基于光电容积法的心率监护和多传感的跌倒检测系统设计

发布时间：2020-11-09 11:12

　　 当今,随着人们生活质量的提高和社会医疗的进步,人口老龄化问题越来越突出。同时,人们对个人隐私的注重以及老少代沟的加剧,小家庭被普遍接受,空巢老人将越来越多。而老年人往往容易突发意外,其中跌倒和心脏类疾病是造成老年人意外伤亡的重要因素,而且心脏类疾病发病前往往伴有心率异常,及时的检测出跌倒和心率异常并提供相应的救助将大大减小伤亡比例。本论文设计了一种基于光电容积法的心率监护和多传感的跌倒检测系统,系统由穿戴式设备与手机APP组成,及时检测出老年人跌倒事件和心率异常,自动通知远程监护者。跌倒检测中不仅使用了三轴加速度传感器对人体加速度进行采集,还加入气压高度传感器,测量跌倒前后的垂直高度差,提取了加速度和气压差若干特征值,设计了基于阈值的跌倒检测算法,算法灵敏度达到97.78%,特异性为94.29%。同时本文还利用反射式光电容积脉搏波描记法原理对心率异常进行监测,使用了光源为波长570nm绿光的反射式光电传感器SON1303,提高了信噪比,采用差值法对心率信号进行提取,减小脉搏信号的基线漂移的影响,在5分钟内,系统测量的心搏周期的平均值和标准差与专业的心电图机误差分别为0.21%和2.39%。跌倒检测与心率提取算法在嵌入式处理器CC2541F256中实现。论文中还设计了相应的基于Android系统的APP,与CC2541F256进行蓝牙BLE通信,实现心率异常分析、GPS定位和远程警报等功能,精简了穿戴式设备的硬件模块,减少了设备的成本与空间面积,使系统易于实际的应用。
【学位单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH789
【部分图文】：

利用手机中的加速度实现，实验表明腰部的效果较好传感器效果好[16]。2012 年，比萨的加速度传感器来进行跌倒检测机通信，手机上跌倒检测 APP 分界面四部分，使用一个神经网络和传感器技术飞速的发展，嵌入任务要求，功耗越来越低，极大来越高，稳定性极大提高，抗干线通信技术突飞猛进，技术不断强、扩展性好等特点，使穿戴式跌倒检测产品，如国内的孝为先 定位等功能，整机尺寸大小 73*5

人体皮肤组织示意图

（a） Apple Watch （b）华为手环 TalkBand B图 1. 3 智能穿戴式产品如今，国内外市场上出现的许多穿戴式产品都含有心率检测功能，射式光电容积脉搏波描记法的心率检测硬件结构简单，具有检测舒适，等优点，大多数产品基于此方法实现，其中广为人知的是苹果公司于 2
【参考文献】

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本文编号：2876340