基于wi-fi网络的人体跌倒检测系统的设计

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1、武汉邮电科学研究院硕±学位论文－Ｆ基于Ｗｉｉ网络的人体跌倒检测系统的设计ｎｏｆ－ＤｅｓｉｇＷｉＦｉＮｅｔｗｏｒｋｓＢａｓｅｄＢｏｄｙａｌｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎＳｓｔ；ｅｍＦｙ专业：通信与信息系统研巧方向：数字通信导师：武树斌研究生：李良駒学号；２０１３００２０二〇—五年十二月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注的地方外，没有任何飄窃、抄袭、造假等违反学术道德、一，学术规范的行为也没有侵犯任何其他人或組织的科研成果及专利。与我同；ｒ＿作的

2、同志对本研巧所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如有任何侵权行为，本人愿意为此独立承担全部责任。－；作者签名韦签字日期：碱关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉邮电科学研究院（鋒火科技集团）有关保留、使用学位论文的规定，本文知识产权归武汉邮电科学研究院所有，武汉邮电科学研究院有权保留送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查词和借阅。同意将本人的学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版并收入《中国学位论文全文数据産》。团＾开□保密一年□保密两年注：保密的学位论文在解密后遵守此协议（）作者签名．：毒ｉ網签芋日期

3、：化鸣ｉ导师签名；ｄ：签宇日期；如０＾．武汉邮电科学研究院硕士学位论文摘要根据统计，跌倒已经成为世界上仅次于交通事故的第二大意外伤害致死成因。而在这些与跌倒相关的死亡中，超过65岁的人居多，所以跌倒已经成为危害老年人的重要因素之一。面对全球日益突出的老龄化问题，开发出一套方便携带、判断精确实时的跌倒检测系统具有极其重要的经济价值和社会价值。对于跌倒过程的有效检测方法，国内外的许多高校和研究机构都在进行不断的研究与实验，并且也获得了较好的成效。目前使用最普遍跌倒检测方法为可穿戴式检测装置。针对跌倒检测阈值判断实验阶段数据采集的需要以及传统数据采集系统中有线方式传输麻烦，分

4、析数据时实时性不强，容易产生误判断等缺点，本文设计了一种成本低廉的基于九轴MEMS惯性传感器的Wi-Fi网络的跌倒检测系统。系统主控采用STM32F407，Wi-Fi射频模块采用单芯片SOC芯片ESP8266（乐鑫公司），惯性传感器采用MEMS低功耗芯片MPU9150（InvenSense公司）。首先，传感器节点佩戴在身体各个关节处，通过MPU9150实时采集身体各部位的姿态参数，包括加速度、角速度和姿态角，采用数字滤波进行融合，实时输出精确的运动过程中身体姿态参数。然后，系统采用Wi-Fi传输的方式，将运动过程中身体各个部位的姿态数据通过ESP8266实时发送到无线数传模块。最后，设

5、计了PC端上位机数据分析软件平台，能够对各节点数据波形进行实时显示、回放、可视化分析测量、数据存盘和读取。同时上位机软件能够通过无线的方式个性化配置传感器节点。利用上述系统，在进行人体模拟跌倒或者日常生活行为的人体躯干各部位运动姿态参数无线采集、波形实时观测分析等实验中发现，系统的无线传输可靠稳定，测量数据精度高，并且能够进行实时数据传输。PC端分析软件可以方便导出姿态数据，调用Matlab分析设计出跌倒检测算法，采用了加速度阈值算法和倾角阈值算法对本次实验的数据进行了检测分析，得到了较好的实验结果，能够有效的检测出跌倒行为。关键词：跌倒检测系统；Wi-Fi网络；滤波算法；武汉邮电科学

6、研究院硕士学位论文AbstractFallhasbecomethesecondmajoraccidentinjurydeathcause.Inthesedeathrelatedtofall,mostpeoplearemorethan65-year-old.Sothefallhasbecomeoneofthemostharmfulfactorstotheelderly.Therefore,inthefaceofincreasinglyprominentglobalagingproblem,developingaportable,accuratejudgment,real-timedata

7、acquisitionsystemforbodyfalldetectingisofgreateconomicandsocialvalue.Thepaperdesignedafalldataacquisitionandanalysissystembasedonlow-costMEMSinertialsensorsandWi-Finetworks.ThesystemadoptsSTM32F407asprimarycontroller,Singlec