一种防跌倒预警系统的研究与实现

跌倒是造成世界上意外伤害死亡的第二大原因,如何预防跌倒已成为保障老人生命的关键。目前常见"跌倒报警器"的传感模块一般采用单一的三轴加速度计,测量精度受限,仅能实现人体跌倒后的报警功能而不能实现跌倒前的预警。文章设计并实现了一种基于MEMS惯性传感单元的防跌倒预警器,率先设计了含"三轴加速度计+三轴陀螺仪+三轴磁力计"的高精度多模态传感模块,内嵌跌倒预警算法,并通过蜂鸣器和振动器警示。对九名健康年轻实验对象进行了总计81次的跌倒实验,系统结合基于阈值的跌倒预警算法,结果表明,其检测灵敏度可达98.61%且特异度为98.61%,平均预警时间为300 ms。未来研究将嵌入全球移动通信系统(Global System For Mobile,GSM)、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等电路模块功能及配备穿戴式安全气囊,有望在易跌人群中实现实时防护和及时救治。     

基于惯性传感器件的跌倒检测系统设计

设计了一种基于MEMS三轴加速度计和双轴陀螺仪的可穿戴式跌倒实时检测系统,阐述了系统的传感单元选择与配置、硬件电路设计和软件设计,并给出了基于人体运动特征参数的跌倒识别算法.实验结果表明:系统可实现正常人体活动和跌倒行为的有效区分.     

可穿戴式跌倒检测智能系统设计

为提高对老年人跌倒检测的正确率,设计一种可穿戴式跌倒检测系统.研制基于三轴加速度计的跌倒检测设备,给出系统硬件和软件的实现方案;提出基于反向传播(BP)神经网络的跌倒检测算法,将训练好的网络参数植入研制的可穿戴式跌倒检测设备,实现对跌倒的实时检测.实验结果表明:所研制的跌倒检测智能系统能够有效地区分跌倒与非跌倒,正确率达97.37％.     

MEMS传感器的惯性测量模块的设计与初始校准

设计了一种基于微机电系统(MEMS)传感器的惯性测量模块,它包括三轴加速度计、三轴陀螺和三轴磁阻传感器。这种惯性测量模块具有体积小、功耗低、成本低的优点,可以方便地用在微小机器人定位系统以及空中机器人控制系统中。详细分析了模块的误差来源,提出了模块中三轴加速度计的非正交误差模型。并运用基于Newton迭代的方法实现了一种自动初始校准算法。实验结果表明:这种自动初始校准算法可以有效地消除该模块的固定偏差、比例误差和非正交误差。     

基于九轴惯性传感器的跌倒监测系统的研究

为解决当今人口老龄化社会所带来的老人跌倒事件频发,以及为防止老人、儿童、智障者走失,研发了一种基于九轴惯性传感器的跌倒监测系统。该系统采用了三轴加速度计、三轴磁力计和三轴陀螺仪集成的九轴惯性传感器检测人体运动产生的加速度、磁场强度和角速度数据,以MSP430F2418PM作为系统控制器,利用GSM/GPRS模块SIM908进行地理信息采集和短信/电话通信,并将报警等信息发到远程监控平台,实现任何时间、地点获取老人跌倒的相关信息,以便进行远程报警、定位和跌倒事件的处理。试验结果表明,跌倒检测终端达到将跌倒行为与正常行为区分开,准确率达98%,同时能准确地定位跌倒发生的位置,并通过手机短信发送给监护人,具有广阔的实用价值。     

基于ADXL345防跌倒检测装置的研制

针对一些老年人在行走或站立时突发跌倒的情况,开发了一种跌倒检测装置。通过这种检测装置,在老年人跌倒触地前发出电信号触发穿戴式气囊保护装置开关快速充气,以保护要着地的人体部位。研究主要基于ADXL345三轴加速度计构建一单片机系统,通过理论分析、算法研究及实验研究等实现了该检测装置的功能。实验结果表明:该系统灵敏、可靠,可以在人体跌倒0.15 s内发出警报信号,并为穿戴式气体保护装置提供准确的触发信号。     

人体姿态检测及数据传输系统设计

本文设计的人体姿态检测及数据传输系统系统,采用了ST公司推出的iNEMO模块,该模块包含三轴加速度计、三轴磁力计、三轴陀螺仪和压力传感器,并将10自由度的传感器模块和32位MCU整合在一起,同时还配备多个通信接口。系统采用了基于SIM300的GPRS模块,将实验员当前的姿态发送到PC客户端,实现了远程监控功能。本系统具有集成化、智能化和平台化等特点,具有良好的应用前景。     

基于WSN的室内人员定位与跌倒检测系统

为了减少跌倒对老年人造成的意外伤害,基于无线传感网络(WSN),提出了一个具有室内人员定位和跌倒检测功能的无线监控系统。通过对人体跌倒过程的分析,利用三轴加速度传感器采集人体运动参数,并使用阈值法实现了跌倒检测;定位系统采用三边测距-质心定位算法,跌倒发生后启动定位系统,并将报警信息和跌倒后的位置信息发送至监控中心和监护人手机上。经过试验验证,系统具有较高的准确性和可靠性。     

基于卡尔曼滤波的航姿参考系统设计

针对传统的航姿参考系统AHRS（Attitude and Heading Reference System）中姿态角精度不高的问题,设计了一种新型的基于卡尔曼滤波的姿态检测系统。该系统采用了三轴磁传感器、三轴陀螺仪及三轴加速度计,用四元数的方法来描述载体运动的姿态,通过陀螺仪测姿态四元数,卡尔曼滤波算法融合加速度计和磁传感器数据,对姿态四元数进行修正,从而提高姿态解算精度。实验数据表明,系统能够较好修正陀螺仪漂移,且三个角度的均方根误差均优于0.25°,具有良好的噪声抑制能力。     

基于GPS/LBS双模定位人体监护系统的研究

为解决国内丢失儿童、老人、智障患者人数较多但极少被找回以及老年人摔倒后无人搀扶的问题,设计了一款基于GPS/LBS的双模人体定位监护系统;该监控系统以STM32F103ZE为核心处理器,并结合GPS卫星定位模块、无线通信模块、三轴加速度计和三轴陀螺仪,在VC++平台上开发GIS上位机程序的方法加以实现;该系统可以根据用户的要求实现实时定位,并具备紧急求助、跌倒检测及时报警的功能;测试结果表明定位方式采取GPS/LBS双模定位具有定位准确、定位精度高、无定位盲区、数据传输稳定的优点。     

基于惯性传感技术的穿戴式老年人跌倒报警系统

现今老年人跌倒报警系统跌倒参照倾角方向单一,导致最终报警系统的误报率数值较大.针对这一不足,设计一种基于惯性传感技术的穿戴式老年人跌倒报警系统.硬件部分选择惯性传感器,设定传感器引脚功能,采用粘性电极安置在运动背心内部,设计穿戴式装置.软件部分选用SVM分类算法检测老年人跌倒的特征值,检测老年人跌倒状态,采用联合报警模...     

基于加速度传感器和GSM模块的老人跌倒监测系统研制

研制一种基于三轴加速度传感器和GSM模块的老人跌倒检测及远程报警系统。该系统以单片机为核心,实时检测三轴加速度传感器输出信号变化,并配合脉搏传感器检测老人跌倒过程中的心率变化,最终触发GSM模块实现报警短信远传。     

基于支持向量机的跌倒检测方法研究

跌倒是老年人常见的意外伤害事故,为了能够及时检测跌倒事件的发生,设计了一种基于三轴加速度传感器的跌倒检测装置,该装置佩戴在使用者的腰部或者腹部,用于实时检测老年人在正常活动和跌倒状态下的加速度信号,采用支持向量机(SVM)方法对加速度信号进行数据处理,判断人体是否跌倒。通过实验测试验证,该方法对跌倒行为识别具有较高的准确性和可靠性。     

基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统设计与实现

为了满足老年人的护理需求,减少老年人因跌倒造成的身心伤害,提出了一种基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统。该系统主要基于姿态测量特性,利用姿态角作为跌倒判断标准;并且考虑到噪声影响和跌倒检测系统对检测正确率的高要求,利用Kalman滤波算法来提高算法精确度。实验结果表明该系统在人体前后、侧向跌倒和跌倒后迅速站起的情况下可以100%报警,达到人体正常跌倒情况的检测标准。     

基于GPS/GPRS的跌倒监测终端

跌倒是导致我国65岁以上老人意外致死的首要原因.为了给老年人尤其是独居老人提供及时的跌倒报警和救助服务,本文提出一种基于GPS/GPRS的远程跌倒监测终端.该终端融合了三轴加速度计、三轴陀螺仪,实时检测人体运动状态并进行相应的算法分析,在检测到跌倒后,将位置和报警信息通过GPRS传输至远程的监控中心.此外,该终端设有手动报警和取消报警按键,避免漏报和误报.经测试,当合加速度与合角速度的阈值分别为5m/s2、25m/s2和2rad/s时,该监测终端能够准确无误的区分正常人体活动与跌倒事件并报警,并取得了较好的定位精度和通信效果.     

基于ZigBee的定位和人体跌倒检测系统

提出了一个具有跌倒定位和远程报警功能的无线跌倒监控系统。跌倒监测是基于人体跌倒过程中加速度曲线的变化特性,由三轴加速度传感器和ARM处理器实现;同时介绍了一种新颖的基于ZigBee的定位方法,当监测到人体跌倒时,一个带有跌倒位置的报警信息将立即发送到医护人员的移动手机上。实验结果表明,本系统可以100%监测到人体跌倒,提供精度为1 m的精确定位,使医护人员在5 s内收到跌倒报警信息。     

基于MEMS加速度计的管道位移检测系统设计

为了解决复杂地形下的矿浆输送管道线小位移引起的安全问题,提出了一种基于MEMS加速度计和单片机、无线通信结合的管道小位移检测系统。该系统主要包括太阳能供电模块、位移数据采集模块、无线数据收发模块、数据存储和显示模块,并通过串口将位移数据送PC显示,供管道运行中控室作为判断运行安全与否的依据。实验表明:当管道位移达到阈值时,可以有效报警。系统结构简单,工作稳定,可以有效预测管道位移。     

嵌入式睡眠监控报警系统研究

分析了嵌入式睡眠监控报警系统的重要性,设计了系统的硬件模块和软件流程图.系统由采集处理模块和监控报警模块构成,分为轻度异常和危急异常两级报警.重点阐述了如何利用脉搏波特征量K值,计算出心血管疾病的相关特征参数,以判断病情并采取合理的措施.该系统对监控严重危害人们生命安全的突发疾病有独特的优势,特别适用于对老人以及行动不...     

老年人运动状态监测和跌倒报警系统

体育锻炼是促进老年人健康长寿的有效手段之一。为了对老年人的运动状态进行实时监测,掌握运动状态参数,并能够对老年人不慎意外踏空或者某种疾病突发导致的跌倒及时报警,设计一种能够实时监测老年人跌倒动作发生并发送定位及报警信息给远程接收端的便携式监测系统。系统采用腰部三轴加速度传感器实时采集人体运动姿态数据;使用嵌入式处理器和无线网络实现数据处理、无线传输和远程报警;通过三级阈值的人体跌倒检测算法,实现人体跌倒姿态变化的加速度特征提取,对人体运动状态进行分级,预测严重的跌倒行为。实验结果表明：该系统具有性能稳定、正确率高和轻巧方便等特点,非常适合老年人穿戴使用,可保障老年人运动安全,应用前景广阔。