基于无线传感网的弱势群体身体信息监测系统的设计

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1100203045密级：硕士学位论文基于无线传感网的弱势群体身体信息监测系统的设计DesignofPhysicalConditionMonitoringSystemforVulnerableGroupBasedonWirelessSensorNetwork作者姓名：李凯指导教师：王启志副教授学科：仪器科学与技术研究方向：智能测控仪器与测控方法所在学院：机电及自动化学院论文提交日期：二零一四年三月二十八日万方数据万方数据学位论文独创性声明本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写

2、作中不包含其他人已经发表或撰写过的研究内容，如参考他人或集体的科研成果，均在论文中以明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。论文作者签名：签名日期：学位论文版权使用授权声明本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权华侨大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：指导教师签名：签名日期：签名日期：万方数据万方数据摘要摘要随着我国人口数量的不断增加，婴幼儿、老年人的比

3、重也在攀升，他们生活自理能力相对较弱，特别是当他们处于遗尿、失禁的状态下，如果得不到有效及时的照顾，会对他们的身体健康产生恶劣的影响。因此如何实时获知这些弱势群体的身体状况、实现高效的日常监护是一个亟待解决的问题。传统的人体监测方案，大多采用有线的数据收发方式，存在布线复杂、费用较高、易出故障等弊端。本文紧跟当前国内外相关研究的前沿动态，结合新兴的无线传感技术，设计了一套基于无线传感网的身体信息监测系统，对于弱势群体的家庭与医疗护理，具有非常现实的应用价值。本文主要针对遗尿检测，通过对现有产品、方法的研究和分析，创新地提出了一种基于电容原理

4、的非接触式湿度检测方案，改善了以往产品使用中的不便；从低功耗、低成本的角度出发，对无线传感器节点进行精心设计，包括硬件的选型、设计和软件的处理、改进，提高了产品的综合性价比。具体工作和贡献如下：（1）采用了模块化的设计原则来整体实现本文的无线传感监测系统。具体包括前端采集节点和中心主控节点的软硬件设计。在前端采集节点上，提出构造微小电容模型、采用双通道的RC充放电路方案，实现了湿度信息的检测，不仅降低系统成本，提高采样精度，而且方便检测，易于使用；通过采用温度、震动传感器，结合无线射频技术实现了信息数据的快速收发。在中心主控节点上，基于图形

5、操作系统，设计了友好的人机交互界面，方便监护人的实时监测。（2）提出了数据滤波算法来解决系统误报、漏报问题。在对无线传感监测系统进行大量实验的基础上，通过分析正常与尿湿两种状态下的数据，我们发现：外界环境的干扰会使参考基值发生漂移、监测系统多次发生误报、漏报现象。对此，本文提出了一种改进的一阶滞后滤波器，经过多次采样和截尾均值的预处理，根据平稳度和灵敏度的优先级原则，能够随环境参数的变化，自适应、动态地调整滤波系数。MATLAB的模拟仿真结果表明，该滤波器具有良好的滤波效果，减少了系统误报、漏报的发生。最后，本文用C语言实现了算法在8位微处

6、理器上的运行，为传感节点的数据采集与实时处理提供了可靠的保障。关键词：弱势群体无线传感器网络湿度检测数据滤波算法自适应I万方数据华侨大学硕士学位论文II万方数据AbstractAbstractAsChina’spopulationisincreasing,theratioofinfantandtheelderlyisincreasing.Theiractivityofdailylivingisrelativelyweak.Especiallywhentheyareunderthestateofenuresisorincontinence,i

7、feffectiveandtimelycarecannotbetaken,itwillmaketheirhealthevenworse.Hence,howtoobtainreal-timephysicalconditionofthevulnerablegroupandachieveeffectivedailyhealthcare,isbecomingakeyproblemnecessarytobesolved.Mosttraditionalbodymonitoringschemesadoptthewireddatatransceiversy

8、stem,whichhasdisadvantagessuchascomplexrouting,highcost,andeasyfailure.Thispaperfocuseson