基于慣性運動傳感器的跌倒檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、跌倒降低了人體的活動能力，是老年人和病人傷殘、死亡以及經濟負擔加重的重要原因之一。鑒于現(xiàn)有的跌倒檢測設備功耗高、報警范圍受限、攜帶不便等缺點，設計出一款功耗低、體積小、方便攜帶的可穿戴式檢測裝置，對于提高智慧醫(yī)療信息化、實時性、促進和諧社會發(fā)展等具有重要的意義。
　　本文結合Arduino與Android研發(fā)了一套基于數(shù)據融合的跌倒檢測系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的功能需求，并給出了整體設計方案，重點設計了下位機數(shù)據采集、傳輸和處理的軟硬件平

2、臺，開發(fā)了上位機實時定位報警軟件，實現(xiàn)了對人體的運動數(shù)據、實時定位的精確控制。
　　主要研究內容如下：
　?。?）針對目前跌倒檢測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及優(yōu)缺點，給出了本文跌倒檢測系統(tǒng)的需求指標與總體設計方案，并指出了本文系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點。
　?。?）搭建了跌倒檢測系統(tǒng)的硬件電路，主要包括數(shù)據采集模塊、數(shù)據傳輸模塊、報警模塊及一些微控制模塊。根據下位機設計需求完成了對元器件的選擇、電路原理圖的設計，并對電路板進行功能調試，以保

3、證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。同時，開發(fā)了跌倒檢測系統(tǒng)的定位報警 App，詳細介紹了百度地圖定位模塊、藍牙串口通信模塊以及定位求救短信發(fā)送模塊的設計流程。
　　（3）分析了人體的日常運動模式，詳細闡述了數(shù)據源和采樣頻率的選擇、mpu6050的采樣原理、數(shù)據的預處理以及特征量的提取等。
　?。?）詳細給出了聯(lián)合卡爾曼濾波和 ProtoThread并行調度的實現(xiàn)原理，提出基于數(shù)據融合的并行閾值算法，利用 Arduino IDE開發(fā)環(huán)境

4、開發(fā)了跌倒檢測系統(tǒng)的軟件程序，同時加入了偏差補償?shù)纫恍﹥?yōu)化，使采集到的數(shù)據更加準確，從而提高系統(tǒng)的準確率。
　?。?）介紹了本文跌倒檢測系統(tǒng)的佩戴方式與具體操作方法，并通過對志愿者的模擬測試，將實驗結果與現(xiàn)有算法進行對比與性能分析，驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
　　本文所開發(fā)的跌倒檢測系統(tǒng)，具有低功耗、低成本、高精度、易攜帶等優(yōu)點，不僅降低了跌倒檢測設備的成本，提高了檢測精度，同時對促進醫(yī)療設備的科學發(fā)展具有重要意義，且具有