用于行為檢測的可穿戴終端設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著老齡人口的增多，“空巢家庭”的數(shù)量也在逐年增長，越來越多的老人住進(jìn)了養(yǎng)老機(jī)構(gòu)，老年人身體機(jī)能下降容易受到意外傷害，這就對養(yǎng)老機(jī)構(gòu)提出了更高的監(jiān)護(hù)要求。同時(shí)，可穿戴設(shè)備以其高度便攜性、感知交互性，為人體監(jiān)護(hù)打開了新思路。本文旨在設(shè)計(jì)研究一種用于行為檢測可穿戴終端，通過記步、摔倒、心率異常等行為檢測判斷，結(jié)合跟蹤定位，意外狀況報(bào)警，呼叫服務(wù)功能提高養(yǎng)老機(jī)構(gòu)對老人的監(jiān)護(hù)、服務(wù)能力。
　　本文首先介紹了老齡化加劇，養(yǎng)老機(jī)構(gòu)看護(hù)負(fù)擔(dān)加重

2、的背景。接著通過對國內(nèi)外智能監(jiān)護(hù)可穿戴設(shè)備現(xiàn)狀的研究，提出一套行為檢測系統(tǒng)方案，并且介紹了該系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，包括了傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、定位技術(shù)、人體運(yùn)動(dòng)量檢測技術(shù)等。針對該系統(tǒng)所要完成的功能，對其終端做了軟硬件的設(shè)計(jì)，以及測試。
　　在硬件設(shè)計(jì)上，將架構(gòu)分為核心控制模塊、三軸加速度傳感器模塊、心率傳感器模塊、射頻模塊、GSM/GPRS/GPS模塊、電源管理幾個(gè)部分，并逐一對其進(jìn)行模塊選型分析，電路設(shè)計(jì)，最后是PCB設(shè)計(jì)

3、和調(diào)試。
　　在軟件設(shè)計(jì)上，采用模塊化編程的思想組織軟件結(jié)構(gòu)，先介紹了終端總體軟件流程，對于行為檢測軟件的研究成果如下：（1）分析了手腕部行走加速度的特點(diǎn)，提出一種三軸加速度的記步算法，通過區(qū)域法、動(dòng)態(tài)最值之差查找加速度曲線峰值計(jì)步，再加上步行時(shí)間窗、行走模式判斷的聯(lián)合判據(jù)，排除個(gè)體行走差異，手部晃動(dòng)干擾，步行啟動(dòng)前與停止前的干擾，大大提高了腕部檢測的計(jì)步精度；（2）利用摔倒加速度模型，提出一種基于三軸加速度的摔倒檢測算法，通過合

4、理的閾值設(shè)置，能檢測出摔倒，高處跌倒兩種狀態(tài)；（3）提出一種基于心電圖的QRS波的心率檢測算法，特點(diǎn)是心率實(shí)時(shí)檢測，誤差率小，并且算法復(fù)雜度低；同時(shí)，設(shè)計(jì)了室內(nèi)外定位，數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖鞒獭?br>　　最后本文對終端系統(tǒng)進(jìn)行了測試，先介紹了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)據(jù)分析，該終端硬件穩(wěn)定可靠，可以完成對人體運(yùn)動(dòng)加速度、心率數(shù)據(jù)的采集，室內(nèi)外定位、數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)了記步，摔倒檢測，心率檢測報(bào)警的功能，其中平地記步精度在95％以上，心率檢測精度