老年人跌倒检测报警装置的研究与设计.doc

分类号密级uDC单位代码10151老年人跌倒检测报警装置的研究与设计秦瑀阳指导教师滕国库职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学硕士学科与专业计算机科学与技术论文完成曰期2013年5月论文答辩日期2013年6月答辩委员会主席lf!R!ResearchandDesignofTumbleDetectionandAlramDeviceforElderlyPeopleAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringQinYuyang(ComputerScienceandTechnology)ThesisSupervisor:ProfessorTengGuokuMay2013大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文“老年人跌倒检测报警装置的研究与设计”。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名:学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所）等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。不保密(请在以上方框内打“V”)中文摘要中文摘要摘要随着我国人口老龄化的加剧和期望寿命的延长，老年人的健康安全问题成为当今社会首要解决的问题。通过计算机技术来解决老年人的医疗保健问题逐渐成为热门的研究领域。而据相关调查显示，老年人到医院因伤就诊的病例中，跌倒病例已经超过了50%;伤情严重需要住院的病例中80%为跌倒病例。而如果跌倒后不能及时接收适当的治疗的话，伤情会进一步恶化。本文主要讨论了针对老年人群体跌倒的一种检测方法，并实现了无线定位和自动报警功能，可以使受到跌倒损伤的老年人可以尽快的接收到相关治疗。本文首先对当今一些跌倒检测算法进行了归纳和分析，总结并比较几种检测手段的优劣。然后从实用性、准确性等角度进行综合考虑，最后选择用基于穿戴式传感器阀值检测的方法作为研究方向。将传感器佩戴在身上实时采集人体活动中的数据，并制定出跌倒检测算法。本文选用ADI公司推出的ADXL345三轴数字加速度传感器用来实时检测人体加速度数据，将采集到的数据上传到TI公司推出的MSP430F149单片机上。MSP430F149通过预先设定的算法进行判断，如果符合跌倒发生的条件，则通过现场报警与短信报警两种方式报警。在短信报警的设计中还应用了当下流行的GPSOne无线定位技术，可以将佩戴者身处的地理位置一并发给求助对象。本文针对装置的实用性等方面设计了USB充电、主动按键报警和手动取消报警等细节。通过实验，本文所设计的跌倒检测算法可达到预先设定的目标。通过实验测试，对于跌倒探测的准确率可达90%以上。本文在算法设计和系统实现上对已有的技术进行了改进：改善了大多数现有检测技术对于佩戴位置严格要求以及无法检测一些特殊跌倒的设计。加速度模块与人体可呈任意角度，只需紧贴躯干部位即可。利用一种由方差概念引申而来的检测方法丰富了对于撞击剧烈程度的判定。关键词：跌倒检测；加速度传感器；CDMA;GPSOneABSTRACTAsthepopulationagingandtheraisesoflifeexpectancy,theoldpeople'shealthandsafetyproblemsbecomecurrentsociety'spriorities.Throughthecomputertechnologytosolvetheelderlyhealthcareproblembecomeahotresearchfield.Accordingtorelatedsurvey,fallincasesaremorethan50%amongtheelderlycasesofinju