基于加速度传感器的老年人跌倒检测装置设计

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1、基于加速度传感器的老年人跌倒检测装置设计2008年第27卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)85基于加速度传感器的老年人跌倒检测装置设计李冬，梁山(重庆大学自动化学院•重庆400044)摘要:为了提供老年人安全保障和保护用户隐私，设计了一种基于加速度传感器的跌倒检测装置•针对独居老人的特点，结合微传感器,数字信号处理以及无线传输等技术，利用人体运动产生的加速度，提出了一种鲁棒的跌倒算法.该装置在人体佩戴实验中，可以区分岀正常人体活动与跌倒事件，自动发出跌倒报警信号,从而使用户在尽可能短的时间内得到医疗救护.关键词:跌倒检测;加速度传

2、感器;远程监护;老年人中图分类号:TP212.9文献标识码:A文章编号:1000-9787(2008)09-0085—04DesignoffalldetectiondeviceforelderlypeoplebasedonaccelerometerLIDong,LIANGShan(CollegeofAutomation,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:AfadetectiondevicebasedonaccelerometeriSdesignedtosafelyandaccuratelymonitortheuserwhile

3、stillallowingcompleteprivacyandsecurity.Consideringthecharacteristicofelderlypeople,afalldetectiondevicehardwareisdesignedbasedonaccelerometer,usingmicro-sensors,digitaldatapilll?lssingandwirelesstechnologies.Byutilizingaccelerationvaluescorrespondingtotheuser*Sbodymotion,arobustalgorithmisdeveloped

4、toaccuratelydetectafall.Diningfieldexperimentandanalysis,thisdetectionsystemcandistinguishfalleventfromnormalactivities.andraisefallalarmautomaticallytogetashoaenedintervalofthearrivalofassistance.Keywords:falldetection;accelerometer;telecare;elderlypeople0引言老年人跌倒发生率高，后果严重，是高龄老年人首位伤害死因•在我国人群中跌倒在意外伤害

5、死因顺位中排在第4位，而在65岁以上的老年人中则位居首位，并随年龄的增加跌倒的死亡率急剧上升，在85岁以上的老年人中达到了高峰•跌倒检测系统实际是远程医疗系统屮家庭终端部分的一种实现方式，它涵盖了多个学科的研究领域，包括牛理信号检测与处理，信号特征提取，数据传输等基本功能模块.通过对远端对象动作情况，生理功能的监测,为其提供适当的护理与医疗服务.目前，对于跌倒监测主要有3类基本方法J：l)基于视频图像的分析，对象的实吋运动由摄像头监测，其不足之处在于不能保证用户的隐私安全4;2)基于声频信号的分析，跌倒事件由分析冲击导致振动的频率部分判断，但其安装比较复杂，资金投入也比较大⑶基于穿戴式的装置收

6、稿口期:2008-02-02基金项B:重庆市自然科学基金资助项0(2007bb2194)检测•考虑用户的隐私权和尽可能减少干扰用户牛活方式，穿戴式的装置是最适合的，其中，用于跌倒检测的传感器主要有加速度传感器和倾斜计J,但主要存在的问题是在发生侧倒或最后不是平躺在地面时的情况判断不太理想.针对以上问题，木文设计了一种基于加速度传感器的检测装置的硬件设计，提出了鲁棒的跌倒算法，仅用加速度值便可检测出冲击量与人体倾斜角度，判断出跌倒事件，并给出实验结果与结论.1系统设计系统总体设计模块如图1所示:前2个方模块佩戴在用户身上，用来感测和判断用户状况，并以无线方式将消息发送出去;第三，四个电路模块可放

7、置于用户住处或者RF接收范围的的任何地方，用来接收，处理RF的信号，然后，通过以太网或GSM网络，将信息传至医院或亲属住处.86传感器与微系统第27卷图1系统总构架Fig1Overallarchitectureofsystem1・1硬件部分设计本装置基于无线传感器网络的Mica2和TinyOS节点,由UCBerkeley开发的一款针对于低功耗的无线传感器网络研究平台⑹.Mica2节点装配了Atme