基于低功耗蓝牙的高性能跌倒检测系统的研究

发布时间：2021-04-20 01:10

　　随着当今社会人口老龄化程度的加深,高龄、失能、空巢老人数量不断增长,对老年人的健康安全监护需求日益增加。跌倒是威胁60岁以上老年人健康安全的重要原因之一,跌倒会直接或间接导致老年人伤残、甚至死亡,严重影响老年人的心理健康,导致老年人生活质量下降,因此有效检测老年人的跌倒,从而减轻跌倒对老年人的伤害,是当前老年人的健康安全监护领域的研究热点。现有的关于可穿戴式跌倒检测系统的研究,多采用单一传感器的跌倒检测模式,跌倒检测的准确率低,且极易与日常行为活动发生混淆而产生很高的跌倒误报率,用户体验差。如何减小设备体积、降低功耗、提高跌倒检测准确率并降低跌倒误报率,这些问题是目前穿戴式跌倒检测系统的研究难点。因此本文的研究目标是设计一款模块体积小、系统成本低、功耗低、跌倒判断准确率高且跌倒误判率低的可穿戴式跌倒检测系统。该系统采用低功耗蓝牙技术联合脚底薄膜压力传感器与腰部三轴加速度传感器的双传感器检测模式,以期望实现实时准确区分跌倒与日常行为活动的功能。为了实现上述的设计研究目标,本课题完成了基于脚底薄膜压力传感器的脚底压力检测模块和基于三轴加速度传感器的腰部姿态检测模块的硬件设计,并完成了系统的... 

【文章来源】：北京协和医学院北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 跌倒检测系统的发展现状
        1.2.1 环境式跌倒检测系统
        1.2.2 可穿戴式跌倒检测系统
    1.3 可穿戴式健康监护系统的发展趋势
    1.4 研究目标
    1.5 论文结构安排
第二章 跌倒检测系统方案设计
    2.1 控制器
    2.2 传感器
    2.3 无线通信基础
        2.3.1 BLE简介及体系结构
        2.3.2 天线选择
    2.4 室内外定位
    2.5 本章小结
第三章 跌倒检测系统的硬件设计
    3.1 总体结构
    3.2 系统硬件设计
        3.2.1 脚底压力检测模块
        3.2.2 腰部姿态检测模块
        3.2.3 微控制器及无线通信模块
        3.2.4 印制电路板绘制
        3.2.5 装配与焊接
        3.2.6 硬件测试
    3.3 本章小结
第四章 跌倒检测算法研究及系统软件设计
    4.1 跌倒检测算法背景介绍
        4.1.1 跌倒与日常行为活动
        4.1.2 跌倒检测的常用算法
    4.2 基于阈值获取的跌倒检测算法研究
        4.2.1 阈值获取
        4.2.2 算法设计
    4.3 跌倒检测系统的软件设计
        4.3.1 腰部姿态检测模块的软件设计
        4.3.2 脚底压力检测模块的软件设计
        4.3.3 开发环境
    4.4 软件性能测试
        4.4.1 脚底压力检测模块相关性能测试
        4.4.2 两模块之间的连接性能测试
        4.4.3 功耗
    4.5 本章小结
第五章 跌倒检测系统性能测试
    5.1 系统性能测试
        5.1.1 测试环境
        5.1.2 被试招募
        5.1.3 实验设计
        5.1.4 实验结果及有效性分析
    5.2 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
    研究生期间发表文章
    研究生期间申请专利
    研究生期间参与的科研项目
致谢



本文编号：3148678