智慧养老之身体摔倒预警和检测系统需求分析

河南大学河南大学#图5为摔倒时合加速度的变化曲线。在静止不动时由于受重力影响，加速度大小为1g。在摔倒时有2个极值点：极值点1对应加速度值为0・11g,是跌倒过程中人体不受控制加速倒下，Z轴方向的加速度迅速减小造成的；极值点2是跌倒过程中接触地面时速度迅速减小造成的，最后稳定到1g。图6和图7分别为正常行走和坐下一起立时加速度变化，而与图6和图7的对比可以看出：非剧烈运动时合加速度峰值不会超过3g。在摔倒过程中，人体俯仰角或者侧翻角会发生变化，图8为摔倒时刻俯仰角和侧翻角的角速度变化情况，图9为利用陀螺仪数据积分得到的角度变化情况。从陀螺仪的数据可以看出：前向摔倒时，俯仰角剧烈变化；由于是正向摔倒，侧翻角的变化不大。陀螺仪的数据可以联合加速度传感器的数据，进一步提高检测的准确率。⑻⑻t00和胎和30Q㊁xrf摔倒检测系统的数据分析表1不同控制方式下震动台面转角总均方根值绕巨轴閒绕工轴紳i)绕:T轴卿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.肿皿7控石1.016yIO31.103x1-0<11755(10--表2真东方台面不同位置转角总均方根值比较鏡r轴閒绕F轴台面边畀5.935kW-虫S60x1C-4台面由心P.S76K10-*9.721kLO~44应xlii-4相对偏差慚）1.7-l.B0.6说明振动台台面各点绕台面中心位置的转角大小一致，最大相对偏差约1．8%，表明光纤陀螺测试结果稳定。分析了三轴振动试验转角测试的特点，根据三轴振动试验使用背景与转角测试要求组建了光纤陀螺转角测试系统，同时，针对三轴转角的数据处理做了进一步的分析研究以及程序设计等工作。应用该系统测量振动台台面转角位移，对实测的角速度信号进行分析处理，通过试验进一步验证了光纤陀螺转角测试系统用于三轴振动转角测试的可行性与正确性，满足工程需求，为研究在动态环境下测量载体姿态参数提供了一种有效的测量手段。6总结与展望6.1本文总结本文针对老年人易跌倒和跌倒过后可能产生严重后果的这一现实问题，提出了一种适用于老年人跌倒检测的远程实时报警系统的实现方法。文中对系统中所用到的Android加速度传感器以及加速度的采集原理作了系统的理论和实验研究。同时对软件的总体设计模块进行了一个详细的阐述，对用户终端的研究与设计理念进行了说明。最后系统阐述了基于Android平台的跌倒检测远程报警系统的软硬件实现原理和方法。本文主要的研究总结如下：（1）采用手机自带的传感器，轻巧便捷，可随身携带。（2）使用SMS来实现老人跌倒后的后续业务。（3）采用SMV阈值算法来计算加速度，以降低误报率，提高准确率。（4）设置的跌倒确认（30秒确认发送短信）可以有效减少误报。展望未来在本论文的研究过程中，发现了很多值得探讨和进一步研究的问题。（1）老人摔倒而产生的加速度的阈值较难确定，若阈值设置的较小则会出现较多误报情况，而阈值设置较高则会多出一些漏报情况。（2）可以进一步对老年人跌掉的严重情况进行研究，针对老年人跌掉的加速度的变换，可以对老年人跌掉的严重情况进行预测。（3）在本文研究的基础上，可以通过Android的传感器来测量老人的体温、心率、呼吸、等更多的生理指标来判断是否发生跌倒，以此来减少误报率。参考文献刘丽华.与老年人跌倒相关的临床因素J]•国外医学•老年医学分册，1994，15（3）：141.；张晖.物联网技术标准概述，2012，6（1）；吴亚林.王劲松物联网用传感器，2012，6（1）；赵祥欣.基于三维加速度传感器的跌倒监测研究[D].杭州：浙江大学，2008.谢开明•基于GPRS的跌倒检测报警系统的设计与实现[D]•重重庆大学，2010.致谢我历时将近两周时间终于把这篇需求分析写完了，在这段充满奋斗的历程中，带给我的学生生涯无限的激情和收获。在需求分析的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师给我提供了很多方面的支持与帮助，尤其要强烈感谢我的指导老师—