一种具有自动报警功能的服装

摘要

本发明提供了一种具有自动报警功能的服装，所述服装具有夹层结构，夹层内分布若干半导体压电阻抗扩散压力传感器；所述服装上还设有与所述半导体压电阻抗扩散压力传感器电气连接的控制单元，所述控制单元包括微型电池、集成了GPS模块和ZigBee模块的微型单片机。该服装无需任何操作，在人身伤害发生的瞬间自动将求助信号发出，报警的即时性和可靠性极高；报警信息内容全面准确，便于接收点人员及时准确地判断受害者位置、伤害位置及程度，针对性地采取相应措施进行援助，能够第一时间提供重要的信息来源特别有利于医护人员的急救措施预案，其报警有效性大大增强；同时采用GPS模块和ZigBee模块双重定位，也提高了系统的有效性。

权利要求

1.一种具有自动报警功能的服装，包括服装，其特征在于，所述服装具有夹层结构，夹层内分布若干半导体压电阻抗扩散压力传感器；所述服装上还设有与所述半导体压电阻抗扩散压力传感器电气连接的控制单元，所述控制单元包括微型电池、集成了GPS模块和ZigBee模块的微型单片机；

分布于服装上的半导体压电阻抗扩散压力传感器感知作用于人身的外力，并产生电信号送至单片机；同时GPS模块或ZigBee模块所接收的位置信息也送至单片机；单片机读取处理传感器信号，根据传感器所在位置确定被伤害部位，并根据压力大小确定伤害程度，生成伤害部位和程度的A数据；同时单片机读取处理位置信息生成地理位置的B数据；单片机将上述A、B数据同时发送至ZigBee模块，ZigBee模块将上述数据发送至预设的接收点。

2.如权利要求1所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述服装采用UHMWPE布料制作。

3.如权利要求1所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述控制单元置于服装纽扣内。

4.如权利要求3所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述纽扣上设置一个微型开关。

5.如权利要求1所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述服装夹层内的边角附近设置GPS模块以及ZigBee模块的软质防水的天线。

6.如权利要求1所述的一种具有自动报警功能的服装，其特征在于，所述半导体压电阻抗扩散压力传感器、控制单元、微型开关及其连接导线都经过防水处理。

说明书

一种具有自动报警功能的服装

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有报警功能的服装。

背景技术

[0002] 在遭受人身侵害时，及时报警求救和寻求医疗救助是将侵害结果降低到最小程度的有效手段。然而现有的报警求助手段的即时性、有效性和可靠性都难以令人满意。特别是在遭遇抢劫、车祸等意外事件时，现有的电话求助等手段，往往不能起到应有作用。延误了受害人得到救助的时机或时间，生命保障系数降低。

[0003] 半导体压电阻抗扩散压力传感器：压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。

[0004] 压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。

[0005] 半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。

[0006] ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中的设备可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。ZigBee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。

[0007] Zigbee定位技术实现原理为设定四个固定参考节点(Reference Tag)、一个移动节点(Mobile Tag)和一个网关节点(Reader)均处于同一场景中。参考节点不断对外发射射频信号；移动节点接受到该射频信号，通过检测获取自身与参考节点之间通讯的接收信号强度(RSSI)，并将检测信息包传送给网关；网关与上位机(PC电脑或工控机)相连，并在上位机上运行定位软件，即可显示移动节点相对于参考节点的具体位置及坐标数值，从而实现定位的功能。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种具有自动报警功能的服装，其报警功能即时、有效、可靠。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种具有自动报警功能的服装，包括服装，其特征在于，所述服装具有夹层结构，夹层内分布若干半导体压电阻抗扩散压力传感器；所述服装上还设有与所述半导体压电阻抗扩散压力传感器电气连接的控制单元，所述控制单元包括微型电池、集成了GPS模块和ZigBee模块的微型单片机。

[0009] 采用上述技术方案，平时系统处于休眠状态，对穿着无任何影响。在人身侵害发生时，作用于人身的外力，如打击，碰撞等，会被分布于服装上的半导体压电阻抗扩散压力传感器所感知，并产生电信号送至单片机；同时GPS模块或ZigBee模块所接收的位置信息也送至单片机；单片机读取处理传感器信号，根据传感器所在位置确定被伤害部位，并根据压力大小确定伤害程度，生成伤害部位和程度的A数据；同时单片机读取处理位置信息生成地理位置的B数据；单片机将上述A、B数据同时发送至ZigBee模块，ZigBee模块将上述数据发送至预设的接收点(如家人、警局、医院等)。

[0010] 由上可知，本发明的有益效果在于，无需任何操作，在人身伤害发生的瞬间自动将求助信号发出，报警的即时性和可靠性极高；报警信息内容全面准确，便于接收点人员及时准确地判断受害者位置、伤害位置及程度，针对性地采取相应措施进行援助，特别是在医护人员制定有针对性的急救措施预案时，能够第一时间提供重要的信息来源，其报警有效性大大增强；同时采用GPS模块和ZigBee模块双重定位，也提高了系统的有效性。

[0011] 优选地，所述服装采用UHMWPE布料制作。所述UHMWPE布料是高分子量聚乙烯布料，UHMWPE的比重是所有高性能纤维中最小的(小于1)，是唯一能够浮在水面上的高性能纤维，还由于分子量极高，主链结合好，取向度、结晶度高而具有最高的比强度(强度与重量之比)，即相同重量下的强度是钢丝绳的15倍，比芳纶高40％，是普通化学纤维的10倍；它的模量为1000－l100g/d，仅次于特级碳纤维而优于芳纶；该纤维不仅断裂伸长低，断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，故具有突出的抗冲击和抗切割韧性；而且该纤维不含易与化学药剂反应的化学基团，能抗紫外线和耐各种化学腐蚀。如此突出的性能使其成为碳纤维、芳纶之后的第三代高性能特种纤维。该布料应用于本发明的服装，能为使用者提供防刺穿功能并有吸收大部分压力的功能，从而让使用者能够得到较好的保护，减少伤害程度，也使得上述报警元件得到较好保护。穿着的舒适性基本不受影响。

[0012] 优选地，所述控制单元置于服装纽扣内。进一步地，所述纽扣上设置一个微型开关。以提供隐蔽式地主动报警功能，也可以在需要时关闭报警功能。

[0013] 改进地，所述半导体压电阻抗扩散压力传感器、控制单元、微型开关及其连接导线都经过防水处理。使得该服装与普通衣物一样可以直接洗涤。

[0014] 优选地，所述服装夹层内的边角附近设置GPS模块以及ZigBee模块的软质防水的天线。

[0015] 下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

[0016] 图1为本发明具体实施例的结构原理示意图；

[0017] 图2为控制单元工作流程原理框图；

[0018] 图3为半导体压电阻抗扩散压力传感器原理结构示意图。

具体实施方式

[0019] 参见附图，反映本发明的一种具体结构，所述具有自动报警功能的服装，包括采用UHMWPE布料制作的服装，所述服装具有夹层结构，夹层内分布若干半导体压电阻抗扩散压力传感器1(如DX140微型压力传感器)；所述服装纽扣2内还设有与所述半导体压电阻抗扩散压力传感器1通过导线5电气连接的控制单元，所述控制单元包括微型电池、集成了GPS模块和ZigBee模块的微型单片机。所述纽扣2上设置一个微型开关。

[0020] 所述半导体压电阻抗扩散压力传感器1、控制单元、微型开关及其连接导线5都经过防水处理。所述服装夹层内的边角附近设置GPS模块的软质防水的天线3以及ZigBee模块的软质防水的天线4。

[0021] 所述半导体压电阻抗扩散压力传感器1的结构如图3所示，由基体101、金属应变丝或应变箔102、绝缘保护片103和引出线104等部分组成。

[0022] 该服装具有主动报警和被动报警功能，主动报警功能为使用者控制，当使用者认为当前环境存在危险时可以通过按下纽扣2上的微型开关五次进行报警。被动报警功能为由系统分析压力情况进行自动报警，工作流程如图2所示。关闭报警功能为按下纽扣2上的微型开关三次进行关闭。

[0023] 对于被动报警的压力分析功能，通过分析压力大小和压力范围以及从正常压力变化成异常压力时间进行分析，可分析出可能造成伤害的部位以及伤害程度，并连同定位数据和设备编号一并发至报警中心，或是根据伤害程度智能选择发送至医院或是家庭等。

[0024] 该服装具有防利器刺穿，并可吸收大部分压力。但并不能完全吸收所有压力，下表示例为经过吸收压力后压力半导体压电阻抗扩散压力传感器数据以及模拟分析结果。

[0025]

[0026] 该超高分子量聚乙烯防刺报警服能为使用者提供防刺穿功能并有吸收大部分压力的功能，服装与分布式压力传感器的有机结合实现了伤害的系统智能分析，具有极强的实用性，在舒适度、透气性、柔韧性以及重量上与普通服饰相近，比普通服饰拥有更好的耐磨性，该布料可连续使用近20年无明显磨损，其中电子设备具有极佳防水性，可以连续浸泡并具备100米防水可游泳穿戴，并有良好的速干性，其中软质电路可正常穿戴弯曲超过10年而工作正常。

[0027] 以一节3V 150MA的纽扣电池为例，设备在休眠时电流为15μA，根据计算得知一节纽扣电池可为系统供电10000小时即416.6天，可一年跟换一次电池，具有超长的续航时间。

[0028] 该服装适合各类人群，如学生，警察等，并可制作成各种款式服饰，市场非常广大。能为人们将伤害降低到最小并在造成伤害后第一时间联系医院得到及时救治，从而挽救无数生命。

[0029] 本发明描述的上述实现方式仅是为了清楚的说明本发明的技术方案，而不能理解为对本发明作出任何限制。本发明在本技术领域具有公知的多种替代或者变形，在不脱离本发明实质意义的前提下，均落入本发明的保护范围。