基于慣性運(yùn)動(dòng)傳感器的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、跌倒降低了人體的活動(dòng)能力，是老年人和病人傷殘、死亡以及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)加重的重要原因之一。鑒于現(xiàn)有的跌倒檢測(cè)設(shè)備功耗高、報(bào)警范圍受限、攜帶不便等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一款功耗低、體積小、方便攜帶的可穿戴式檢測(cè)裝置，對(duì)于提高智慧醫(yī)療信息化、實(shí)時(shí)性、促進(jìn)和諧社會(huì)發(fā)展等具有重要的意義。
　　本文結(jié)合Arduino與Android研發(fā)了一套基于數(shù)據(jù)融合的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的功能需求，并給出了整體設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了下位機(jī)數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理的軟硬件平

2、臺(tái)，開發(fā)了上位機(jī)實(shí)時(shí)定位報(bào)警軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)定位的精確控制。
　　主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）針對(duì)目前跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)，給出了本文跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的需求指標(biāo)與總體設(shè)計(jì)方案，并指出了本文系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。
　　（2）搭建了跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路，主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、報(bào)警模塊及一些微控制模塊。根據(jù)下位機(jī)設(shè)計(jì)需求完成了對(duì)元器件的選擇、電路原理圖的設(shè)計(jì)，并對(duì)電路板進(jìn)行功能調(diào)試，以保

3、證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。同時(shí)，開發(fā)了跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的定位報(bào)警 App，詳細(xì)介紹了百度地圖定位模塊、藍(lán)牙串口通信模塊以及定位求救短信發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)流程。
　?。?）分析了人體的日常運(yùn)動(dòng)模式，詳細(xì)闡述了數(shù)據(jù)源和采樣頻率的選擇、mpu6050的采樣原理、數(shù)據(jù)的預(yù)處理以及特征量的提取等。
　　（4）詳細(xì)給出了聯(lián)合卡爾曼濾波和 ProtoThread并行調(diào)度的實(shí)現(xiàn)原理，提出基于數(shù)據(jù)融合的并行閾值算法，利用 Arduino IDE開發(fā)環(huán)境

4、開發(fā)了跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的軟件程序，同時(shí)加入了偏差補(bǔ)償?shù)纫恍﹥?yōu)化，使采集到的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，從而提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確率。
　　（5）介紹了本文跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的佩戴方式與具體操作方法，并通過對(duì)志愿者的模擬測(cè)試，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)有算法進(jìn)行對(duì)比與性能分析，驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
　　本文所開發(fā)的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)，具有低功耗、低成本、高精度、易攜帶等優(yōu)點(diǎn)，不僅降低了跌倒檢測(cè)設(shè)備的成本，提高了檢測(cè)精度，同時(shí)對(duì)促進(jìn)醫(yī)療設(shè)備的科學(xué)發(fā)展具有重要意義，且具有