智慧養(yǎng)老之身體摔倒預(yù)警和檢測(cè)系統(tǒng)需求分析

河南大學(xué)河南大學(xué)#圖5為摔倒時(shí)合加速度的變化曲線。在靜止不動(dòng)時(shí)由于受重力影響，加速度大小為1g。在摔倒時(shí)有2個(gè)極值點(diǎn)：極值點(diǎn)1對(duì)應(yīng)加速度值為0?11g,是跌倒過程中人體不受控制加速倒下，Z軸方向的加速度迅速減小造成的；極值點(diǎn)2是跌倒過程中接觸地面時(shí)速度迅速減小造成的，最后穩(wěn)定到1g。圖6和圖7分別為正常行走和坐下一起立時(shí)加速度變化，而與圖6和圖7的對(duì)比可以看出：非劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)合加速度峰值不會(huì)超過3g。在摔倒過程中，人體俯仰角或者側(cè)翻角會(huì)發(fā)生變化，圖8為摔倒時(shí)刻俯仰角和側(cè)翻角的角速度變化情況，圖9為利用陀螺儀數(shù)據(jù)積分得到的角度變化情況。從陀螺儀的數(shù)據(jù)可以看出：前向摔倒時(shí)，俯仰角劇烈變化；由于是正向摔倒，側(cè)翻角的變化不大。陀螺儀的數(shù)據(jù)可以聯(lián)合加速度傳感器的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確率。⑻⑻t00和胎和30Q二xrf摔倒檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析表1不同控制方式下震動(dòng)臺(tái)面轉(zhuǎn)角總均方根值繞巨軸閒繞工軸紳i)繞:T軸卿d)控］9-701xlO--6890y1€7g.76SnW4-控工a7iayiQ~-D.?5x1-07g.跖05(107控3?.97SxlO-;U.543a1€79.073乂1C|7控4?.769xl&--D.330x1-07g.511乂ICi-*控弓1.060W10-31.{J74k1-0--9.腫皿7控石1.016yIO31.103x1-0<11755(10--表2真東方臺(tái)面不同位置轉(zhuǎn)角總均方根值比較鏡r軸閒繞F軸臺(tái)面邊畀5.935kW-蟲S60x1C-4臺(tái)面由心P.S76K10-*9.721kLO~44應(yīng)xlii-4相對(duì)偏差慚）1.7-l.B0.6說明振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面各點(diǎn)繞臺(tái)面中心位置的轉(zhuǎn)角大小一致，最大相對(duì)偏差約1．8%，表明光纖陀螺測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定。分析了三軸振動(dòng)試驗(yàn)轉(zhuǎn)角測(cè)試的特點(diǎn)，根據(jù)三軸振動(dòng)試驗(yàn)使用背景與轉(zhuǎn)角測(cè)試要求組建了光纖陀螺轉(zhuǎn)角測(cè)試系統(tǒng)，同時(shí)，針對(duì)三軸轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù)處理做了進(jìn)一步的分析研究以及程序設(shè)計(jì)等工作。應(yīng)用該系統(tǒng)測(cè)量振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面轉(zhuǎn)角位移，對(duì)實(shí)測(cè)的角速度信號(hào)進(jìn)行分析處理，通過試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了光纖陀螺轉(zhuǎn)角測(cè)試系統(tǒng)用于三軸振動(dòng)轉(zhuǎn)角測(cè)試的可行性與正確性，滿足工程需求，為研究在動(dòng)態(tài)環(huán)境下測(cè)量載體姿態(tài)參數(shù)提供了一種有效的測(cè)量手段。6總結(jié)與展望6.1本文總結(jié)本文針對(duì)老年人易跌倒和跌倒過后可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果的這一現(xiàn)實(shí)問題，提出了一種適用于老年人跌倒檢測(cè)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。文中對(duì)系統(tǒng)中所用到的Android加速度傳感器以及加速度的采集原理作了系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)對(duì)軟件的總體設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行了一個(gè)詳細(xì)的闡述，對(duì)用戶終端的研究與設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了說明。最后系統(tǒng)闡述了基于Android平臺(tái)的跌倒檢測(cè)遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)原理和方法。本文主要的研究總結(jié)如下：（1）采用手機(jī)自帶的傳感器，輕巧便捷，可隨身攜帶。（2）使用SMS來實(shí)現(xiàn)老人跌倒后的后續(xù)業(yè)務(wù)。（3）采用SMV閾值算法來計(jì)算加速度，以降低誤報(bào)率，提高準(zhǔn)確率。（4）設(shè)置的跌倒確認(rèn)（30秒確認(rèn)發(fā)送短信）可以有效減少誤報(bào)。展望未來在本論文的研究過程中，發(fā)現(xiàn)了很多值得探討和進(jìn)一步研究的問題。（1）老人摔倒而產(chǎn)生的加速度的閾值較難確定，若閾值設(shè)置的較小則會(huì)出現(xiàn)較多誤報(bào)情況，而閾值設(shè)置較高則會(huì)多出一些漏報(bào)情況。（2）可以進(jìn)一步對(duì)老年人跌掉的嚴(yán)重情況進(jìn)行研究，針對(duì)老年人跌掉的加速度的變換，可以對(duì)老年人跌掉的嚴(yán)重情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。（3）在本文研究的基礎(chǔ)上，可以通過Android的傳感器來測(cè)量老人的體溫、心率、呼吸、等更多的生理指標(biāo)來判斷是否發(fā)生跌倒，以此來減少誤報(bào)率。參考文獻(xiàn)劉麗華.與老年人跌倒相關(guān)的臨床因素J]?國(guó)外醫(yī)學(xué)?老年醫(yī)學(xué)分冊(cè)，1994，15（3）：141.；張暉.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)概述，2012，6（1）；吳亞林.王勁松物聯(lián)網(wǎng)用傳感器，2012，6（1）；趙祥欣.基于三維加速度傳感器的跌倒監(jiān)測(cè)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2008.謝開明?基于GPRS的跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]?重重慶大學(xué)，2010.致謝我歷時(shí)將近兩周時(shí)間終于把這篇需求分析寫完了，在這段充滿奮斗的歷程中，帶給我的學(xué)生生涯無限的激情和收獲。在需求分析的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師給我提供了很多方面的支持與幫助，尤其要強(qiáng)烈感謝我的指導(dǎo)老師—