專利名稱：智能拐杖及其跌落報警系統、報警方法
技術領域：
本發明涉及智能拐杖技術，特別是涉及一種智能拐杖及其跌落報警系統、報警方法。
背景技術：
具有報警功能的智能拐杖用于輔助行動不便者，使用者跌倒或暈厥時，智能拐杖可以發出警報聲而使使用者能吸引周圍行人的注意而及時提供援助。現有的智能拐杖的防止跌倒報警的機制主要分為液態金屬導通和垂直方向傳感器兩種方式。申請號為200910098755.9的中國專利申請公開了一種掉落智能報警拐杖；該拐杖即是采用垂直方向傳感器的報警機制。其主要結構包括把手、拐杖體、拐杖頭，還包括重力感應報警器，所述的重力感應報警器電路中，報警電路、工作電源、開關串聯，串聯電路兩端分別與導電觸點連接，導電觸點從裝有導電液的容體的上端部伸入。這類智能拐杖的缺陷在于會在電源未關閉臨時水平放置而產生誤報警的情況。專利號為ZL200820187400.8的中國專利所公開的一種報警拐杖則是采用液態金屬導通報警機制的代表，其主要結構是在普通拐杖的內部增加一報警系統，該報警系統由水銀開關、報警器及電池通過電源線順序連接，當拐杖處于垂直狀態時，水銀開關內的觸點是斷開的，當拐杖傾斜或倒下平放后水銀開關內的水銀將其觸點接通即接通電源實現電路連接，報警器則發生報警求救聲音，當人站立起時拐杖又處于垂直狀態，水銀開關斷開電源切斷。這類智能拐杖的缺陷在于如水銀等導電液體一旦泄露，會造成人體中毒。同時，上述的兩類智能拐杖，由于采用的是單獨的跌落判定方式，容易發生誤報。

發明內容
基于此，有必要提供一種跌落判定準確，使智能拐杖使用安全的智能拐杖跌落報警系統，以及該智能拐杖跌落報警方法，同時提供一種采用該跌落報警系統的智能拐杖。一種智能拐杖跌落報警系統，包括:碰撞傳感器，用于獲取碰撞強度信號；觸摸傳感器，用于獲取拐杖手柄被觸摸的觸摸信號；控制模塊，與所述碰撞傳感器及觸摸傳感器通訊連接，所述控制模塊在檢測到所述觸摸信號時，判斷所述碰撞強度信號的強度是否超過預設閥值，若是，則輸出控制信號；報警裝置，與所述控制模塊通訊連接，所述報警裝置接收控制信號并開始發出警報；電源裝置，用于給所述碰撞傳感器、觸摸傳感器、報警裝置及控制模塊供電。進一步地，所述的控制模塊為DSP控制板式控制模塊。進一步地，所述電源裝置設置有電源開關，所述電源開關用于通斷電源裝置的供電。進一步地，所述電源裝置為可充電鋰電池。
一種智能拐杖，包括手柄和杖桿，還包括如權利要求1 4任一項所述的報警系統，所述觸摸傳感器設置于所述手柄處。進一步地，所述電源裝置包括一電源開關，所述電源開關設置于所述手柄處。一種智能拐杖跌落報警方法，包括如下步驟:獲取碰撞強度信號；檢測是否產生拐杖手柄被觸摸的觸摸信號，若否，則判斷所述碰撞強度信號的強度是否超過預設閥值；若碰撞強度信號的強度超過預設閥值，則發出警報。進一步地,還包括:重新檢測是否有觸摸信號產生，若是，則停止發出警報，若否，則重新定時檢測是否有觸摸信號產生，直至檢測到觸摸信號。進一步地，所述的碰撞強度信號的預設閥值為拐杖做自由落體運動時的碰撞強度值。進一步地，所述控制模塊采用DSP控制板。上述智能拐杖跌落報警系統及其控制方法中，控制模塊只有在觸摸傳感器并未感受到有觸摸的狀態，同時判定碰撞傳感器接收到拐杖倒地的碰撞強度數據達到預設閥值，才會發出控制信號觸發報警裝置，跌落判定準確，避免出現誤報的情況；而采用該報警系統的智能拐杖，因為杖體內無水銀等液體金屬，不會發生有毒物質泄漏的危險，使用安全性聞。


利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制。圖1為本發明實施例一的一種智能拐杖跌落報警系統的電氣結構示意圖。圖2為本發明實施例一的一種智能拐杖跌落報警方法的流程圖。圖3為本發明實施例二的一種智能拐杖的結構示意圖。在圖1至圖3中包括有:1、碰撞傳感器 2、控制模塊 3、電源裝置 31、電源開關4、報警裝置 5、觸摸傳感器11、手柄 12、杖桿。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖和實施例對本發明進行進一步詳細說明。實施例一如圖1所示，一種智能拐杖跌落報警系統，包括碰撞傳感器1，用于獲取碰撞強度信號;觸摸傳感器5,用于獲取拐杖手柄被觸摸的觸摸信號；控制模塊2，與所述碰撞傳感器I及觸摸傳感器5通訊連接，所述控制模塊2在檢測到所述觸摸信號時，判斷所述碰撞強度信號的強度是否超過預設閥值，若是，則輸出控制信號;報警裝置4，與所述控制模塊2通訊連接，所述報警裝置4接收控制信號并開始發出警報；電源裝置3，用于給所述碰撞傳感器1、觸摸傳感器5、報警裝置4及控制模塊2供電。如圖2所示，本實施例的智能拐杖跌落報警系統，其控制方法包括如下步驟:步驟一,碰撞傳感器I輸出碰撞強度信號至控制模塊2 ；步驟二，控制模塊2采集碰撞強度信號，并檢測觸摸傳感器5是否產生觸摸信號，如有觸摸信號，則控制模塊2不向報警裝置4輸出控制信號，如未檢測到觸摸信號，進入步
驟三；步驟三，控制模塊2判斷碰撞強度信號的信號強度，如所述碰撞強度信號的強度未達到預設閥值，則控制模塊2不向報警裝置4輸出控制信號，如碰撞強度信號的強度達到預設閥值，則進入步驟四；步驟四，控制模塊2向報警裝置4輸出控制信號，報警裝置4發出警報。—般而言，智能拐杖使用者在跌倒或暈厥時，手會下意識松開拐杖，這時智能拐杖應及時報警，以便吸引周圍行人的注意而及時提供援助；而正常使用時，即使用者仍握持拐杖，則不論拐杖的姿態如何或是受到如何巨大的撞擊，都不應由于報警系統的誤判而發出警報。基于此，本實施例的報警系統，通過上述的控制方法，控制模塊2通過觸摸傳感器5來感受是否有人握住拐杖在使用；而碰撞傳感器I用以感受拐杖是否受到劇烈的震動，在拐杖受到劇烈的震動時將震動強度信號傳給控制模塊2，然后控制模塊2通過采集觸摸傳感器5的觸摸信號來判斷是否向報警裝置4發送開始報警的激活信號，如果沒有檢測到有觸摸信號，報警裝置4會發出較尖銳的報警聲音來提醒周圍人的注意；如果檢測到拐杖是被觸摸的則不會報警。其中，本實施例所述的碰撞強度信號的信號強度預設閥值為自由落體強度。這樣，只有智能拐杖脫手并自由跌落時，報警裝置4才會工作，而使用者正常的脫手擺放智能拐杖時，本報警系統并不觸發報警裝置4。當然，也可以根據實際情況或使用需要，將該預設閥值設定為其它強度。由于本實施例的控制模塊2只有在觸摸傳感器5并未感受到有觸摸的狀態，同時判定碰撞傳感器I接收到拐杖倒地的碰撞強度數據達到預設閥值，才會發出控制信號觸發報警裝置4，跌落判定準確，避免出現誤報的情況。需要說明的是，本實施例所述的報警系統及其控制方法，所應用的智能拐杖，包括但不限于老人智能導航拐杖、盲人助行導航拐杖等各類智能拐杖。其中，本實施例所述的控制模塊2為DSP控制板式控制模塊。DSP控制板(digitalsingnal processor)不僅具有可編程性，而且其實時運行多條復雜指令程序的運行速度高。作為控制模塊，本實施例采用的DSP控制板具有邏輯判斷功能，對于提高本報警系統的響應速度及判定精確度具有意義。當然，所述的DSP控制板為公知的電腦控制運算芯片，這里不贅述其具體結構和工作原理。如圖1所示，本實施例所述的電源裝置3設置有電源開關31。當電源開關31閉合，電源裝置3與與碰撞傳感器、控制模塊2、觸摸傳感器5及報警裝置4電導通，則智能拐杖具有自動跌落報警功能，作為智能拐杖使用。當電源開關31斷開時，則安裝有本報警系統的智能拐杖亦可作為普通拐杖使用，這進一步提高了拐杖的使用便利性。其中，本實施例所述的電源裝置3為可充電鋰電池。鋰電池體積小，重量輕，電能儲存量高，適合于本實施例的工作環境。在優選的實施例中，本報警系統的控制方法還包括如下步驟:步驟五，控制模塊2檢測觸摸傳感器5是否重新產生觸摸信號，如有觸摸信號，則控制模塊2停止輸出控制信號，報警器停止工作，如未檢測到觸摸信號，則進入步驟六；步驟六，控制模塊2定時檢測觸摸傳感器5是否重新產生觸摸信號，如有觸摸信號，則控制模塊2停止輸出控制信號，報警器停止工作，如未檢測到觸摸信號，則循環步驟六。通過上述的步驟五和步驟六，救助人員或使用者可以在握回智能拐杖時，本報警系統不再觸發報警裝置4，提高了智能拐杖的使用可靠性。實施例二如圖3所示，在另一實施例中，一種智能拐杖，包括手柄12和杖桿11，還包括有一報警系統，所述報警系統包括觸摸傳感器5、碰撞傳感器1、控制模塊2、電源裝置3以及報警裝置4，所述觸摸傳感器5設置于所述手柄12處。在使用時，本實施例的控制模塊2通過觸摸傳感器5來感受是否有人握住拐杖在使用；而碰撞傳感器I用以感受拐杖是否受到劇烈的震動，在拐杖受到劇烈的震動時將震動強度信號傳給控制模塊2，然后控制模塊2通過采集觸摸傳感器5的觸摸信號來判斷是否向報警裝置4發送開始報警的激活信號，如果沒有檢測到有觸摸信號，報警裝置4會發出較尖銳的報警聲音來提醒周圍人的注意；如果檢測到拐杖是被觸摸的則不會報警。需要說明的是，由于本實施例即為實施例一所述的智能拐杖跌落報警系統具體應用的一種智能拐杖，故而本實施例所述的報警系統即為實施例一所述的智能拐杖跌落報警系統，不再贅述該報警系統的工作原理。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種智能拐杖跌落報警系統，其特征在于，包括: 碰撞傳感器，用于獲取碰撞強度信號； 觸摸傳感器，用于獲取拐杖手柄被觸摸的觸摸信號； 控制模塊，與所述碰撞傳感器及觸摸傳感器通訊連接，所述控制模塊在檢測到所述觸摸信號時，判斷所述碰撞強度信號的強度是否超過預設閥值，若是，則輸出控制信號； 報警裝置，與所述控制模塊通訊連接，所述報警裝置接收控制信號并開始發出警報； 電源裝置，用于給所述碰撞傳感器、觸摸傳感器、報警裝置及控制模塊供電。
2.根據權利要求1所述的智能拐杖跌落報警系統，其特征在于:所述的控制模塊為DSP控制板式控制模塊。
3.根據權利要求2所述的智能拐杖跌落報警系統，其特征在于:所述電源裝置設置有電源開關，所述電源開關用于通斷電源裝置的供電。
4.根據權利要求1 3任意一項所述的智能拐杖跌落報警系統，其特征在于:所述電源裝置為可充電鋰電池。
5.一種智能拐杖，包括手柄和杖桿，其特征在于:還包括如權利要求1 4任一項所述的報警系統，所述觸摸傳感器設置于所述手柄處。
6.根據權利要求5所述的智能拐杖，其特征在于:所述電源裝置包括一電源開關，所述電源開關設置于所述手柄處。
7.一種智能拐杖跌落報警方法，其特征在于，包括如下步驟: 獲取碰撞強度信號； 檢測是否產生拐杖手柄被觸摸的觸摸信號，若否，則判斷所述碰撞強度信號的強度是否超過預設閥值； 若碰撞強度信號的強度超過預設閥值，則發出警報。
8.根據權利要求7所述的智能拐杖跌落報警方法，其特征在于，還包括: 重新檢測是否有觸摸信號產生，若是，則停止發出警報，若否，則重新定時檢測是否有觸摸信號產生，直至檢測到觸摸信號。
9.根據權利要求8所述的智能拐杖跌落報警系統的控制方法，其特征在于:所述的碰撞強度信號的預設閥值為拐杖做自由落體運動時的碰撞強度值。
10.根據權利要求7 9任意一項所述的智能拐杖跌落報警系統的控制方法，其特征在于:所述控制模塊采用DSP控制板。
全文摘要
一種智能拐杖跌落報警系統及方法，包括碰撞傳感器、控制模塊、電源裝置、報警裝置，以及設置于拐杖手柄處的觸摸傳感器；控制模塊分別與碰撞傳感器、觸摸傳感器及電源連接；控制模塊采集碰撞強度信號，并檢測觸摸傳感器是否產生觸摸信號，只有在觸摸傳感器并未感受到有觸摸的狀態，同時判定碰撞傳感器接收到拐杖倒地的碰撞強度數據達到預設閥值，才會發出控制信號觸發報警裝置，跌落判定準確，避免出現誤報的情況；而采用該報警系統的智能拐杖，因為杖體內無水銀等液體金屬，不會發生有毒物質泄漏的危險，使用安全性高。此外，還提供了一種采用上述報警系統的智能拐杖。
文檔編號G08B21/04GK103198614SQ20121000382
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者譚波悅, 曲道奎, 徐方, 賈凱, 鄭春暉, 杜振軍, 李燊, 王海鵬 申請人:沈陽新松機器人自動化股份有限公司