基于手機的跌倒監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、跌倒監(jiān)測系統(tǒng)用于跌倒識別,并在跌倒后通過報警縮短救援時間,以達到減小跌倒危害的目的。在人口老齡化和空巢化的背景下,開展老年人跌倒監(jiān)測研究,具有重要的社會意義。本文根據(jù)四個經(jīng)常用于佩戴手機的部位(前胸、側(cè)腰、后腰和大腿)設(shè)計實驗和算法,實現(xiàn)了基于手機的跌倒監(jiān)測軟件及其后臺服務(wù)器,以應(yīng)用于跌倒識別和跌倒后報警。論文主要包括三個部分:
　　第一是實驗設(shè)計。首先將人體活動模式分類,再設(shè)計實驗的活動模式并組織實驗,包括實驗設(shè)備的選定、實驗場

2、地的布置、實驗對象的選擇和具體的實驗步驟等,最后將傳感器節(jié)點布置于四個經(jīng)常用于佩戴手機的部位進行實驗,該實驗產(chǎn)生了設(shè)計和檢驗跌倒監(jiān)測算法的原始數(shù)據(jù)。
　　第二是算法設(shè)計。在對實驗數(shù)據(jù)和跌倒過程深入分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了特征提取方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型?？紤]了6種不同佩戴習(xí)慣的用戶:只將手機固定佩戴于四個部位之一的(共4種)、上身三部位(前胸、側(cè)腰、后腰)隨意佩戴的、和四個部位隨意佩戴的;并從是否有陀螺儀考慮了2種手機后,設(shè)計了12種神

3、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并得出以下結(jié)論:(1)只將手機佩戴于大腿部位的用戶使用沒有陀螺儀的手機會出現(xiàn)較多的漏檢和一些誤報。(2)在有陀螺儀和沒有陀螺儀的兩種手機中,上身三部位隨意佩戴的用戶敏感度分別是100％和98.67％,特異度分別是100％和96.54％;四個部位隨意佩戴的用戶敏感度分別是96.12％和89.28％,特異度分別是97.17％和95.07％,對比幾個可將手機放于多個部位的研究,本文的算法敏感度和特異度都是最高的。(3)經(jīng)對比,最終

4、選擇了上身三部位隨意佩戴和四部位隨意佩戴的2種佩戴習(xí)慣對應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計跌倒監(jiān)測算法。
　　第三是系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。系統(tǒng)包括一個基于 Android手機的跌倒監(jiān)測軟件和一個基于MFC、SQL SERVER數(shù)據(jù)庫的后臺服務(wù)器。跌倒監(jiān)測算法基于OpenCV實現(xiàn),通過JNI實現(xiàn)Java與C++間的相互調(diào)用。發(fā)生跌倒后手機基于百度地圖SDK進行GPS、Wi-Fi、基站混合定位,通過發(fā)送包含跌倒位置的短信向預(yù)先設(shè)定的聯(lián)系人遠程求助并使用報

5、警鈴聲本地求助。手機端在產(chǎn)生跌倒和誤報時會將相應(yīng)信息上傳至后臺服務(wù)器以用于算法研究及數(shù)據(jù)統(tǒng)計;同時手機端將相應(yīng)信息添加到訓(xùn)練集中,重新訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),進行算法改進。后臺服務(wù)器使用SQL SERVER數(shù)據(jù)庫進行信息存儲和用戶管理,手機與后臺服務(wù)器間基于TCP/IP協(xié)議通過Socket通信。
　　綜上所述,本文首先根據(jù)四個經(jīng)常用于佩戴手機的部位設(shè)計實驗、獲得算法的原始數(shù)據(jù),然后考慮了6種不同佩戴習(xí)慣的用戶并從是否有陀螺儀考慮了2種手機,