北大付蔚編著家居物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)與實(shí)踐ch2

第八章

智能醫(yī)療

8.1智能醫(yī)療體系概述8.2智能醫(yī)療的典型設(shè)備8.3智能醫(yī)療的應(yīng)用測(cè)試8.1智能醫(yī)療體系概述智能醫(yī)療是通過打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺(tái)，利用最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間的互動(dòng)，逐步達(dá)到信息化。在不久的將來醫(yī)療行業(yè)將融入更多人工智慧、傳感技術(shù)等高科技，使醫(yī)療服務(wù)走向真正意義的智能化，推動(dòng)醫(yī)療事業(yè)的繁榮發(fā)展。在中國(guó)新醫(yī)改的大背景下，智能醫(yī)療正在走進(jìn)尋常百姓的生活。智能家居的醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如左圖所示。利用ZigBee短距離無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人體生理參數(shù)(心電、血壓、血氧飽和度)的連續(xù)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)，在檢測(cè)人體生理參數(shù)的同時(shí)不影響用戶的正常生活，并且提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。智能家居的醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)佩戴在用戶身體上的傳感器節(jié)點(diǎn)(RFD)檢測(cè)到生理數(shù)據(jù)，對(duì)生理數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，然后利用短距離無線通信技術(shù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(COORD)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器將接收到的生理數(shù)據(jù)通過接口傳輸?shù)郊矣肞C的智能化綜合健康管理軟件匯總、存儲(chǔ)、分析。智能化綜合健康管理軟件將分析結(jié)果通過GPRS數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)時(shí)地傳給用戶家人手機(jī)或遠(yuǎn)端醫(yī)療中心，為用戶提供獨(dú)立、健康、安全、方便、持續(xù)的人性化健康保健服務(wù)，緩解醫(yī)院壓力，促進(jìn)低成本醫(yī)療發(fā)展.8.2智能醫(yī)療的典型設(shè)備8.2.1跌倒監(jiān)測(cè)儀目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)檢測(cè)判斷老人跌倒的技術(shù)主要有：基于視頻監(jiān)控的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)，基于聲學(xué)和振動(dòng)的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)，基于穿戴式傳感器的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)。早期的基于視頻監(jiān)控的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)，其工作原理是通過在家里不同的區(qū)域安裝一個(gè)或幾個(gè)視頻攝像頭，不間斷地捕捉人體運(yùn)動(dòng)的畫面，然后經(jīng)過特別設(shè)計(jì)的圖像處理算法，不斷地分析捕捉到的人體運(yùn)動(dòng)畫面，從圖像分析的結(jié)果中確定是否存在具有跌倒特征的一些圖像特征，從而判斷人體是否發(fā)生跌倒。雖然基于視頻監(jiān)控的方式在一定程度上取得了較好的成果，但是基于視頻的處理算法復(fù)雜，設(shè)備安裝不方便，價(jià)格昂貴，甚至還有泄露家人隱私的威脅?；诼晫W(xué)與振動(dòng)的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)主要通過分析跌倒時(shí)的音頻頻率和振動(dòng)頻率來檢測(cè)判斷被監(jiān)護(hù)人是否發(fā)生了跌倒。雖然有個(gè)別的研究取得了一定的成果，但是，這種監(jiān)測(cè)方法因?yàn)檩^多不可預(yù)料的客觀因素的影響無法得到較好的檢測(cè)精度和檢測(cè)效果。例如，地板材質(zhì)的選擇就是一個(gè)非常棘手和難以克服的問題，因?yàn)椴煌馁|(zhì)的地板在跌倒時(shí)產(chǎn)生的聲響頻率和振動(dòng)頻率都是不一樣的，同時(shí)因?yàn)樗鼈儾馁|(zhì)的不同，聲響頻率和振動(dòng)頻率都是無法統(tǒng)一的，因而這種檢測(cè)方式一般只能作為其他檢測(cè)方法的輔助檢測(cè)方法。基于穿戴式傳感器的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)是指嵌入了微型傳感器的可穿戴的跌倒檢測(cè)設(shè)備，例如，嵌入了加速度傳感器、角度傳感器等的帽子、衣服、鞋、腰帶、首飾等，這種檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體活動(dòng)時(shí)的加速度或者角速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化以及人體姿態(tài)的變化。當(dāng)檢測(cè)到人體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)有改變時(shí)，通過一定的檢測(cè)算法可以判斷人體是否發(fā)生了跌倒。近年來，隨著傳感技術(shù)、微電子和微機(jī)械系統(tǒng)的飛速發(fā)展與成熟，隨著低成本、低功耗的微集成電路技術(shù)的成熟，基于穿戴式傳感器的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展?；贛EMS三維加速度傳感的穿戴式跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)成為目前國(guó)內(nèi)外研究跌倒監(jiān)測(cè)的熱點(diǎn)和主要趨勢(shì)。目前，基于穿戴式傳感器的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)常用的檢測(cè)方法主要有模式識(shí)別的方法和基于加速度閾值判斷的方法，但是模式識(shí)別的方法算法復(fù)雜，設(shè)備要求高，因此本系統(tǒng)最終選擇了閾值判斷的方法。同時(shí)為了降低“漏報(bào)”和“誤報(bào)”的幾率，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的跌倒檢測(cè)設(shè)備還采用了通過身體姿態(tài)變化和輸入按鈕等相結(jié)合的方式來進(jìn)行輔助判斷。我們?cè)O(shè)計(jì)的跌倒檢測(cè)報(bào)警遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要由三大部分組成：本地跌倒監(jiān)護(hù)報(bào)警終端(跌倒檢測(cè)儀)、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端和兩者間的通信網(wǎng)絡(luò)。本地跌倒監(jiān)護(hù)報(bào)警終端：主要負(fù)責(zé)對(duì)人體加速度和姿態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到佩戴者發(fā)生跌倒后，自動(dòng)進(jìn)行本地聲光預(yù)警，在自動(dòng)聲光預(yù)警結(jié)束后自動(dòng)地發(fā)送遠(yuǎn)程報(bào)警信息。并且跌倒檢測(cè)儀還具有危急情況主動(dòng)求救功能。通信網(wǎng)絡(luò)：這里選用了GPRS和兩種通信網(wǎng)絡(luò)組成。GPRS網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)將報(bào)警信息以短信或電話的方式通知家人和醫(yī)院；網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將跌倒報(bào)警信息發(fā)送至智能家居遠(yuǎn)程服務(wù)器上，并通過遠(yuǎn)程服務(wù)器將報(bào)警信息發(fā)送至智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)上和遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端如手機(jī)或者PDA上。遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端：由手機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)、PDA等組成。手機(jī)用于及時(shí)接收短信或者來自智能家居服務(wù)器的報(bào)警信息；遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)和PDA用于接收來自智能家居服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的跌倒報(bào)警信息，并實(shí)時(shí)地在監(jiān)控主頁(yè)上進(jìn)行報(bào)警提示和報(bào)警信息的存儲(chǔ)，以便在老人跌倒后進(jìn)行及時(shí)救助。遠(yuǎn)程跌倒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的拓?fù)鋱D如左圖所示。遠(yuǎn)程跌倒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)體拓?fù)?.2.2體征監(jiān)測(cè)儀心電、體溫和脈搏等生理參數(shù)是人體最重要、最基本的生命指征。對(duì)這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)有助于醫(yī)務(wù)工作者在野外、家庭急救及監(jiān)護(hù)中對(duì)有生命危險(xiǎn)的傷病員進(jìn)行及時(shí)有效的救治，因此在生活中具有廣泛的需求?，F(xiàn)有的監(jiān)測(cè)儀器多數(shù)體積較大，智能化程度不高，難以應(yīng)用在野外及家庭等急救場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)應(yīng)用最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種智能化、便攜式、低功耗的三參數(shù)監(jiān)測(cè)儀。該檢測(cè)儀可以實(shí)時(shí)的、連續(xù)的、長(zhǎng)時(shí)間地監(jiān)測(cè)病人的心電、體溫和脈搏等生理參數(shù)，并可通過室內(nèi)終端或遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端遠(yuǎn)程查看病人的生理參數(shù)，方便監(jiān)護(hù)人實(shí)時(shí)了解病人的身體健康情況，非常適合于家庭中老年人的健康監(jiān)測(cè)。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“theinternetofthings”，簡(jiǎn)稱IOT。物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過各類的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過程的智能化感知、識(shí)別和管理。開發(fā)家庭智能醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，符合當(dāng)今社會(huì)關(guān)注健康的主題，同時(shí)為家人的健康購(gòu)買了一份價(jià)格低廉但非常實(shí)用的保險(xiǎn)，特別是家庭老人的健康，可以讓我們時(shí)刻知道家人特別是家庭老人和家庭病人的身體情況，符合當(dāng)今社會(huì)的需求。我國(guó)是一個(gè)心腦血管疾病高發(fā)的國(guó)家，每年心源性猝死的總?cè)藬?shù)高達(dá)54萬人，目前醫(yī)療界認(rèn)為在溫度正常的環(huán)境中，一位猝死的患者只有在4分鐘內(nèi)得到及時(shí)的復(fù)蘇，才有望生還，一位突發(fā)心腦血管疾病的患者在疾病初期能夠得到及時(shí)救治，會(huì)大大提高治愈率，而我國(guó)在家庭急救方面和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家因?yàn)橛屑彝ブ苯优c急救聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)，有效地提高了院外高危人員的生存率，從現(xiàn)有資料看，全世界每年死于心血管病的病人超過1500萬，其中冠心病是死亡的主要原因，美國(guó)每年發(fā)生心臟性猝死的病人約35萬人，大約70%心臟驟停發(fā)生在院外，在70至80年代美國(guó)復(fù)蘇成功率為1.2%～1.8%，近年復(fù)蘇成功率逐漸上升，個(gè)別地區(qū)院外心臟驟停復(fù)蘇成功率達(dá)54%，我國(guó)心臟猝死的病人占死亡總?cè)藬?shù)的5%，總體復(fù)蘇成功率只在1.2%～1.4%。北京1990年1月～1994年5月急救的猝死病例中，發(fā)病地點(diǎn)以家庭為主，為87.80%，復(fù)蘇成功率僅為2.58%，此外，發(fā)達(dá)國(guó)家的心肺復(fù)蘇普及率已達(dá)25%以上，而我國(guó)不及1%。面對(duì)這樣殘酷的現(xiàn)實(shí)，如果我國(guó)現(xiàn)有的急救方式?jīng)]有有效地改進(jìn)，急救理念得不到更新，那么在現(xiàn)實(shí)生活中這樣的悲劇就可能還會(huì)發(fā)生在我們的身邊目前，國(guó)內(nèi)120急救中心采用的仍是120人工電話報(bào)警，120接到報(bào)警后再采用相應(yīng)的急救措施。仔細(xì)分析，此種報(bào)警方式存在著弊端。如果患者疾病突發(fā)性快，活動(dòng)能力受阻，如何快速地、準(zhǔn)確定位地報(bào)警至120急救中心是現(xiàn)在亟待解決的重要問題，由于衛(wèi)星地面站定位系統(tǒng)價(jià)格昂貴，不適合中國(guó)國(guó)情，因此中國(guó)老百姓需要的是一種高技術(shù)、低價(jià)位、性能可靠的家庭無線體征監(jiān)測(cè)儀。本發(fā)明的目的是：通過將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到家庭無線智能醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)診斷，具有人性化的家庭無線體征監(jiān)測(cè)儀。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作主要包括：(1)設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，把系統(tǒng)化分為3個(gè)部分：體域網(wǎng)、本地網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。(2)根據(jù)無線傳感器的接口，設(shè)計(jì)本地網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，從體域網(wǎng)傳來的生理數(shù)據(jù)通過本地網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)后發(fā)送到控制中心。(3)設(shè)計(jì)信息管理平臺(tái)，通過將身體的脈搏、心率、體溫等生理參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。該系統(tǒng)包括：無線脈搏傳感器、無線心電傳感器、無線體溫傳感器、家庭多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)、家庭服務(wù)器、家庭控制顯示終端、遠(yuǎn)程PC、3G手機(jī)。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如右圖所示。家庭無線體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拓?fù)鋱D無線脈搏監(jiān)測(cè)儀：通過檢測(cè)人的脈搏，實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。無線心電監(jiān)測(cè)儀：通過檢測(cè)人的心電，得到人的心電圖，從心電圖中了解人的心率、血壓等生理特征值。無線體溫監(jiān)測(cè)儀：通過檢測(cè)人的體溫，實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。家庭多協(xié)議無線網(wǎng)關(guān)：支持接收多種無線協(xié)議的數(shù)據(jù)格式，通過對(duì)各種無線協(xié)議數(shù)據(jù)解析后，把人的生理數(shù)據(jù)封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式發(fā)送給樓層交換機(jī)。樓層交換機(jī)：實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的交換，與無線網(wǎng)關(guān)通過RJ45網(wǎng)線連接，同時(shí)通過RJ45網(wǎng)線連接室內(nèi)監(jiān)控終端和本地服務(wù)器，把以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式的人的生理參數(shù)信息發(fā)送給家庭服務(wù)器和室內(nèi)監(jiān)控終端進(jìn)行數(shù)據(jù)解析、處理、存儲(chǔ)。家庭服務(wù)器：通過高性能存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)，把人的生理信息數(shù)據(jù)高效、可靠地組織起來，為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問提供智能的支撐平臺(tái)。家庭控制顯示終端：從樓層交換機(jī)接收所述的人的各種生理參數(shù)信息，并對(duì)所述的各種生理信息進(jìn)行顯示，如脈搏、心率、體溫。遠(yuǎn)程PC：通過互聯(lián)網(wǎng)或者WiFi訪問家庭網(wǎng)頁(yè)，監(jiān)控家中的老人或病人的各種基本的生理參數(shù)信息，及時(shí)了解家中老人或病人的身體狀況。3G手機(jī)：運(yùn)行自主開發(fā)的android客戶端程序，通過3G、LTE或者WiFi監(jiān)控家中的老人或病人的生理信息。本設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)實(shí)實(shí)例例的的有有益益效效果果在在于于采采用用物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的的四四層層網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)(感知知識(shí)識(shí)別別層層、、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)構(gòu)構(gòu)建建層層、、管管理理服服務(wù)務(wù)層層和和綜綜合合應(yīng)應(yīng)用用層層，，自自主主開開發(fā)發(fā)多多無無線線模模塊塊可可跟跟換換的的家家庭庭無無線線智智能能醫(yī)醫(yī)療療監(jiān)監(jiān)控控系系統(tǒng)統(tǒng)，，通通過過對(duì)對(duì)家家中中老老人人或或病病人人的的各各種種基基本本生生理理參參數(shù)數(shù)信信息息的的檢檢測(cè)測(cè)，，實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)了了解解家家中中老老人人或或病病人人的的身身體體狀狀況況，，從從而而實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的的感感知知識(shí)識(shí)別別層層功功能能。。家庭庭無無線線智智能能醫(yī)醫(yī)療療監(jiān)監(jiān)控控系系統(tǒng)統(tǒng)可可通通過過多多種種無無線線協(xié)協(xié)議議(6LOWPAN、zigbee、藍(lán)藍(lán)牙牙、、WIPA、WIFI)將傳傳感感器器監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)到到的的家家中中老老人人或或病病人人的的各各種種基基本本生生理理參參數(shù)數(shù)信信息息發(fā)發(fā)送送給給無無線線網(wǎng)網(wǎng)關(guān)關(guān)，，無無線線網(wǎng)網(wǎng)關(guān)關(guān)用用RJ45接口口通通過過以以太太網(wǎng)網(wǎng)把把數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)發(fā)送送給給樓樓層層交交換換機(jī)機(jī)，，樓樓層層交交換換機(jī)機(jī)再再把把數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)給給本本地地服服務(wù)務(wù)器器和和家家庭庭顯顯示示終終端端，，同同時(shí)時(shí)通通過過本本地地服服務(wù)務(wù)器器把把各各種種生生理理參參數(shù)數(shù)信信息息傳傳送送到到互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)，，這這樣樣就就可可以以通通過過網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)頁(yè)訪訪問問或或者者3G手機(jī)機(jī)訪訪問問的的方方式式來來了了解解家家中中老老人人或或病病人人的的身身體體狀狀況況，，同同時(shí)時(shí)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)構(gòu)構(gòu)建建層層的的功功能能(網(wǎng)絡(luò)絡(luò)構(gòu)構(gòu)建建層層的的主主要要作作用用是是把把感感知知識(shí)識(shí)別別層層數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)接接入入互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng))。在本本系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，樓樓層層交交換換機(jī)機(jī)把把家家中中老老人人或或病病人人的的各各種種生生理理參參數(shù)數(shù)信信息息發(fā)發(fā)送送給給本本地地服服務(wù)務(wù)器器和和家家庭庭顯顯示示終終端端進(jìn)進(jìn)行行數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)存存儲(chǔ)儲(chǔ)和和處處理理來來實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)管管理理服服務(wù)務(wù)層層(管理理服服務(wù)務(wù)層層將將大大規(guī)規(guī)模模數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)高高校校，，可可靠靠地地組組織織起起來來，，為為上上層層行行業(yè)業(yè)應(yīng)應(yīng)用用提提供供智智能能的的支支撐撐平平臺(tái)臺(tái))。家庭庭顯顯示示終終端端和和本本地地服服務(wù)務(wù)器器在在接接收收到到傳傳感感器器的的生生理理參參數(shù)數(shù)信信息息后后，，通通過過解解析析處處理理存存儲(chǔ)儲(chǔ)，，我我們們可可以以通通過過LCD液晶晶屏屏和和遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)頁(yè)實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)了了解解家家中中老老人人或或病病人人的的身身體體狀狀況況，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)家家庭庭醫(yī)醫(yī)療療智智能能監(jiān)監(jiān)控控，，及及實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了了物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的的綜綜合合應(yīng)應(yīng)用用層層(互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)最最初初用用來來實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)之之間間通通信信，，進(jìn)進(jìn)而而發(fā)發(fā)展展到到以以人人為為主主體體的的用用戶戶，，現(xiàn)現(xiàn)在在正正朝朝物物物物互互聯(lián)聯(lián)的的這這一一目目標(biāo)標(biāo)前前進(jìn)進(jìn))。家庭庭無無線線智智能能醫(yī)醫(yī)療療監(jiān)監(jiān)控控系系統(tǒng)統(tǒng)的工工作作環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)主主要要分分為為3個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)：：生生理理參參數(shù)數(shù)收收集集、、遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程監(jiān)監(jiān)控控、、信信息息管管理理。。生生理理參參數(shù)數(shù)收收集集主主要要包包括括生生理理參參數(shù)數(shù)采采集集和和生生理理參參數(shù)數(shù)發(fā)發(fā)送送，，遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程監(jiān)監(jiān)控控主主要要包包括括生生理理參參數(shù)數(shù)輸輸入入檢檢測(cè)測(cè)、、生生理理參參數(shù)數(shù)評(píng)評(píng)估估、、警警告告反反饋饋和和遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程監(jiān)監(jiān)控控，，信信息息管管理理主主要要包包括括設(shè)設(shè)備備管管理理和和生生理理參參數(shù)數(shù)管管理理。。結(jié)構(gòu)框圖圖如左圖所示。家庭無線線體征監(jiān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)框框圖生理參數(shù)數(shù)采集：：信息采采集是自自動(dòng)采取取，間隔隔采樣；；采集的的信息主主要是人人的生理理信息，，如脈搏搏、心率率、體溫溫；信息息采集的的頻率應(yīng)應(yīng)該是可可控的，，可以在在一定的的范圍內(nèi)內(nèi)調(diào)整。。生理參數(shù)數(shù)發(fā)送：：采集到到的生理理參數(shù)信信息及時(shí)時(shí)的發(fā)送送給家庭庭網(wǎng)關(guān)，，進(jìn)而傳傳送給服服務(wù)器。。生理參數(shù)數(shù)輸入檢檢測(cè)：對(duì)對(duì)生理參參數(shù)的內(nèi)內(nèi)容進(jìn)行行初步檢檢測(cè)，如如果生理理參數(shù)值值達(dá)到人人體可能能范圍之之外，說說明這個(gè)個(gè)參數(shù)值值是錯(cuò)誤誤的，不不應(yīng)該對(duì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行入庫(kù)庫(kù)。生理參數(shù)數(shù)評(píng)估：：系統(tǒng)提提供相應(yīng)應(yīng)的生理理參數(shù)指指標(biāo)，結(jié)結(jié)合生理理參數(shù)指指標(biāo)對(duì)輸輸入的生生理參數(shù)數(shù)信息進(jìn)進(jìn)行評(píng)估估，看是是否符合合正常的的要求。。警告反饋饋：如果果測(cè)得的的生理參參數(shù)信息息出現(xiàn)異異常，系系統(tǒng)會(huì)及及時(shí)地發(fā)發(fā)出警告告，將警警告告知知遠(yuǎn)程監(jiān)監(jiān)控終端端或室內(nèi)內(nèi)可視監(jiān)監(jiān)控終端端，同時(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)報(bào)警聲。。遠(yuǎn)程監(jiān)控控：通過過遠(yuǎn)程的的服務(wù)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)或3G手機(jī)實(shí)時(shí)時(shí)地監(jiān)控控人體生生理參數(shù)數(shù)的變化化，實(shí)時(shí)時(shí)了解人人的各種種生理參參數(shù)信息息。信息管理理：對(duì)所所需各種種監(jiān)控設(shè)設(shè)備的管管理和對(duì)對(duì)所測(cè)得得的各種種參數(shù)信信息進(jìn)行行管理。。在本物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)家庭庭醫(yī)療監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)中，正正是利用用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)感知識(shí)識(shí)別普適適化、異異構(gòu)設(shè)備備互聯(lián)化化、管理理調(diào)控智智能化等等特點(diǎn)，，來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了家中中老人或或病人各各種生理理信息的的采集，，通過互互聯(lián)網(wǎng)、、電信網(wǎng)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)家中中老人或或病人的的實(shí)時(shí)監(jiān)監(jiān)控，了了解他們們的身體體狀況。。8.3智能醫(yī)療療的應(yīng)用用測(cè)試設(shè)備選型型和性能能1．跌倒監(jiān)監(jiān)測(cè)儀選選型和性性能跌倒檢測(cè)測(cè)儀硬件件部分主主要包括括核心處處理模塊塊、加速速度信息息采集模模塊、聲聲光報(bào)警警模塊、、按鍵輸輸入模塊塊、無線線傳感器器網(wǎng)絡(luò)通通信模塊塊、GPRS通信模塊塊、系統(tǒng)統(tǒng)電源模模塊。系統(tǒng)硬件件結(jié)構(gòu)見見左圖所示。跌倒監(jiān)測(cè)測(cè)儀系統(tǒng)統(tǒng)硬件結(jié)結(jié)構(gòu)圖加速度信信息采集集模塊負(fù)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)時(shí)采集人人體加速速度信息息；聲光光報(bào)警模模塊主要要進(jìn)行本本地聲光光報(bào)警；；按鍵輸輸入模塊塊負(fù)責(zé)在在本地聲聲光報(bào)警警時(shí)進(jìn)行行取消報(bào)報(bào)警或者者系統(tǒng)出出現(xiàn)漏報(bào)報(bào)時(shí)進(jìn)行行主動(dòng)報(bào)報(bào)警；無無線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信模模塊和GPRS通信模塊塊主要負(fù)負(fù)責(zé)本地地聲光報(bào)報(bào)警后遠(yuǎn)遠(yuǎn)程報(bào)警警信息的的發(fā)送；；核心處處理器負(fù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)信息的的處理，，以及相相應(yīng)功能能的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)；電源源模塊為為其他模模塊供電電。核心處理理器采用用的是TI公司的LM3S1138處理器。。該處理理器是一一款32位采用ARMCortex?-M3內(nèi)核(ARMv7M架構(gòu))、兼容Thumb-2指令集、、具有3個(gè)完全可可編程且且支持IrDA的UART、工作頻頻率達(dá)50MHz的高性能能低價(jià)格格處理器器，廣泛泛應(yīng)用于于各種降降低成本本并對(duì)性性能有一一定要求求的解決決方案中中。加速度信信息采集集模塊采采用的是是美國(guó)ADI公司的ADXL345三軸加速速度傳感感器，該該傳感器器感知加加速度的的范圍大大、感應(yīng)應(yīng)精度高高，滿足足測(cè)量人人體各種種運(yùn)動(dòng)中中加速度度變化的的范圍與與精度要要求。加加速度傳傳感器ADXL345的控制和和使用主主要通過過操作傳傳感器內(nèi)內(nèi)部的寄寄存器。。讀取3個(gè)軸上的的加速度度分量可可以通過過IIC接口和SPI接口。因因?yàn)槿梭w體運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)加速度度變化的的帶寬約約為20Hz，所以這這里選擇擇的采樣樣帶寬為為50Hz，對(duì)應(yīng)的的加速度度采樣數(shù)數(shù)據(jù)的輸輸出頻率率為100Hz。因此這這里采用用IIC接口的方方式與核核心處理理器通信信。加速速度信息息采集模模塊的接接口電路路見左圖所示。加速度傳傳感器接接口電路路GPRS通信模塊塊采用的的是華為為的EM310通信模塊塊。在本本系統(tǒng)中中用于實(shí)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)護(hù)端短信信通信。。EM310模塊共有有50個(gè)引腳，，引腳的的接口包包括了EM310與外界相相連接的的所有接接口，包包括電源源部分、、數(shù)據(jù)通通信部分分、語音音通信部部分以及及狀態(tài)指指示部分分。本系系統(tǒng)不涉涉及語音音通信，，實(shí)現(xiàn)的的主要功功能是數(shù)數(shù)據(jù)通信信主要包包括了GPRS模塊的SIM卡與遠(yuǎn)程程用戶的的手機(jī)通通信，以以及GPRS模塊與系系統(tǒng)核心心處理器器之間的的串口通信。模模塊的接接口電路路如左圖所示。EM310接口電路路跌倒監(jiān)測(cè)測(cè)儀核心板的的PCB及其實(shí)物物圖如下下所示：：跌倒監(jiān)測(cè)測(cè)儀實(shí)物物圖跌倒監(jiān)測(cè)測(cè)儀核心板PCB圖2．體征監(jiān)監(jiān)測(cè)儀選選型和性性能硬件框圖圖主要包包括：CPU處理器(CC2430核處理器器，芯片片內(nèi)部包包含無線線模塊接接口)，電源模模塊，數(shù)數(shù)據(jù)采集集模塊(無線脈搏搏傳感器器、無線線心電傳傳感器、、無線體體溫傳感感器)，數(shù)據(jù)存存儲(chǔ)模塊塊。硬件框圖圖如下圖所示。無線體征征監(jiān)測(cè)儀儀硬件框框圖CC2430核處理器器是一顆顆真正的的系統(tǒng)芯芯片(SoC)CMOS解決方案案。這種種解決方方案能夠夠提高性性能并滿滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的的2.4GHzISM波段應(yīng)用用以及對(duì)對(duì)低成本本、低功功耗的要要求。它它結(jié)合一一個(gè)高性性能2.4GHzDSSS(直接序列列擴(kuò)頻)射頻收發(fā)發(fā)器核心心和一顆顆工業(yè)級(jí)級(jí)小巧高高效的8051控制器。。CC2430的設(shè)計(jì)結(jié)結(jié)合了8Kbyte的RAM及強(qiáng)大的的外圍模模塊，并并且有3種不同的的版本，，他們是是根據(jù)不不同的閃閃存空間間32、64和128kByte來優(yōu)化復(fù)復(fù)雜度與與成本的的組合。。CC2430芯片沿用用了以往往CC2420芯片的架架構(gòu)，在在單個(gè)芯芯片上整整合了ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)內(nèi)存和微微控制器器。它使使用1個(gè)8位MCU(8051)，具有32/64/128KB可編程閃閃存和8KB的RAM，還包含含模擬數(shù)數(shù)字轉(zhuǎn)換換器(ADC)、幾個(gè)定定時(shí)器(Timer)、AES128協(xié)同處理理器、看看門狗定定時(shí)器(WatchdogTimer)、32kHz晶振的休休眠模式式定時(shí)器器、上電電復(fù)位電電路(PowerOnReset)、掉電檢檢測(cè)電路路(BrownOutDetection)以及21個(gè)可編程程I/O引腳。CC2430外圍電路路原理圖圖如左圖所示。CC2430外圍電路路原理圖圖此產(chǎn)品心心電監(jiān)測(cè)測(cè)采用綜綜合II導(dǎo)聯(lián)，佩佩戴時(shí)，，將負(fù)極極電極片片安放在在右鎖骨骨中點(diǎn)下下緣，正正極電極極片安放放在左腋腋前線第第四肋間間，接地地電極安安放在劍劍突下偏偏右，三三片電極極片分別別通過三三根心電電導(dǎo)聯(lián)線線將實(shí)時(shí)時(shí)采集的的心電數(shù)數(shù)據(jù)送給給心電信信號(hào)處理理模塊，，該心電電信號(hào)處處理模塊塊包括依依次連接接著導(dǎo)聯(lián)聯(lián)線的放放大器、、濾波器器、模數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換器器，以及及與放大大器電性性相連接接的時(shí)間間常數(shù)模模塊，采采集到的的人體電電信號(hào)經(jīng)經(jīng)過信號(hào)號(hào)處理模模塊中的的放大、、濾波、、模數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換后，，由該處處理模塊塊的智能能化軟件件進(jìn)行數(shù)數(shù)字濾波波、波形形識(shí)別，，最后將將二進(jìn)制制心電數(shù)數(shù)據(jù)通過過串口傳傳送給嵌嵌入式處處理器。。本產(chǎn)品使使用的體體溫傳感感器是一一種高精精度的鉑鉑電阻，，其阻值值隨著人人體體溫溫值的變變化而變變化，經(jīng)經(jīng)采樣電電路后將將電阻值值轉(zhuǎn)換成成電壓值值，再經(jīng)經(jīng)過放大大和濾波波電路，，將電壓壓信號(hào)傳傳送給嵌嵌入式處處理器的的指定模模數(shù)轉(zhuǎn)換換引腳，，將體溫溫模擬量量轉(zhuǎn)換成成數(shù)字量量體溫值值。脈搏傳傳感器器是一一種壓壓電式式小型型壓力力傳感感器，，當(dāng)檢檢測(cè)到到脈搏搏跳動(dòng)動(dòng)時(shí)，，動(dòng)態(tài)態(tài)壓力力信號(hào)號(hào)通過過薄膜膜變成成電荷荷量，，再經(jīng)經(jīng)過放放大電電路和和濾波波電路路轉(zhuǎn)換換成2.7V電壓信信號(hào)輸輸出給給嵌入入式處處理器器的指指定I/O口，通通過軟軟件計(jì)計(jì)數(shù)的的方法法便可可計(jì)算算出脈脈搏值值。本產(chǎn)品品使用用的體體溫傳傳感器器是一一種高高精度度的鉑鉑電阻阻，其其阻值值隨著著人體體體溫溫值的的變化化而變變化，，經(jīng)采采樣電電路后后將電電阻值值轉(zhuǎn)換換成電電壓值值，再再經(jīng)過過放大大和濾濾波電電路，，將電電壓信信號(hào)傳傳送給給嵌入入式處處理器器的指指定模模數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換引引腳，，將體體溫模模擬量量轉(zhuǎn)換換成數(shù)數(shù)字量量體溫溫值。。脈搏傳傳感器器是一一種壓壓電式式小型型壓力力傳感感器，，當(dāng)檢檢測(cè)到到脈搏搏跳動(dòng)動(dòng)時(shí)，，動(dòng)態(tài)態(tài)壓力力信號(hào)號(hào)通過過薄膜膜變成成電荷荷量，，再經(jīng)經(jīng)過放放大電電路和和濾波波電路路轉(zhuǎn)換換成2.7V電壓信信號(hào)輸輸出給給嵌入入式處處理器器的指指定I/O口，通通過軟軟件計(jì)計(jì)數(shù)的的方法法便可可計(jì)算算出脈脈搏值值。產(chǎn)品底底板PCB圖和實(shí)實(shí)物圖圖如下圖所示。。無線體體征檢檢測(cè)實(shí)實(shí)物圖圖及底底板PCB圖系統(tǒng)搭搭建數(shù)據(jù)信信息可可以通通過無無線協(xié)協(xié)議通過無無線路路由發(fā)發(fā)送給給家庭庭無線線網(wǎng)關(guān)關(guān)。家家庭無無線網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將將數(shù)據(jù)據(jù)信息息進(jìn)行行協(xié)議議轉(zhuǎn)換換成以以太網(wǎng)網(wǎng)數(shù)據(jù)據(jù)幀格格式后后通過過交換換機(jī)將將數(shù)據(jù)據(jù)幀轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給給本地地服務(wù)務(wù)器。。本地地服務(wù)務(wù)器同同樣通通過以以太網(wǎng)網(wǎng)獲取取到跌跌倒信信息以以及心心電脈脈搏信信息，，對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)幀幀進(jìn)行行解析析后存存儲(chǔ)在在本地地后臺(tái)臺(tái)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)，，同時(shí)時(shí)構(gòu)建建遠(yuǎn)程程訪問問網(wǎng)頁(yè)頁(yè)，這這樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)程計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)、3G手機(jī)、、平板板計(jì)算算機(jī)在在能夠夠上網(wǎng)網(wǎng)的情情況下下，通通過TCP/IP訪問本本地服服務(wù)器器獲取取跌倒倒信息息以及及心電電脈搏搏信息息的數(shù)數(shù)據(jù)以以及發(fā)發(fā)送控控制命命令，，控制制命令令通過過本地地服務(wù)務(wù)器由由以太太網(wǎng)發(fā)發(fā)送給給家庭庭多功功能無無線網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，，由網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)發(fā)送給給無線線路由由，再再發(fā)送送給跌跌倒儀儀以及及心電電脈搏搏檢測(cè)測(cè)儀解解析控控制命命令并并執(zhí)行行操作作，這這樣就就實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的的跌倒倒信息息以及及心電電脈搏搏信息息和遠(yuǎn)遠(yuǎn)程信信息監(jiān)監(jiān)控。左圖為為智能能醫(yī)療療系統(tǒng)統(tǒng)搭建建圖。。智能醫(yī)醫(yī)療系系統(tǒng)搭搭建圖圖8.3智能醫(yī)醫(yī)療的的應(yīng)用用測(cè)試試系統(tǒng)測(cè)測(cè)試及及驗(yàn)證證針對(duì)跌跌倒檢檢測(cè)儀儀和心心電脈脈搏檢檢測(cè)儀儀的硬硬件首首先對(duì)對(duì)其完完成了了高低低溫測(cè)測(cè)試。。測(cè)試試地點(diǎn)點(diǎn)選擇擇在重重慶郵郵電大大學(xué)自自動(dòng)化化學(xué)院院工程程實(shí)訓(xùn)訓(xùn)中心心。測(cè)測(cè)試平平臺(tái)采采用的的是重重慶漢漢巴試試驗(yàn)設(shè)設(shè)備有有限公公司(HANBA)生產(chǎn)的的高低低溫濕濕熱試試驗(yàn)箱箱，型型號(hào)為為HUT703P，該儀儀器是是參照照GB10586-89濕熱試試驗(yàn)箱箱相應(yīng)應(yīng)技術(shù)術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)的。?？梢砸詫?duì)設(shè)設(shè)備整整體(或部件件)、儀器器、材材料等等物件件做溫溫濕度度檢測(cè)測(cè)試驗(yàn)驗(yàn)、高高低溫溫例行行試驗(yàn)驗(yàn)、耐耐寒試試驗(yàn)，，以便便檢測(cè)測(cè)被測(cè)測(cè)品的的適應(yīng)應(yīng)性或或?qū)υ囋囼?yàn)品品的性性能做做出評(píng)評(píng)價(jià)。。在高低低溫測(cè)測(cè)試中中，分分為高高溫和和低溫溫兩個(gè)個(gè)流程程來完完成：：①低低溫測(cè)測(cè)試。。測(cè)試試溫度度范圍圍是：：-40℃～0℃，采采用定定值運(yùn)運(yùn)行模模式，，測(cè)試試時(shí)間間為30分鐘；；②高高溫測(cè)測(cè)試。。溫度度范圍圍：0℃～80℃，同同樣采采用定定值運(yùn)運(yùn)行模模式，，測(cè)試試時(shí)間間為30分鐘。左圖為設(shè)備備正在測(cè)測(cè)試儀儀器中中進(jìn)行行測(cè)試試。高低溫溫測(cè)試試圖測(cè)試過過程。。首先先在測(cè)測(cè)試之之前將將跌倒倒檢測(cè)測(cè)儀和和心電電脈搏搏檢測(cè)測(cè)儀進(jìn)進(jìn)行上上電工工作測(cè)測(cè)試確確保測(cè)測(cè)試前前是能能正常常工作作的。。然后后將其其放入入高低低溫測(cè)測(cè)試儀儀中分分別進(jìn)進(jìn)行低低溫和和高溫溫測(cè)試試，在在低溫溫測(cè)試試完后后，再再次打打開設(shè)設(shè)備檢檢查其其是否否能正正常工工作，，通過過檢測(cè)測(cè)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，經(jīng)經(jīng)過低低溫測(cè)測(cè)試后后的跌跌倒檢檢測(cè)儀儀和心心電脈脈搏檢檢測(cè)儀儀依然然能正正常工工作，，說明明其低低溫檢檢測(cè)通通過。。然后后再進(jìn)進(jìn)行高高溫測(cè)測(cè)試，，將測(cè)測(cè)試溫溫度設(shè)設(shè)置為為0℃～80℃，同同樣在在測(cè)試試前確確保設(shè)設(shè)備能能正常常工作作，經(jīng)經(jīng)過三三十分分鐘的的測(cè)試試后，，拿出出設(shè)備備再次次檢測(cè)測(cè)其是是否能能正常常工作作，通通過檢檢測(cè)發(fā)發(fā)現(xiàn)在在經(jīng)過過高溫溫測(cè)試試后的的跌倒倒檢測(cè)測(cè)儀和和心電電脈搏搏檢測(cè)測(cè)儀依依然能能正常常工作作，因因此說說明它它通過過了高高溫測(cè)測(cè)試。。1)設(shè)備測(cè)測(cè)試針對(duì)跌跌倒檢檢測(cè)儀儀，根根據(jù)中中華人人民共共和國(guó)國(guó)國(guó)家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)GB/T2423.8-1995(電工電電子產(chǎn)產(chǎn)品環(huán)環(huán)境試試驗(yàn)，，第二二部分分：試試驗(yàn)方方法，，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)Ed：自由由跌落落)對(duì)其做做了自自由跌跌落測(cè)測(cè)試，，測(cè)試試的目目的主主要是是為了了測(cè)試試設(shè)備備的外外殼的的耐用用程度度和內(nèi)內(nèi)部硬硬件設(shè)設(shè)備的的抗摔摔性能能。測(cè)測(cè)試地地點(diǎn)選選擇在在重慶慶郵電電大學(xué)學(xué)自動(dòng)動(dòng)化學(xué)學(xué)院工工程實(shí)實(shí)訓(xùn)中中心。。測(cè)試試平臺(tái)臺(tái)采用用的是是重慶慶漢巴巴試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)備備有限限公司司(HANBA)生產(chǎn)的的單翼翼手機(jī)機(jī)跌落落試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)，，型號(hào)號(hào)為WD-DY-1500。該單單翼手手機(jī)跌跌落試試驗(yàn)機(jī)機(jī)，可可以對(duì)對(duì)設(shè)備備進(jìn)行行設(shè)定定高度度的自自由跌跌落測(cè)測(cè)試。。下圖為設(shè)備備跌落落測(cè)試試過程程。(a)跌落試試驗(yàn)機(jī)機(jī)(b)設(shè)定高高度(c)設(shè)備正正在跌跌落根據(jù)跌跌落測(cè)測(cè)試標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB/T2423.8-1995并結(jié)合合設(shè)備備的實(shí)實(shí)際應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)場(chǎng)景，，這里里共進(jìn)進(jìn)行了了3種高度度的測(cè)測(cè)試，，這3種高度度分別別為900mm、1000mm、1200mm。針對(duì)對(duì)內(nèi)部部硬件件設(shè)備備的抗抗摔性性能測(cè)測(cè)試，，每種種高度度分別別進(jìn)行行了50次跌落落測(cè)試試，共共150次測(cè)試試。針針對(duì)設(shè)設(shè)備外外殼的的耐摔摔程度度的測(cè)測(cè)試，，對(duì)設(shè)設(shè)備的的外殼殼的““面””進(jìn)行行了高高度為為900mm的15次測(cè)試試和高高度為為1200mm的5次“棱棱”的的跌落落測(cè)試試。在測(cè)試試過程程中針針對(duì)每每種跌跌落高高度，，設(shè)備備每跌跌落5次就進(jìn)進(jìn)行一一次功功能測(cè)測(cè)試，，看跌跌落后后設(shè)備備是否否還能能正常常工作作。通過測(cè)測(cè)試過過程發(fā)發(fā)現(xiàn)，，在3種高度度的共共150次測(cè)試試中，，設(shè)備備的內(nèi)內(nèi)部硬硬件結(jié)結(jié)構(gòu)沒沒有被被摔壞壞，在在150次跌落落測(cè)試試后設(shè)設(shè)備仍仍然能能正常常工作作。在在設(shè)備備的外外殼的的“面面”的的測(cè)試試中，，在高高度為為900mm的外殼殼“面面”的的測(cè)試試中，，測(cè)試試到第第15次時(shí)設(shè)設(shè)備的的外殼殼的蓋蓋子被被摔開開，但但是扣扣上后后仍然然完好好。在在針對(duì)對(duì)設(shè)備備外殼殼“棱棱”的的高度度為1200mm在5次測(cè)試試中，，在第第4次跌落落時(shí)設(shè)設(shè)備外外殼的的菱角角被摔摔裂。。因此通通過測(cè)測(cè)試表表明，，跌倒倒檢測(cè)測(cè)儀的的內(nèi)部部硬件件結(jié)構(gòu)構(gòu)通過過了跌跌落測(cè)測(cè)試，，但是是設(shè)備備外殼殼的耐耐摔性性能并并不是是很好好，如如果要要加強(qiáng)強(qiáng)外殼殼的耐耐摔性性，可可以通通過訂訂制硅硅膠外外殼的的方式式提高高其耐耐摔性性能。。2)設(shè)備電磁兼兼容測(cè)試針對(duì)跌倒檢檢測(cè)儀，盡盡管單個(gè)設(shè)設(shè)備的功率率并不大，，但是由于于距離近可可能會(huì)引起起局部場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)很大的可可能，例如如，靠近移移動(dòng)無線收收發(fā)基站、、無線電臺(tái)臺(tái)或者工業(yè)業(yè)電磁輻射射源等，他他們工作時(shí)時(shí)都可能對(duì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生生輻射，針針對(duì)這些可可能出現(xiàn)的的情況，這這里對(duì)設(shè)備備做了射頻頻電磁場(chǎng)輻輻射抗擾能能力測(cè)試。。測(cè)試地點(diǎn)選選擇在在重重慶郵電大大學(xué)自動(dòng)化化學(xué)院工程程實(shí)訓(xùn)中心心。通過使使用重慶郵郵電大學(xué)自自動(dòng)化學(xué)院院工程實(shí)訓(xùn)訓(xùn)中心的電電磁兼容設(shè)設(shè)備，依據(jù)據(jù)IEC61000-4-3/GBT17626.3標(biāo)準(zhǔn)，我們們共對(duì)設(shè)備備做了1～3級(jí)的射頻電電磁場(chǎng)輻射射抗擾度測(cè)測(cè)試。測(cè)試試之前檢查查設(shè)備，確確保其測(cè)試試前是能正正常工作的的，然后將將設(shè)備打開開放入測(cè)試試室后，將將測(cè)試室密密封后通過過外部控制制設(shè)備，調(diào)調(diào)節(jié)場(chǎng)發(fā)射射天線的各各項(xiàng)參數(shù)，，來改變測(cè)測(cè)試的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)，與此同同時(shí)通過監(jiān)監(jiān)控顯示器器觀察設(shè)備備的工作狀狀況。左圖所示為設(shè)備備進(jìn)行測(cè)試試的環(huán)境。。測(cè)試環(huán)境在測(cè)試過程程中通過監(jiān)監(jiān)控設(shè)備觀觀察發(fā)現(xiàn)，，設(shè)備的LED指示燈一直直持續(xù)正常常的閃爍，，說明設(shè)備備一直在持持續(xù)正常的的工作。當(dāng)當(dāng)三級(jí)測(cè)試試完成后，，取出設(shè)備備再進(jìn)行相相應(yīng)的功能能測(cè)試，發(fā)發(fā)現(xiàn)設(shè)備依依然能正常常工作，說說明設(shè)備通通過了電磁磁兼容測(cè)試試。3)系統(tǒng)整體功功能應(yīng)用驗(yàn)驗(yàn)證及測(cè)試試在進(jìn)行整個(gè)個(gè)系統(tǒng)功能能的測(cè)試中中，首先要要進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)的測(cè)試環(huán)環(huán)境的搭建建中，主要要包括硬件件設(shè)備的準(zhǔn)準(zhǔn)備和軟件件測(cè)試環(huán)境境的搭建以以及測(cè)試地地點(diǎn)的選擇擇。硬件設(shè)備準(zhǔn)準(zhǔn)備：跌倒倒檢測(cè)儀、、三床棉絮絮、無線路由器器、無線網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、交換換機(jī)、公網(wǎng)網(wǎng)無線路由由器、一臺(tái)臺(tái)智能家居居服務(wù)器、、一臺(tái)監(jiān)控控主機(jī)、一一部PDA、一部安卓卓智能手機(jī)機(jī)。軟件環(huán)境的的搭建：針針對(duì)前面提提及到的硬硬件設(shè)備，，在測(cè)試前前分別準(zhǔn)備備好。保證證設(shè)備都能能正常上電電工作以及及數(shù)據(jù)的通通信。系統(tǒng)測(cè)試地地點(diǎn)選擇的的是實(shí)驗(yàn)室室按照家居居裝飾的展展廳內(nèi)。其其中家居的的布局圖如如左圖所示。家居測(cè)試環(huán)環(huán)境布局圖圖根據(jù)系統(tǒng)的的需求分析析，這里設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的的跌倒檢測(cè)測(cè)儀的主要要功能有跌跌倒檢測(cè)本本地報(bào)警、、遠(yuǎn)程報(bào)警警、主動(dòng)求求救報(bào)警、、取消報(bào)警警等功能。。為了驗(yàn)證證這些功能能，這里組組織了日常常生活活動(dòng)動(dòng)和跌倒的的模擬測(cè)試試。日常生生活活動(dòng)實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)M測(cè)測(cè)試主要模模擬測(cè)試了了以下項(xiàng)目目：正常行行走、正常常的坐下、、起身、正正常的蹲下下、起身、、上樓、下下樓、躺下下。跌倒模模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)測(cè)試主要做做了向左、、向右、向向前、向后后跌倒。在整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)搭建起來來以后，將將跌倒檢測(cè)測(cè)儀按照X軸在左右方方向上、Y軸在上下方方向上、Z軸在前后方方向上，將將跌倒檢測(cè)測(cè)儀佩戴在在測(cè)試用戶戶的腰部位位置上。在在跌倒檢測(cè)測(cè)儀佩戴好好以后，佩佩戴測(cè)試參參與者就開開始模擬各各種正常的的日常活動(dòng)動(dòng)，以及在在各個(gè)方向向上的跌倒倒。因?yàn)槟M實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)試具具有一定的的危險(xiǎn)性，，所以這里里并沒有請(qǐng)請(qǐng)老人參與與模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，本次實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)試分分為4組同學(xué)分別別佩戴檢測(cè)測(cè)儀后在鋪鋪在地上的的棉絮上完完成。針對(duì)對(duì)每一個(gè)項(xiàng)項(xiàng)目，每組組同學(xué)分別別進(jìn)行50次模擬測(cè)試試，測(cè)試結(jié)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分分析見表1和表2。續(xù)表測(cè)試項(xiàng)目名稱測(cè)試者1測(cè)試者2測(cè)試者3測(cè)試者4總次數(shù)測(cè)試次數(shù)報(bào)警次數(shù)測(cè)試次數(shù)報(bào)警次數(shù)測(cè)試次數(shù)報(bào)警次數(shù)測(cè)試次數(shù)報(bào)警測(cè)試總測(cè)試次總報(bào)警次數(shù)數(shù)正常行走5005005005002000正常坐下5005025015002003正常起身5005005005002000正常蹲下5005005005002000蹲下起身5005005005002000正常上樓5005005005002000正常下樓5005015005002001正常躺下5005005005002000表1正常日常生生活活動(dòng)模模擬測(cè)試數(shù)數(shù)據(jù)表從表1的統(tǒng)計(jì)中發(fā)發(fā)現(xiàn)，在對(duì)對(duì)各種正常常的日?；罨顒?dòng)的每個(gè)個(gè)項(xiàng)目的200次模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，除了了在正常坐坐下項(xiàng)目的的模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中出現(xiàn)了了誤報(bào)以外外，其他項(xiàng)項(xiàng)目都沒有有出現(xiàn)誤報(bào)報(bào)。經(jīng)過分分析發(fā)現(xiàn)，，出現(xiàn)誤報(bào)報(bào)的原因是是測(cè)試者在在測(cè)試的過過程中快速速坐下，坐坐下后并半半躺下從而而導(dǎo)致了誤誤報(bào)，因?yàn)闉樵诳焖僮碌倪^程程中加速度度SVM變化過大且且接近于跌跌倒時(shí)SVM的變化，同同時(shí)坐下之之后又處于于半躺的狀狀態(tài)，導(dǎo)致致了跌倒檢檢測(cè)儀誤認(rèn)認(rèn)為人體發(fā)發(fā)生了跌倒倒。表2各種跌倒模模擬測(cè)試數(shù)數(shù)據(jù)表測(cè)試項(xiàng)目名稱測(cè)試者1測(cè)試者2測(cè)試者3測(cè)試者4總次數(shù)準(zhǔn)確率%測(cè)試次數(shù)報(bào)警次數(shù)測(cè)試次數(shù)報(bào)警次數(shù)測(cè)試次數(shù)報(bào)警次數(shù)測(cè)試次數(shù)報(bào)警次數(shù)測(cè)試總數(shù)報(bào)警總數(shù)向前跌倒504450465044504520017989.5向后跌倒504550475046504720018592.5向左跌倒504450455045504520018190.5向右跌倒504550445046504520018090從表2中統(tǒng)計(jì)的數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，，在對(duì)跌倒倒項(xiàng)目的每每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)進(jìn)行的200次模擬測(cè)試試中，測(cè)試試報(bào)警的報(bào)報(bào)警率最高高，達(dá)到了了92.5%；最低報(bào)警警率是89.5%。其中，報(bào)報(bào)警率最高高的是在向向后跌倒的的測(cè)試中；；報(bào)警率最最低的是在在向前跌倒倒的測(cè)試中中。經(jīng)過分析發(fā)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人人們向前跌跌倒時(shí)，在在身體著地地的時(shí)候，，人們會(huì)有有意識(shí)地通通過彎曲雙雙腿和使用用雙手去進(jìn)進(jìn)行緩沖著著地，那樣樣就會(huì)導(dǎo)致致人們?cè)诘惯^程中中加速度SVM的沖擊值減減小，使身身體著地時(shí)時(shí)的加速度度SVM值可能無法法達(dá)到我們們?cè)O(shè)定的SVM閾值，導(dǎo)致致系統(tǒng)無法法檢測(cè)到跌跌倒的發(fā)生生。而報(bào)警警率最高是是在向后跌跌倒模擬實(shí)實(shí)驗(yàn)中，因因?yàn)樵谌藗儌兿蚯啊⑾蛳蜃?、向右右的跌倒中中，人們要要么可以通通過雙手或或者單手或或同時(shí)彎曲曲雙腿的方方式對(duì)跌倒倒進(jìn)行一定定的緩沖，，在一定程程度上將會(huì)會(huì)降低人們們跌倒的高高度，使得得人們?cè)谥貢r(shí)產(chǎn)生生的沖擊加加速度SVM減小，從而而會(huì)在一定定程度上導(dǎo)導(dǎo)致漏報(bào)的的出現(xiàn)，而而在向后的的跌倒中，，因?yàn)槿藗儌儫o法通過過雙手或者者雙腳有意意識(shí)地進(jìn)行行緩沖，因因此不會(huì)減減小人們著著地時(shí)的沖沖擊加速度度SVM，所所以以系系統(tǒng)統(tǒng)就就能能較較為為準(zhǔn)準(zhǔn)確確地地檢檢測(cè)測(cè)到到跌跌倒倒，，并并進(jìn)進(jìn)行行報(bào)報(bào)警警處處理理。。在模模擬擬跌跌倒倒的的測(cè)測(cè)試試中中，，當(dāng)當(dāng)?shù)沟箼z檢測(cè)測(cè)儀儀檢檢測(cè)測(cè)到到人人們們跌跌倒倒后后，，首首先先進(jìn)進(jìn)行行本本地地聲聲光光報(bào)報(bào)警警，，在在本本地地聲聲光光報(bào)報(bào)警警正正常常結(jié)結(jié)束束后后，，跌跌倒倒檢檢測(cè)測(cè)儀儀除除了了自自動(dòng)動(dòng)通通過過GPRS模塊塊發(fā)發(fā)送送遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程報(bào)報(bào)警警短短信信外外，，同同時(shí)時(shí)還還將將自自動(dòng)動(dòng)通通過過無線線通通信信模模塊塊實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)的的將將報(bào)報(bào)警警信信息息發(fā)發(fā)送送至至智智能能家家居居服服務(wù)務(wù)器器上上，，通通過過智智能能家家居居服服務(wù)務(wù)器器將將報(bào)報(bào)警警信信息息發(fā)發(fā)送送至至監(jiān)監(jiān)護(hù)護(hù)人人的的手手機(jī)機(jī)終終端端或或者者平平板板計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)上上。。當(dāng)當(dāng)手手機(jī)機(jī)或或者者平平板板計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)收收到到報(bào)報(bào)警警信信息息后后，，手手機(jī)機(jī)和和平平板板計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)首首先先會(huì)會(huì)在在當(dāng)當(dāng)前前所所在在的的界界面面上上進(jìn)進(jìn)行行彈彈窗窗提提示示““用用戶戶跌跌倒倒””，，提提示示人人們們家家里里的的老老人人發(fā)發(fā)生生了了跌跌倒倒。。當(dāng)當(dāng)人人們們看看到到彈彈窗窗提提示示后后，，可可以以進(jìn)進(jìn)入入家家人人看看護(hù)護(hù)的的監(jiān)監(jiān)控控界界面面查查看看當(dāng)當(dāng)前前用用戶戶跌跌倒倒的的監(jiān)監(jiān)控控狀狀態(tài)態(tài)確確認(rèn)認(rèn)老老人人是是否否發(fā)發(fā)生生跌跌倒倒，，同同時(shí)時(shí)還還可可以以通通過過手手機(jī)機(jī)查查看看安安裝裝在在家家里里的的攝攝像像頭頭，，查查看看老老人人的的情情況況。。手手機(jī)機(jī)的的彈彈窗窗提提示示界界面面和和監(jiān)監(jiān)控控界界面面查查看看情情況況如如下圖圖所示示。。(a)報(bào)警警彈彈窗窗提提示示(b)報(bào)警警查查看看結(jié)結(jié)果果用戶戶跌跌倒倒報(bào)報(bào)警警提提示示另外外，，當(dāng)當(dāng)老老人人遇遇危危急急情情況況時(shí)時(shí)按按下下主主動(dòng)動(dòng)報(bào)報(bào)警警按按鈕鈕后后，，設(shè)設(shè)備備也也會(huì)會(huì)通通過過和GPRS模塊塊同同時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)送送報(bào)報(bào)警警信信息息，，PDA、手手機(jī)機(jī)收收到到報(bào)報(bào)警警信信息息也也會(huì)會(huì)進(jìn)進(jìn)行行