用于物联网的老年人跌倒监测系统

摘要

老龄化现状是个久谈不衰的话题，随着医疗科技的进步和人们健康意识的提高，全世界人均寿命的延长，使得社会老龄化人口日益增加，此种社会现状已经成为世界性的问题，老年人日常照顾问题受到各界人们的广泛关注。而老年人经常发生跌倒，导致对老年人的身心理健康的严重影响，主要是老年人跌倒会引发其他疾病出现，从而危机老年人的生命安全。
　　本课题就是针对以上现状，设计了用于物联网的老年人便携式跌倒监测系统，以便使病发老年人能得到及时的救助。该系统主要是采取多传感器数据融合技术，利用三轴加速度传感器数据、超声测距数据和脚底压力传感数据，研究判断老年人是否跌倒的监测装置。三轴加速度传感器使用的是飞思卡尔的MMA7260来获得老年人加速度数据信息，通过SMV（signal magnitude vector）和阈值算法结合，来判断人体的运动姿态；超声测距主要是测距装置佩戴在被监护老人的的腰间，通过超声测距模块测得人体腰间对地的实际距离，从而可以反应人体的姿态情况；脚底压力传感器选用 Flexiforce压力传感器，本系统在每个脚底脚尖和脚跟分别放置两个压力传感薄膜，来测试人体重量的变化情况，从而得知人体的姿态信息。当这三路传感器获得人体姿态信息数据之后，在微控制器MSP430f149中进行信息融合，之后通过无线传输模块Zigbee发送给PC端。而且，有PC客户端可以显示各路传感器数据，可以实时分析和判断人体跌倒与否。如果检测到跌倒的发生，则启动报警装置或者是无线传输模块，然后通过网络，进行远程监控报警，使老年人得到及时的救助。这样就可以大大降低跌倒对老年人带来的健康危害。为了让老年人能主动报警或者是解除该系统的误判，系统设有报警和报警解除按键。经测试,该系统能准确的监测人体的姿态信息，对跌倒检测准确率达到99％。同时，本系统具有体积小，重量轻，耗能小，易于老年人佩戴等特点，减轻老年人在心理上对装置的的厌恶情绪，为老年人健康监测物联网的构建提供功能支持。

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第一章 绪论

§1.1 课题研究的背景和意义

§1.2 课题国内外研究现状

§1.3 本文内容安排

第二章 课题相关技术背景

§2.1 Zigbee相关技术

§2.2 多传感器数据融合技术

§2.3 本章小结

第三章 系统总体方案

§3.1 系统设计总体思路

§3.2 系统硬件设计

§3.3 本章小结

第四章 人体跌倒检测分析和算法设计

§4.1 三轴加速度传感器检测人体姿态技术

§4.2 超声测距检测人体姿态技术

§4.3 脚底压力传感器检测人体姿态技术

§4.4 多传感器数据融合技术

§4.5 ZigBee在本系统中的应用

§4.6 本章小结

第五章 系统软件设计

§5.1 MSP430F149 MCU软件设计

§5.2 ZigBee协议栈软件设计

§5.3 PC端LabView人机界面软件设计

§5.4 本章小结

第六章 实验过程和结论

§6.1 实验过程

§6.2 实验结论

§6.3 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士研究生期间主要研究成果