智能監護鞋及其監護方法
2023-06-11 05:43:21 6
智能監護鞋及其監護方法
【專利摘要】本發明提供了一種智能監護鞋及其監護方法，包括鞋底和鞋面，鞋面固定在鞋底上，鞋底包括：複合傳感器，用於獲取智能監護鞋的狀態數據，並將狀態數據發送至主控制器；壓力傳感器，用於獲取用戶對鞋底的壓力數據，並將壓力數據發送至主控制器；與複合傳感器和壓力傳感器相連的主控制器，用於根據狀態數據和壓力數據分析判斷所述用戶的狀態，並在判定用戶的狀態為跌倒時，產生第一控制指令並發送至無線通訊器；與主控制器相連的無線通訊器，用於在接收到第一控制指令後，發送報警信號至外界通訊接收裝置，從而解決了由於老人跌倒後不能自主按壓報警按鈕，而導致報警按鈕不能及時發送報警求助信息進而延誤老人救治的問題。
【專利說明】智能監護鞋及其監護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳感【技術領域】，更具體地說，涉及一種智能監護鞋及其監護方法。
【背景技術】
[0002]由於中國正加速進入老齡化社會，因此，老人看護等系統和設備的研發已經成為人們重點關注的課題之一。
[0003]研究表明，跌倒以及跌倒後不能及時得到救治是導致老年人傷殘、失能和死亡的重要原因之一。由於老人發生跌倒事件的主要地點是家中，並且，家中無人看護是老人發生跌倒事件後不能及時得到救治的主要原因，因此，如何及時獲知老人是否跌倒是老人看護的主要研究方向。
[0004]目前，絕大多數針對老年人跌倒的智能看護手段是讓老人隨身攜帶一個報警按鈕，例如，將報警按鈕戴在老人的手腕上或將報警按鈕掛在老人的脖子上。這種看護手段需要老人在跌倒後按壓報警按鈕，才能發出報警求助信息。但是，老人跌倒後經常會出現昏迷或四肢不能活動等傷害，因此，會出現由於老人跌倒後不能自主按壓報警按鈕，而導致報警按鈕不能及時發送報警求助信息進而延誤老人救治的問題，不利於看護設備的實際應用。此外，在家中佩戴報警按鈕會帶給老人更多的束縛，增加了老人的負擔，影響了老人的正常生活。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明提供了一種智能監護鞋及其監護方法，以解決現有技術中由於老人跌倒後不能自主按壓報警按鈕，而導致報警按鈕不能及時發送報警求助信息進而延誤老人救治的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]—種智能監護鞋，包括鞋底和鞋面，所述鞋面固定在所述鞋底上，所述鞋底包括:
[0008]複合傳感器，用於獲取所述智能監護鞋的狀態數據，並將所述狀態數據發送至主控制器；
[0009]壓力傳感器，用於獲取用戶對所述鞋底的壓力數據，並將所述壓力數據發送至主控制器；
[0010]與所述複合傳感器和壓力傳感器相連的主控制器，所述主控制器用於接收所述智能監護鞋的狀態數據和所述用戶對所述鞋底的壓力數據，根據所述狀態數據和壓力數據分析判斷所述用戶的狀態，並在判定所述用戶的狀態為跌倒時，產生第一控制指令並發送至無線通訊器；
[0011]與所述主控制器相連的無線通訊器，所述無線通訊器用於在接收到所述第一控制指令後，發送報警信號至外界通訊接收裝置。
[0012]優選的，所述主控制器還用於在所述用戶的狀態發生變化時，產生第二控制指令並發送至無線通訊器；
[0013]所述無線通訊器還用於在接收到所述第二控制指令後，將所述用戶的狀態變化信息發送至所述外界通訊接收裝置。
[0014]優選的，還包括:
[0015]與所述複合傳感器、壓力傳感器、主控制器和無線通訊器相連的電池，以及與所述電池相連的無線充電電路。
[0016]優選的，還包括:
[0017]無線充電墊，用於通過所述無線充電電路向所述電池充電。
[0018]優選的，所述主控制器還用於接收所述電池的剩餘電量信息，並在所述剩餘電量小於預設值時，產生第三控制指令並發送至無線通訊器；
[0019]所述無線通訊器還用於在接收到所述第三控制指令後，將所述剩餘電量信息發送至所述外界通訊接收裝置。
[0020]優選的，所述複合傳感器包括加速度傳感器和陀螺儀。
[0021]優選的，所述壓力傳感器設置在所述鞋底與用戶的前腳掌和/或腳跟接觸的部位。
[0022]優選的，所述無線通訊器通過射頻通訊網、WIFI或ZigBee無線通訊網與所述外界通訊接收裝置進行通訊。
[0023]一種智能監護鞋的監護方法，包括:
[0024]獲取智能監護鞋的狀態數據以及用戶對所述智能監護鞋的壓力數據；
[0025]根據所述狀態數據和壓力數據分析判斷所述用戶的狀態；
[0026]在所述用戶的狀態為跌倒時，控制無線通訊器發送報警信號至外界通訊接收裝置。
[0027]優選的，還包括:
[0028]在所述用戶的狀態發生變化時，控制無線通訊器將所述用戶的狀態變化信息發送至所述外界通訊接收裝置。
[0029]優選的，還包括:
[0030]接收所述智能監護鞋的剩餘電量信息；
[0031]在所述剩餘電量小於預設值時，控制無線通訊器將所述剩餘電量信息發送至所述外界通訊接收裝置。
[0032]與現有技術相比，本發明所提供的技術方案具有以下優點:
[0033]本發明所提供的智能監護鞋及其監護方法，能夠實時監控用戶的狀態，即能夠根據智能監護鞋的狀態數據和用戶對鞋底的壓力數據判斷的當前用戶的狀態，並在用戶狀態為跌倒時，自動啟動報警功能，發送報警信號至外界通訊接收裝置，以使得親友或社區或社會公共資源及時對用戶進行救助，從而解決了由於老人等用戶跌倒後不能自主按壓報警按鈕，而導致報警按鈕不能及時發送報警求助信息進而延誤老人救治的問題。
[0034]並且，鞋是用戶正常生活中不可缺少的物品，雖然本發明提供的智能監護鞋具有複合傳感器、壓力傳感器和主控制器等器件，但是，其在外觀上與普通的鞋並無太大區別，因此，與額外佩戴報警按鈕的方式相比，穿戴智能監控鞋的監護方式更加方便舒適，既不會給用戶帶來束縛，也不會增加用戶的負擔。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為本發明實施例一提供的一種智能監護鞋的結構示意圖；
[0037]圖2為本發明實施例一提供的智能監護鞋的監護系統結構示意圖；
[0038]圖3為本發明實施例二提供的智能監護鞋的監護方法流程圖。
【具體實施方式】
[0039]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0040]實施例一
[0041]本實施例提供了一種智能監護鞋，該智能監護鞋優選為智能監護拖鞋，如圖1所示，該智能監護拖鞋的外觀結構與普通拖鞋的外觀結構基本一致，包括鞋底I和鞋面2，且鞋面2固定在鞋底I上。本實施例提供的智能監護拖鞋的不同之處在於，鞋底I內包括如圖2所示的監護系統，該監護系統包括複合傳感器101、壓力傳感器102、主控制器103、無線通訊器104、電池和無線充電電路105等器件。
[0042]本實施例中，複合傳感器101包括加速度傳感器和陀螺儀，優選為集成三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀的單晶片複合傳感器101，用於捕捉智能監護鞋的狀態的輕微變化。例如，當智能監護鞋的用戶站立時，智能監護鞋處在一種水平角度的正面放置狀態；當用戶行進時，智能監護鞋會隨著人腳的移動呈現規律性的角度變化；當用戶跌倒時，智能監護鞋一般會出現快速的加速度異常變化，然後呈一定角度的傾斜狀態。因此，本實施例中的複合傳感器101用於獲取智能監護鞋的狀態數據，並將所述狀態數據發送至主控制器103，以便主控制器103進行分析判斷。
[0043]如圖1所示，壓力傳感器102設置在智能監護鞋的鞋底與用戶的前腳掌接觸的部位，或者設置在智能監護鞋的鞋底與用戶的腳跟接觸的部位，或者設置在在智能監護鞋的鞋底與用戶的前腳掌接觸的部位和鞋底與用戶的腳跟接觸的部位，當然，本發明並不僅限於此，在其他實施例中，壓力傳感器102可以設置在鞋底的其他位置，只要該壓力傳感器102能夠獲取用戶對鞋底的壓力數據即可。
[0044]其中，壓力傳感器102用於獲取用戶對智能監護鞋的鞋底的壓力數據。例如，當用戶站立、坐下、行走時都會有相對平穩的壓力數據被壓力傳感器102監測到；當用戶跌倒時，其對鞋底的壓力會減小甚至為零。壓力傳感器102將這些壓力數據發送至主控制器103後，主控制器103就可以判斷用戶是否在穿著智能監護鞋以及用戶當前的狀態。
[0045]本實施例中，主控制器103採用低功耗的微控制器。該主控制器103與複合傳感器101和壓力傳感器102相連，能夠接收複合傳感器101發送的智能監護鞋的狀態數據以及壓力傳感器102發送的用戶對智能監護鞋的鞋底的壓力數據。在接收到狀態數據和壓力數據後，主控制器103根據所述狀態數據和壓力數據分析判斷用戶的當前狀態，並在判定用戶的當前狀態為跌倒時，產生第一控制指令並發送至無線通訊器104，以控制無線通訊器104發送報警信號至外界通訊接收裝置200。
[0046]即本實施例提供的智能監護鞋包括與主控制器103相連的無線通訊器104，該無線通訊器104用於在接收到第一控制指令後，發送報警信號至外界通訊接收裝置200，以使得外界通訊接收裝置200的使用者如親友或社區或社會公共資源等及時對用戶進行救助。
[0047]此外，主控制器103還用於在用戶的狀態發生變化時，產生第二控制指令並發送至無線通訊器104，以控制無線通訊器104將用戶的狀態變化信息發送至外界通訊接收裝置200，即無線通訊器104還用於在接收到所述第二控制指令後，將所述用戶的狀態變化信息發送至所述外界通訊接收裝置200。
[0048]例如，當用戶一直站立時，壓力數據不發生變化，則主控制器103不發送用戶的狀態數據；但是，當用戶從站立狀態變為行走狀態時，主控制器103判定用戶的狀態發生了變化，就會將用戶的狀態變化信息發送至外界通訊接收裝置200，以使得外界通訊接收裝置200的使用者如親友或社區或社會公共資源等能夠根據用戶的狀態變化信息判斷用戶的活動量，從而可以根據用戶長時間的活動量數據判斷用戶的身體及活動機能的變化趨勢、健康狀況等，進而判斷老人是否適合單獨居住以及是否應該轉為人工看護。
[0049]本實施例中，為了避免居家環境中的通訊盲區，優選採用低能耗的無線通訊技術來實現無線通訊器104與外界通訊接收裝置200之間的通信，即本實施例中可以採用RF射頻通訊技術、低功耗WiFi技術或者ZigBee無線通訊技術來實現無線通訊器104與外界通訊接收裝置200之間的通信。
[0050]並且，不同的無線通訊器104以及不同的通訊技術對應著不同的外界通訊接收裝置200。例如，採用低功耗的WiFi時，外界通訊接收裝置200可以是家裡的普通的無線路由器；採用RF射頻通訊技術或ZigBee無線通訊技術時，外界通訊接收裝置200是一個具備RF通信或ZigBee通信方式的網關。基於此，外界通訊接收裝置200的使用者例如親友或社區等可以通過無線路由器或網關接收智能監護鞋發送的報警信號、狀態變化或電量不足等信息，以便進行相應的救助或服務。
[0051 ] 當然在本發明的其他實施例中，外界通訊接收裝置200可以與後方的各種老人監護服務系統相連，共同監護老人的日常生活。例如，該監護服務系統可以具有人體活動探測器、煙感傳感器和燃氣洩漏傳感器等傳感設備，以監護老人的居住環境是否安全。並且。所述傳感設備能夠與網關通訊，以在出現燃氣洩漏等危害時及時與親友或社區等進行通訊，以便其對老人進行救助。
[0052]本實施例中，優選的，智能監護鞋採用的是鋰電池。該電池與複合傳感器101、壓力傳感器102、主控制器103和無線通訊器104相連，以為其提供電壓。並且，該電池還與無線充電電路相連，以採用無線充電技術進行充電。其中，該電池能夠將剩餘電量信息發送至主控制器103，主控制器103在接收電池的剩餘電量信息後，判斷剩餘電量是否小於預設值，如果剩餘電量小於預設值時，則產生第三控制指令並發送至無線通訊器104，以控制無線通訊器104將剩餘電量信息發送至外界通訊接收裝置200，提醒用戶的親友或社區人員等及時對智能監護鞋進行充電。由此可知，本實施例中的無線通訊器104還用於在接收到所述第三控制指令後，將所述剩餘電量信息發送至所述外界通訊接收裝置200。
[0053]本實施例中提供的智能監護鞋還包括無線充電墊，該無線充電墊用於通過無線充電電路向電池充電。用戶只要在睡覺時，將智能監控鞋放置在無線充電墊上，無線充電電路就會自動對內部的鋰電池充電。這種充電方式操作簡單方便，也不影響用戶使用智能監護鞋。
[0054]並且，採用無線充電技術對智能監控鞋進行充電，不需要在智能監控鞋上設置充電接口、接插端子等物理接口，因此，電池等器件可以設置在防水鞋底的內部，從而可以使智能監護鞋能夠像普通鞋一樣洗刷，解決了智能監護拖鞋防水難的問題。
[0055]本實施例提供的智能監護鞋，能夠實時監控用戶的狀態，即能夠根據智能監護鞋的狀態數據和用戶對鞋底的壓力數據判斷的當前用戶的狀態，並在用戶狀態為跌倒時，自動啟動報警功能，發送報警信號至外界通訊接收裝置200，以使得親友或社區或社會公共資源及時對用戶進行救助，從而解決了由於老人等用戶跌倒後不能自主按壓報警按鈕，而導致報警按鈕不能及時發送報警求助信息進而延誤老人救治的問題。
[0056]並且，鞋是用戶正常生活中不可缺少的物品，雖然本實施例提供的智能監護鞋具有複合傳感器101、壓力傳感器102和主控制器103等器件，但是，其在外觀上與普通的鞋並無太大區別，因此，與額外佩戴報警按鈕的方式相比，穿戴智能監控鞋的監護方式更加方便舒適，既不會給用戶帶來束縛，也不會增加用戶的負擔。
[0057]實施例二
[0058]本實施例提供了一種智能監護鞋的監護方法，應用於實施例一提供的智能監護鞋，該方法的流程圖如圖3所示，包括:
[0059]S301:獲取智能監護鞋的狀態數據以及用戶對所述智能監控鞋的壓力數據；
[0060]由於智能監護鞋具有複合傳感器和壓力傳感器，因此，智能監護鞋的監護系統能夠通過複合傳感器獲取智能監護鞋的狀態數據，通過壓力傳感器獲取用戶對智能監護鞋的鞋底的壓力數據。
[0061]S302:根據所述狀態數據和壓力數據分析判斷所述用戶的狀態；
[0062]獲取智能監護鞋的狀態數據和用戶對智能監護鞋的鞋底的壓力數據後，可以根據所述狀態數據和壓力數據分析判斷所述用戶的狀態。例如，對狀態數據分析後，獲知智能監護鞋為水平放置狀態，對壓力數據分析後，獲知用戶對鞋底的壓力為平穩且無較大波動的狀態，由此可知，智能監護鞋的用戶為靜止站立狀態。
[0063]S303:在所述用戶的狀態為跌倒時，控制無線通訊器發送報警信號至外界通訊接收裝置。
[0064]當獲取的狀態數據中，加速度出現異常變化，同時獲取的壓力數據中，用戶對鞋底的壓力減小甚至為零時，即可判定用戶的當前狀態為跌倒，此時，可控制無線通訊器發送報警信號至外界通訊接收裝置，以使得外界通訊接收裝置的使用者如親友或社區或社會公共資源等及時對用戶進行救助。
[0065]此外，本實施例提供的智能監護鞋的監護方法，還包括:在所述用戶的狀態發生變化時，控制無線通訊器將所述用戶的狀態變化信息發送至所述外界通訊接收裝置。根據所述狀態數據和壓力數據判定用戶的狀態發生變化時，可以控制無線通訊器將用戶的狀態變化信息發送至外界通訊接收裝置，以便看護人員或系統根據用戶的狀態變化信息判斷用戶的活動量，從而可以根據用戶的活動量數據判斷用戶的身體及活動機能的變化趨勢、健康狀況等，進而判斷老人等用戶是否適合單獨居住以及是否應該轉為人工看護。
[0066]本實施例提供的智能監護鞋的監護方法，還包括:獲取所述智能監護鞋的剩餘電量信息；在所述剩餘電量小於預設值時，控制無線通訊器將所述剩餘電量信息發送至所述外界通訊接收裝置。由於智能監護鞋的電池電量是有限的，因此，為了保證智能監護鞋的使用，需要在電池電量低時給其充電。
[0067]本實施例提供的智能監護鞋的監護方法，能夠實時監控智能監護鞋和該智能監護鞋的用戶狀態，即能夠根據智能監護鞋的狀態數據和用戶對鞋底的壓力數據判斷的當前用戶的狀態，並在用戶狀態為跌倒時，自動啟動報警功能，發送報警信號至外界通訊接收裝置，以使得親友或社區或社會公共資源及時對用戶進行救助，從而解決了由於老人等用戶跌倒後不能自主按壓報警按鈕，而導致報警按鈕不能及時發送報警求助信息進而延誤老人救治的問題。
[0068]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的裝置而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
[0069]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種智能監護鞋，包括鞋底和鞋面，所述鞋面固定在所述鞋底上，其特徵在於，所述鞋底包括: 複合傳感器，用於獲取所述智能監護鞋的狀態數據，並將所述狀態數據發送至主控制器； 壓力傳感器，用於獲取用戶對所述鞋底的壓力數據，並將所述壓力數據發送至主控制器； 與所述複合傳感器和壓力傳感器相連的主控制器，所述主控制器用於接收所述智能監護鞋的狀態數據和所述用戶對所述鞋底的壓力數據，根據所述狀態數據和壓力數據分析判斷所述用戶的狀態，並在判定所述用戶的狀態為跌倒時，產生第一控制指令並發送至無線通訊器； 與所述主控制器相連的無線通訊器，所述無線通訊器用於在接收到所述第一控制指令後，發送報警信號至外界通訊接收裝置。
2.根據權利要求1所述的智能監護鞋，其特徵在於，所述主控制器還用於在所述用戶的狀態發生變化時，產生第二控制指令並發送至無線通訊器； 所述無線通訊器還用於在接收到所述第二控制指令後，將所述用戶的狀態變化信息發送至所述外界通訊接收裝置。
3.根據權利要求1或2所述的智能監護鞋，其特徵在於，還包括: 與所述複合傳感器、壓力傳感器、主控制器和無線通訊器相連的電池，以及與所述電池相連的無線充電電路。
4.根據權利要求3所述的智能監護鞋，其特徵在於，還包括: 無線充電墊，用於通過所述無線充電電路向所述電池充電。
5.根據權利要求4所述的智能監護鞋，其特徵在於，所述主控制器還用於接收所述電池的剩餘電量信息，並在所述剩餘電量小於預設值時，產生第三控制指令並發送至無線通訊器； 所述無線通訊器還用於在接收到所述第三控制指令後，將所述剩餘電量信息發送至所述外界通訊接收裝置。
6.根據權利要求5所述的智能監護鞋，其特徵在於，所述複合傳感器包括加速度傳感器和陀螺儀。
7.根據權利要求6所述的智能監護鞋，其特徵在於，所述壓力傳感器設置在所述鞋底與用戶的前腳掌和/或腳跟接觸的部位。
8.根據權利要求7所述的智能監護鞋，其特徵在於，所述無線通訊器通過射頻通訊網、WIFI或ZigBee無線通訊網與所述外界通訊接收裝置進行通訊。
9.一種智能監護鞋的監護方法，其特徵在於，包括: 獲取智能監護鞋的狀態數據以及用戶對所述智能監護鞋的壓力數據； 根據所述狀態數據和壓力數據分析判斷所述用戶的狀態； 在所述用戶的狀態為跌倒時，控制無線通訊器發送報警信號至外界通訊接收裝置。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括: 在所述用戶的狀態發生變化時，控制無線通訊器將所述用戶的狀態變化信息發送至所述外界通訊接收裝置。
11.根據權利要求9或10所述的方法，其特徵在於，還包括: 獲取所述智能監護鞋的剩餘電量信息； 在所述剩餘電量小於預設值時，控制無線通訊器將所述剩餘電量信息發送至所述外界通訊接收裝置。
【文檔編號】G08B21/04GK104464189SQ201410579065
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】於忠清, 卜祥峰, 翟偉偉 申請人:青島海爾軟體有限公司