一种摔倒报警及定位智能老人鞋的制作方法

1.本实用新型属于个人智能穿戴装备领域，特别涉及一种摔倒报警及定位智能老人鞋。


背景技术：

2.随着人口老龄化程度不断扩大，老年人迷路、走失现象日益严峻，患有阿尔茨海默病等类似老年痴呆疾病的比率在逐年递增。根据《中国老年人走失状况研究报告》显示，全国走失老人每年约有50万左右，平均每天走失老人约470人。此外，摔倒是老人受到伤害的首要原因。根据北京老年医院研究所的调查显示，每年大约有30％的65岁以上老年人摔倒过，15％发生2次以上摔倒，直接医疗费用在50亿元人民币以上，社会代价为160
‑
800亿元人民币。
3.因此，需要开发一种可以在老人摔倒后第一时间发出求救信号，在老人迷失方向时确定老人位置信息，做到及时发现，及时营救。
4.目前相关智能鞋主要分为定位鞋以及自发电定位报警鞋两种，定位鞋主要是通过gps/北斗芯片或安装小型摄像头来采集位置信息，该方法需要主动充电、主动报警，同时安装的摄像头隐蔽性差，难以解决患有阿尔兹海默病等无法主动报警的老人的问题。例如专利201922218781.2、202020458535.4通过安装定位芯片及摄像头来确定老人位置信息，很难解决老人外出没电或是老人摔倒无法主动报警等问题。自发电定位报警鞋主要通过摩擦发电和传统电磁感应发电，摩擦发电又需要纳米摩擦发电机。例如专利201910785172.7摩擦发电机制作流程冗长，成本高。而传统的电磁感应发电装置又具有体积大，重量笨重的特点。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种摔倒报警及定位智能老人鞋，解决了现有技术中存在的上述不足。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.本实用新型提供的一种摔倒报警及定位智能老人鞋，包括鞋体，所述鞋体包括鞋底，所述鞋底的后端开设有内腔，该内腔中设置有控制系统和电源模块，电源模块用于向控制系统提供电源；
8.所述控制系统包括控制单元、摔倒定位单元和报警单元，其中，摔倒定位单元用于获取使用者当前的位置信息，以及使用者是否摔倒，并将获取到的信息传输至控制单元；
9.所述控制单元用于将接收到的使用者的摔倒信息控制报警单元的启停，并用于当使用者摔倒时或使用者当前的位置信息超出预设位置时，将使用者当前的位置信息发送至外接设备；
10.所述报警单元用于发出报警信号。
11.优选地，所述摔倒定位单元包括摔倒检测模块和定位模块，其中，摔倒检测模块和
定位模块均与控制单元连接；
12.所述摔倒检测模块用于采集使用者的加速度和角速度，并将采集到的加速度和角速传输至控制单元；
13.所述定位模块用于采集使用者当前的位置信息，并将采集到当前的位置信息传输至控制单元；
14.所述控制单元用于根据接收到的加速度和角速度分别与预设阈值进行比较，并根据比较结果控制报警单元的启停，并用于当使用者摔倒时或使用者当前的位置信息超出预设位置时，将使用者当前的位置信息发送至外接设备。
15.优选地，所述摔倒检测模块包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器，其中，三轴加速度传感器用于采集使用者的加速度，并将采集到的加速度传输至控制单元；所述三轴陀螺仪传感器用于采集使用者的角速度，并将采集到的角速度传输至控制单元。
16.优选地，所述报警单元包括led灯和蜂鸣器，其中，led灯和蜂鸣器均与控制单元连接。
17.优选地，所述鞋底的后端端部开设有u型卡槽，所述u型卡槽内安装有led灯；所述鞋底的后端两侧均设置有蜂鸣器。
18.优选地，所述电源模块连接有供电单元，所述供电单元包括压电陶瓷阵列，其中，压电陶瓷阵列的输出端与电源模块的输入端连接，所述压电陶瓷阵列布置在鞋底和鞋垫之间。
19.优选地，所述供电单元还包括光伏发电单元，所述光伏发电单元布置在鞋面上；光伏发电单元的输出端与电源模块的输入端连接。
20.优选地，所述鞋底的上表面设置有鞋垫，所述鞋垫为多层结构，其中间层为发热片，所述发热片与控制单元连接；
21.所述鞋底和鞋垫之间设置有压力传感器，所述压力传感器用于采集施加在鞋垫上的压力，并将采集到压力传输至控制单元；
22.所述控制单元用于根据接收到的压力与预设阈值进行比较，根据比较结果控制发热片的启停。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
24.本实用新型提供的一种摔倒报警及定位智能老人鞋，利用摔倒定位单元判断使用者姿态是否摔倒，并通过报警单元发出求救信号，在使用者摔倒后第一时间救助，保障使用者生命安全；在使用者摔倒或使用者的当前位置超过预设位置时，将使用者当前的位置信息发送至外接设备，能够在较短时间内找到使用者，降低找人的时间成本。
25.进一步的，利用发热片对鞋垫进行加热解决老人脚寒。
26.进一步的，利用压电陶瓷阵列将使用者行走产生的动能转换成电能，从而解决充电繁琐，避免因忘记充电导致电路不工作，从而影响老人安全。
附图说明
27.图1为智能老人鞋的结构示意图；
28.图2为控制系统的原理示意图。
具体实施方式
29.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
30.参照图1、图2，本实用新型提供的一种摔倒报警及定位智能老人鞋，包括鞋底和鞋面，其中，鞋底上粘接有鞋面。
31.所述鞋底的后端处设置有空腔，所述空腔内设置有控制系统1和电源模块2，电源模块2用于向控制系统1提供电源。
32.所述控制系统包括控制单元、摔倒定位单元和报警单元，其中，摔倒定位单元用于获取使用者当前的位置信息，以及使用者是否摔倒，并将获取到的信息传输至控制单元。
33.所述控制单元用于将接收到的使用者的摔倒信息控制报警单元的启停，并将使用者当前的位置信息发送至外接设备。
34.所述报警单元用于发出报警信号。
35.所述摔倒定位单元包括摔倒检测模块和定位模块，其中，摔倒检测模块和定位模块均与控制单元连接。
36.所述摔倒检测模块用于检测使用者是否摔倒，并将检测结果传输至控制单元。
37.所述摔倒检测模块包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器，其中，三轴加速度传感器用于采集使用者的加速度，并将采集到的加速度传输至控制单元；所述三轴陀螺仪传感器用于采集使用者的角速度，并将采集到的角速度传输至控制单元。
38.所述控制单元用于根据接收到的加速度和角速度分别与预设阈值进行比较，并根据比较结果控制报警单元。
39.所述定位模块用于采集使用者的位置信息，并将采集到的信息传输至控制单元。
40.所述报警单元包括led灯3和蜂鸣器4，其中，led灯3和蜂鸣器4均与控制单元连接。
41.所述鞋底的后端端部开设有u型卡槽，所述u型卡槽内安装有led灯3。
42.所述鞋底的后端两侧均设置有蜂鸣器4。
43.所述电源模块2连接有供电单元，所述供电单元包括光伏发电模块6和压电陶瓷阵列，其中，光伏发电模块6和压电陶瓷阵列的输出端均与电源模块2的输入端连接。
44.所述光伏发电单元6布置在鞋面上；所述光伏发电模块6为柔性薄膜太阳能板。
45.所述压电陶瓷阵列用于将使用者行走产生的动能转换为电能，并将电能传输至电源模块2。
46.所述压电陶瓷阵列布置在鞋底和鞋垫之间。
47.所述鞋底上设置有鞋垫，所述鞋垫为多层结构，其中间层为发热片5，所述发热片5与控制单元连接。
48.所述发热片5为usb碳纤维电发热片。
49.所述鞋底和鞋垫之间设置有压力传感器，所述压力传感器用于采集施加在鞋垫上的压力，并将采集到压力传输至控制单元。
50.所述控制单元用于根据接收到的压力与预设阈值进行比较，根据比较结果控制发热片的启停。
51.所述定位模块为gps、北斗定位或sim卡。
52.所述控制单元1通过无线通信模块连接外接设备，如手机。
53.所述无线通信模块包括2/3/4/5g通信模块。
54.所述控制单元1的型号为f103zet6。
55.本实用新型的工作原理：
56.通过定位模块采集使用者的位置信息；在控制单元设置预设手机号。
57.通过三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器分别采集使用者加速度和角速度，当采集到的加速度大于预设阈值、角速度大于预设阈值时，则判断使用者为摔倒；
58.此时，led灯3和蜂鸣器4开启，发出警报信号向周边人求助；
59.同时向预设手机号拨打电话并通过短信模式向预设手机号发送位置信息。
60.通过定位模块采集使用者当前的位置信息，若该使用者当前的位置信息超过预设位置时，则通过短信模式向预设手机号发送使用者当前的位置信息。
61.通过使用者在行走时按压压电陶瓷阵列，并使其发生形变，进而将使用者行走的动能转化为电能，同时，通过鞋面上的柔性薄膜太阳能板将太阳能转换为电能，并将两者产生的电能储存至电源模块2中。
62.当使用者在使用该智能老人鞋时，压力传感器采集到的压力，进而控制发热片5开启，发热片加热到设定温度自动关闭，加热功能可以有效避免因老人脚寒引起的慢性疾病。
63.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。