面向智慧城市的行動(dòng)不便人群智能感知與傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著智慧城市的建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷地被應(yīng)用到社會(huì)的方方面面，如智慧社區(qū)、智慧公交、智慧安防等，科技正逐漸融入人們的日常生活，為居民帶來了便利與舒適，關(guān)愛殘疾人、老年人更是中華民族的傳統(tǒng)美德。隨著我國(guó)人口的老齡化，包括殘疾人在內(nèi)的行動(dòng)不便人群數(shù)量日益增多，如何更好地關(guān)愛照顧他們便成為了一個(gè)亟待解決的問題，在智慧城市這樣一個(gè)大背景下，為研究者們提供了前所未有的廣闊思路。
　　輪椅作為行動(dòng)不便人群的代步工具，在其生活中扮演著重要角色，甚

2、至可以說已經(jīng)是其身體的一部分。本文針對(duì)在使用輪椅的行動(dòng)不便人群照顧中所暴露出來的典型異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)問題，圍繞輪椅設(shè)計(jì)了一套的實(shí)時(shí)智能感知與傳輸系統(tǒng)，將遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)巧妙地與輪椅相結(jié)合，使其成為一個(gè)移動(dòng)的監(jiān)護(hù)平臺(tái)。
　　本論文從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)入手，對(duì)感知層和傳輸層展開了研究和開發(fā)。在感知層方面利用模塊化的思想，設(shè)計(jì)了坐姿、輪椅翻倒、心率三個(gè)感知模塊，進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計(jì)、傳感器的選型以及功能實(shí)現(xiàn)。長(zhǎng)期處于不正常的坐姿不僅對(duì)

3、殘疾人、老年人等行動(dòng)不便人群的身體健康有一定的負(fù)面影響，也常常會(huì)導(dǎo)致他們從輪椅上跌落，文中利用壓力傳感器來感知人坐著時(shí)候的壓力分布，進(jìn)而推測(cè)出上半身的傾斜方向以及傾斜程度，實(shí)現(xiàn)了七種坐姿的識(shí)別，對(duì)跌倒的發(fā)生起到了預(yù)防與報(bào)警的作用。在輪椅翻倒感知模塊設(shè)計(jì)時(shí)為了提高判斷的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，提出了基于閾值判斷的加速度信號(hào)矢量幅度SMV和傾斜角雙效翻倒檢測(cè)算法，并通過大量實(shí)驗(yàn)確定了閾值。通過對(duì)紅外脈搏傳感器信號(hào)進(jìn)行模擬與數(shù)字兩級(jí)濾波處理后，采用基

4、于極值的方法實(shí)現(xiàn)了脈搏周期的有效計(jì)算進(jìn)而推測(cè)出心率。在傳輸層方面，首先通過對(duì)比幾種常見的短距離無線通信方式，選擇了基于藍(lán)牙4.0協(xié)議的傳輸模塊，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚以及上傳，設(shè)計(jì)了以Arduino DUE為主板的中心節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在中心節(jié)點(diǎn)上也實(shí)現(xiàn)了對(duì)GPS模塊數(shù)據(jù)的解析來及時(shí)更新輪椅的位置信息，通過Android系統(tǒng)下藍(lán)牙通信程序的開發(fā)以及調(diào)用云平臺(tái)的Webservice，成功將感知數(shù)據(jù)上傳至健康關(guān)愛服務(wù)平臺(tái)。該系統(tǒng)為智慧城市建設(shè)中物聯(lián)網(wǎng)技