息， 所述提 示信息可以包括 ：“按时吃药” 、“速回电话” 、“添减衣物” 以及 “小心着凉” 等。 0074 最后在简单介绍一下监控中心软件的功能与操作 ： 打开 EXE 程序后， 点击 “通信 设置” 按钮后，。
44、 弹出 “通信设置” 对话框， 在对话框内， 能够设置所述协调器基站和所述 GSM 短信模块的串口号， 以及报警短信接收号码， 同时能够设定是否在出现紧急状况时使用语 音或者短信报警。在设置好通信串口以及协调器基站完成与监测终端的绑定后， 在主窗口 就能够监视被监测对象的身体活动状态了， 每位被监测对象对应的状态包括站立， 躺下， 俯 卧， 左侧卧倒， 右侧卧倒， 慢跑， 紧急情况 ( 倒立 )， 摔倒这八种状态， 以及紧急求救一种主动 报警。当出现紧急情况， 摔倒， 紧急求救这三种情况时， 可将被监测对象身体状态显示栏会 变为红色， 并按照用户设置的情况进行语音和短信报警， 短信的内容例如为。
45、 “紧急情况， 速 来救治” ， 用户能够通过设置主界面的事件提醒框的内容针对每位被监测对象进行事件提 示， 包括 “按时吃药” ，“速回电话” ，“添减衣物” 以及 “小心着凉” 等四种或多种提示内容， 点 说 明 书 CN 102270372 A CN 102270381 A9/9 页 11 击 “发送” 按钮后， 提示内容会显示在对应被监测对象的身体监测终端的显示屏幕上 ； 点击 主界面的 “查看记录” 按钮， 会弹出 “查看记录” 对话框， 在对话框中， 能够通过选择被监测 对象的编号显示对应被监测对象的身体状态记录， 其中包括每种状态发生的时间以及持续 的时间。也可对每种状态发生的时。
46、间以及持续的时间进行统计分析并以图表显示。 0075 本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的 范围和精神的情况下所作的更动与润饰， 均属本发明的权利要求的保护范围之内。 说 明 书 CN 102270372 A CN 102270381 A1/5 页 12 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102270372 A CN 102270381 A2/5 页 13 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102270372 A CN 102270381 A3/5 页 14 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102270372 A CN 102270381 A4/5 页 15 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102270372 A CN 102270381 A5/5 页 16 图 9 说 明 书 附 图 CN 102270372 A 。