如何利用MPU6050设计一款健康紧急警报设备

前不久我在浏览新闻时，偶然看到这样一则消息：一位90岁的年迈老人非常喜欢夜间闲逛，但与此同时，她的健康状况在90岁这个情况也每况愈下。就在最近，她在夜行中不小心跌倒在地，并且她的家人花了一个晚上最终打电话报警才得意找到她。

上周末，我LAHacks上与同一个团队的朋友分享了这个故事。集思广益后，我们想，为什么不设计一款可穿戴设备，可以检测老年佩戴者的健康紧急情况，并向他或她的家人和朋友发出警报呢？这个项目Cura正是由此而来。

研究

在我的研究中，我发现很多老年人，都对健康紧急问题有共同的担忧。两种主要的紧急情况是跌倒和心律失常（不寻常的心率），由身体和器官恶化引起。

根据疾病预防控制中心的数据，每年约有3600万老年人跌倒，导致300万急诊科治疗和32，000多人死亡。而据NHANES称，70%的老年人患有高血压，导致中风、心力衰竭，甚至猝死。

此外，BMCEmergencyMedicine的一项研究表明，如果给予医疗护理，创伤后60分钟是最大的生存机会。这证明了我们的想法可以通过及时报告他们的健康紧急情况来挽救老年人的生命，因此我们开始构建它。

构建

我们使用MPU6050加速度计、脉冲传感器、ESP-826612-eWiFi模块、按钮、LED灯泡和3.7V电池，MPU6050和脉冲传感器需要先焊接。

检测跌倒

我们使用加速度计来检测坠落，因为坠落是自由落体的“较低版本”，它给我们提供了比平常更小的重力加速度（G《9.8-下降阈值）。一些项目使用DPS310通过测量佩戴者高度的下降来检测跌倒，但我们发现这不准确（例如下坡或楼梯），并且不如重力加速度那么直观。

我们通过合并该项目的代码使跌倒检测更加准确并避免错误警报。加速度计在跌倒时必须接收到较低的G，在撞击地面时G的反向尖峰，并且在一段时间内G没有变化，表明用户已经跌倒并静止在地面上。

检测心律失常

我们使用脉搏传感器来测量佩戴者的心率。研究结果表明，心率高于200或低于27次每分钟（BPM）会危及生命。考虑到佩戴者可能正在运动或睡觉，无论佩戴者的运动状态如何，在这个危险范围内的心率都是不正常的。

紧急按钮

由于中风和心脏病发作的紧急情况可能没有明显的心率变化，我们增加了一个紧急按钮，让佩戴者在感到不适时直接发送警报。

当上述三个中的任何一个触发紧急情况时，紧急LED灯泡就会亮起。灯光指示佩戴者周围的潜在人处于紧急情况，不要与佩戴者正在睡觉或只是躺下的信念相混淆。

发送带有位置的短信提醒

一旦触发紧急情况，主板会向ESP8266输出一个HIGH引脚，ESP8266然后会向佩戴者的紧急联系人发送一条短信，告知佩戴者的位置。

Twilio短信API

Twilio支持使用ESP8266通过WiFi连接发送SMS。我们按照这个文档来实现这个功能。

UnwiredLab地理定位API

通过研究，我们发现WiFi定位系统（WPS）允许我们使用来自连接网络的信息来获取佩戴者的当前位置。UnwiredLab提供了一个GeolocationAPI，它利用WPS返回位置。给定短信中的位置，紧急联系人可以在佩戴者的生命迹象恶化之前找到佩戴者。

未来的改进可能

使用ArduinoNanoR3和ESP8266-01使设备尺寸更小

为硬件组件添加3D打印外壳

再次按下紧急按钮可取消紧急情况并发送另一条短信

添加由加速度计测量的步数和运动时间等健康功能

添加监视器或实施Blynk应用程序以查看健康数据、过去的紧急警报并编辑紧急联系人