基于低功耗藍(lán)牙的高性能跌倒檢測系統(tǒng)的研究
發(fā)布時間:2021-04-20 01:10
隨著當(dāng)今社會人口老齡化程度的加深,高齡、失能、空巢老人數(shù)量不斷增長,對老年人的健康安全監(jiān)護(hù)需求日益增加。跌倒是威脅60歲以上老年人健康安全的重要原因之一,跌倒會直接或間接導(dǎo)致老年人傷殘、甚至死亡,嚴(yán)重影響老年人的心理健康,導(dǎo)致老年人生活質(zhì)量下降,因此有效檢測老年人的跌倒,從而減輕跌倒對老年人的傷害,是當(dāng)前老年人的健康安全監(jiān)護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),F(xiàn)有的關(guān)于可穿戴式跌倒檢測系統(tǒng)的研究,多采用單一傳感器的跌倒檢測模式,跌倒檢測的準(zhǔn)確率低,且極易與日常行為活動發(fā)生混淆而產(chǎn)生很高的跌倒誤報率,用戶體驗(yàn)差。如何減小設(shè)備體積、降低功耗、提高跌倒檢測準(zhǔn)確率并降低跌倒誤報率,這些問題是目前穿戴式跌倒檢測系統(tǒng)的研究難點(diǎn)。因此本文的研究目標(biāo)是設(shè)計一款模塊體積小、系統(tǒng)成本低、功耗低、跌倒判斷準(zhǔn)確率高且跌倒誤判率低的可穿戴式跌倒檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用低功耗藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)合腳底薄膜壓力傳感器與腰部三軸加速度傳感器的雙傳感器檢測模式,以期望實(shí)現(xiàn)實(shí)時準(zhǔn)確區(qū)分跌倒與日常行為活動的功能。為了實(shí)現(xiàn)上述的設(shè)計研究目標(biāo),本課題完成了基于腳底薄膜壓力傳感器的腳底壓力檢測模塊和基于三軸加速度傳感器的腰部姿態(tài)檢測模塊的硬件設(shè)計,并完成了系統(tǒng)的...
【文章來源】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 跌倒檢測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 環(huán)境式跌倒檢測系統(tǒng)
1.2.2 可穿戴式跌倒檢測系統(tǒng)
1.3 可穿戴式健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.4 研究目標(biāo)
1.5 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 跌倒檢測系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1 控制器
2.2 傳感器
2.3 無線通信基礎(chǔ)
2.3.1 BLE簡介及體系結(jié)構(gòu)
2.3.2 天線選擇
2.4 室內(nèi)外定位
2.5 本章小結(jié)
第三章 跌倒檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計
3.1 總體結(jié)構(gòu)
3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
3.2.1 腳底壓力檢測模塊
3.2.2 腰部姿態(tài)檢測模塊
3.2.3 微控制器及無線通信模塊
3.2.4 印制電路板繪制
3.2.5 裝配與焊接
3.2.6 硬件測試
3.3 本章小結(jié)
第四章 跌倒檢測算法研究及系統(tǒng)軟件設(shè)計
4.1 跌倒檢測算法背景介紹
4.1.1 跌倒與日常行為活動
4.1.2 跌倒檢測的常用算法
4.2 基于閾值獲取的跌倒檢測算法研究
4.2.1 閾值獲取
4.2.2 算法設(shè)計
4.3 跌倒檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計
4.3.1 腰部姿態(tài)檢測模塊的軟件設(shè)計
4.3.2 腳底壓力檢測模塊的軟件設(shè)計
4.3.3 開發(fā)環(huán)境
4.4 軟件性能測試
4.4.1 腳底壓力檢測模塊相關(guān)性能測試
4.4.2 兩模塊之間的連接性能測試
4.4.3 功耗
4.5 本章小結(jié)
第五章 跌倒檢測系統(tǒng)性能測試
5.1 系統(tǒng)性能測試
5.1.1 測試環(huán)境
5.1.2 被試招募
5.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計
5.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及有效性分析
5.2 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
研究生期間發(fā)表文章
研究生期間申請專利
研究生期間參與的科研項(xiàng)目
致謝
本文編號:3148678
【文章來源】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 跌倒檢測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 環(huán)境式跌倒檢測系統(tǒng)
1.2.2 可穿戴式跌倒檢測系統(tǒng)
1.3 可穿戴式健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.4 研究目標(biāo)
1.5 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 跌倒檢測系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1 控制器
2.2 傳感器
2.3 無線通信基礎(chǔ)
2.3.1 BLE簡介及體系結(jié)構(gòu)
2.3.2 天線選擇
2.4 室內(nèi)外定位
2.5 本章小結(jié)
第三章 跌倒檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計
3.1 總體結(jié)構(gòu)
3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
3.2.1 腳底壓力檢測模塊
3.2.2 腰部姿態(tài)檢測模塊
3.2.3 微控制器及無線通信模塊
3.2.4 印制電路板繪制
3.2.5 裝配與焊接
3.2.6 硬件測試
3.3 本章小結(jié)
第四章 跌倒檢測算法研究及系統(tǒng)軟件設(shè)計
4.1 跌倒檢測算法背景介紹
4.1.1 跌倒與日常行為活動
4.1.2 跌倒檢測的常用算法
4.2 基于閾值獲取的跌倒檢測算法研究
4.2.1 閾值獲取
4.2.2 算法設(shè)計
4.3 跌倒檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計
4.3.1 腰部姿態(tài)檢測模塊的軟件設(shè)計
4.3.2 腳底壓力檢測模塊的軟件設(shè)計
4.3.3 開發(fā)環(huán)境
4.4 軟件性能測試
4.4.1 腳底壓力檢測模塊相關(guān)性能測試
4.4.2 兩模塊之間的連接性能測試
4.4.3 功耗
4.5 本章小結(jié)
第五章 跌倒檢測系統(tǒng)性能測試
5.1 系統(tǒng)性能測試
5.1.1 測試環(huán)境
5.1.2 被試招募
5.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計
5.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及有效性分析
5.2 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
研究生期間發(fā)表文章
研究生期間申請專利
研究生期間參與的科研項(xiàng)目
致謝
本文編號:3148678
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