【摘要】：隨著中國人口老齡化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,醫(yī)療資源得不到合理分配,現(xiàn)有的醫(yī)療體系結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)不斷加重。在這一趨勢下,老年人遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)技術(shù)應(yīng)運而生。21世紀(jì)以來隨著可穿戴設(shè)備技術(shù)興起,無線通信技術(shù)及新型傳感器技術(shù)的發(fā)展,基于可穿戴設(shè)備的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)(Wearable Healthcare Systems)已成為眾多科研機(jī)構(gòu)重點關(guān)注的領(lǐng)域。該系統(tǒng)可不受時間、空間的限制,為老年人群體提供長時間動態(tài)體征參數(shù)監(jiān)測及跌倒檢測報警,對提高老年人的生活健康保障具有重要意義。本課題設(shè)計了一種新型的基于可穿戴設(shè)備遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng),系統(tǒng)集成了體征參數(shù)監(jiān)測及老年人跌倒報警機(jī)制。系統(tǒng)采用以腕帶終端為主設(shè)備、腰帶終端為從設(shè)備的形式展現(xiàn),系統(tǒng)主設(shè)備主要采集人體體征參數(shù)、定位當(dāng)前位置及發(fā)送報警短信息,從設(shè)備主要進(jìn)行人體跌倒檢測,主從設(shè)備之間采用低功耗藍(lán)牙4.0進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在硬件設(shè)計部分,本課題完成了基于MSP432主設(shè)備部分及基于MSP430從設(shè)備部分的電路設(shè)計,其中主設(shè)備部分包括體征信息采集模塊電路、藍(lán)牙4.0通信電路、GSM通信電路、北斗衛(wèi)星定位模塊電路及OLED屏接口電路等外圍功能模塊電路設(shè)計。從設(shè)備部分包括跌倒檢測模塊電路及藍(lán)牙4.0通信電路設(shè)計。主從設(shè)備均采用鋰電池供電,都具有完善的鋰電池保護(hù)及管理單元。在軟件設(shè)計部分,本課題完成了主從設(shè)備的主程序及各功能模塊子程序的設(shè)計,其中主設(shè)備部分包括MSP432初始化配置程序、IIC通信程序、藍(lán)牙4.0通信程序、GSM通信程序等相關(guān)程序設(shè)計。從設(shè)備部分包括MSP430初始化配置程序、藍(lán)牙4.0通信程序及跌倒檢測算法程序設(shè)計。跌倒檢測算法部分,通過分析對比目前成熟跌倒檢測技術(shù)及跌倒識別判斷方法,系統(tǒng)最終采用基于可穿戴式傳感器跌倒檢測技術(shù),并運用閾值判別法進(jìn)行跌倒識別檢測。為了保證跌倒檢測算法的準(zhǔn)確性及可靠性,系統(tǒng)同時采集人體加速度及人體傾角的變化數(shù)據(jù),設(shè)定合理的閾值,組合判斷是否發(fā)生跌倒險情。該算法判斷準(zhǔn)確率高,同時避免了較大的數(shù)據(jù)計算量。通過對本系統(tǒng)的主要功能模塊測試及跌倒模擬實驗,結(jié)果證明:本系統(tǒng)可實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)測人體體征信號變化及用戶當(dāng)前是否發(fā)生跌倒險情,當(dāng)用戶出現(xiàn)任何參數(shù)異常時,系統(tǒng)可及時發(fā)出報警信息并提供相應(yīng)位置信息。系統(tǒng)符合預(yù)期的設(shè)計目標(biāo),具有可穿戴性、實時性、準(zhǔn)確性、智能性等特點,具有較高的理論研究價值及廣闊的應(yīng)用前景。
【圖文】：

1 緒論1 緒論1.1 課題研究背景及意義自 1999 年中國步入人口老齡化社會以來，中國人口老齡化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重�！吨袊淆g社會與養(yǎng)老保障發(fā)展報（2016）》指出，由于中國老年人口基數(shù)大、增長速快的原因，當(dāng)前中國老年人群體逐漸呈現(xiàn)空巢化趨勢[1]。報告同時指出，預(yù)計到 20年，60 歲及以上人群將達(dá)到近 4.4 億人，占中國人口總額的 34％，自此中國開始進(jìn)入深度人口老齡化階段[2]。龐大的人口基數(shù)和老齡化進(jìn)程不斷加重現(xiàn)有醫(yī)療健康系的負(fù)擔(dān)，現(xiàn)有醫(yī)療系統(tǒng)資源使得只有 2％～5％的老人享受到專業(yè)醫(yī)療健康服務(wù)。此外，生活習(xí)慣和情感因素使許多老人更希望和自己的親人一起生活，但依靠年輕人顧家庭的傳統(tǒng)養(yǎng)老模式已經(jīng)不再適用。在這一社會背景下，必然會加快老年人遠(yuǎn)程康監(jiān)護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)研究2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計雖然早期的健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶生理指標(biāo)的監(jiān)測不再受限于在醫(yī)院進(jìn)行但因為體征信號的采集過程仍依靠于專業(yè)儀器且過程中用戶活動范圍有限，仍然無法滿足長時間動態(tài)監(jiān)測用戶體征及有效處理突發(fā)意外的要求[14]。為了更好地解決目前健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中存在的上述問題，本課題致力于研究設(shè)計出一種基于可穿戴設(shè)備的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)的終端設(shè)備是以腕帶為主設(shè)備和腰帶為從設(shè)備形式展現(xiàn)，主從設(shè)備之間采用低功耗藍(lán)牙 4.0 進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信。主設(shè)備腕帶終端主要功能是采集用戶體征信息，并且主設(shè)備上配有 GSM 通信模塊和定位模塊，，為監(jiān)控設(shè)備手機(jī)發(fā)送相關(guān)信息及提供位置信息。從設(shè)備腰帶終端的主要功能是檢測用戶是否發(fā)生跌倒險情。系統(tǒng)在用戶體征信號異�；虺霈F(xiàn)跌倒險情時，須及時發(fā)送報警信息。系統(tǒng)總體設(shè)計方案如圖 2-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP368.33;TP274

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2598160