一种基于PVDF的跌倒保护系统及其方法

摘要

一种基于PVDF的跌倒保护系统，包括用以检测使用者脚踩力的PVDF压电薄膜传感器模块，PVDF压电薄膜传感器模块与电荷放大模块连接，电荷放大模块与模数转换模块，模数转换模块与第一单片机连接，第一单片机与第一无线收发模块连接，模数转换模块、第一单片机、第一无线收发模块均与第一电源连接，第一无线收发模块与第二无线收发模块通信连接，第二无线收发模块与第二单片机连接，第二单片机与安全气囊模块连接，第二无线收发模块、第二单片机均与第二电源模块连接，第二电源模块与开关连接。以及提供一种跌倒保护方法。本发明精度高、对测试者有充分保护。

主权项

一种基于PVDF的跌倒保护系统，其特征在于：包括用以检测使用者脚踩力的PVDF压电薄膜传感器模块，所述PVDF压电薄膜传感器模块与电荷放大模块连接，所述电荷放大模块与模数转换模块连接，所述模数转换模块与第一单片机连接，所述第一单片机与第一无线收发模块连接，所述模数转换模块、第一单片机、第一无线收发模块均与第一电源模块连接，所述跌倒保护系统还包括在第二无线收发模块、第二电源模块、第二单片机、开关和使用者腰带上安置的安全气囊模块，所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块通信连接，所述第二无线收发模块与所述第二单片机连接，所述第二单片机与所述安全气囊模块连接，所述第二无线收发模块、第二单片机均与所述第二电源模块连接，所述第二电源模块与开关连接；所述PVDF压电薄膜传感器模块中受力后，输出电荷与外力间的关系为：$\left\{\begin{array}{c}{q}_i=d_{ij}{\sigma }_j\\ Q_i=d_{ij}{F}_j\end{array}\right.$式中，qi为薄膜单位面积输出的电荷；σ_j为薄膜承受的应力；Qi为薄膜总的输出电荷；Fj为薄膜承受的外力，dij为薄膜的压电应变常数。