老人健康实时监测及定位跟踪系统的设计与实现

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1、工程硕士学位论文老人健康实时监测及定位跟踪系统的设计与实现作者姓名屈新东工程领域控制工程校内指导教师李向阳副教授校外指导教师张丹高级工程师所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2017年12月TheDesignandRealizationofHealthMonitoringandTrackingSystemforElderlyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XindongQuSupervisor：Prof.XiangyangLiSouth

2、ChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP277学校代号：10561学号：201521013269华南理工大学硕士学位论文老人健康实时监测及定位跟踪系统的设计与实现作者姓名：屈新东指导教师姓名、职称：李向阳副教授申请学位级别：工程硕士学科专业名称：控制工程论文形式：☑产品研发□工程设计□应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：嵌入式系统技术论文提交日期：2018年12月30日论文答辩日期：2018年3月16日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日

3、答辩委员会成员：主席：黄道平委员：史步海、伍锦荣、李向阳、孙宗海摘要随着人类社会的进步与发展，人们越来越关心老人、小孩、精神病人等生活比较容易出现事故的“弱者”群体的健康生活情况，特别是老年人，由于他们的身体机能衰退及活动能力降低，其健康问题存在着各种难以预料的状况，而且在老年人出现问题时难以找到其所在位置及时救护。因此，本文针对老年人健康难以实时监测以及不能对老年人进行实时定位等问题，设计了一套关于老年人的健康信息实时监测及定位跟踪的系统。该系统能够实时监测老人的血氧饱和度、心率、跌倒状况及所处的地理位置，并

4、在老人需要帮助的时候能够以最快的速度精确找到老人，及时地为其提供帮助。本文主要工作包括以下几点：（1）分析了系统的设计需求及功能，提出了系统的总体设计方案，包括硬件总体设计、血氧/心率及跌倒检测的方案、室内定位架构及室外定位架构的设计，其中血氧/心率检测采用的是PPG(photoplethysmograph)技术，跌倒是利用加速度的变化特征和UWB(Ultra-WideBand)技术进行检测，室内定位部分采用的是UWB定位技术，室外定位部分采用的是GPS+GSM网络定位技术相结合。（2）根据系统的硬件总体设计方

5、案，详细地介绍了系统中各个模块硬件电路的设计，其中包括标签节点、锚节点及嵌入式服务器的硬件设计。（3）在硬件设计的基础之上，设计了标签节点、锚节点以及嵌入式服务器的主体程序，并对系统中的关键模块如血氧/心率检测、跌倒检测、室内定位和室外定位进行了详细的分析及软件设计。（4）最后对系统已实现的功能模块进行测试与分析，验证系统的可行性及准确性。本文通过理论分析和实验测试证明了老人健康实时监测及定位跟踪系统的设计方案是合理可行的，能够实时监测老人的身体健康状况及实时定位跟踪。关键字：血氧/心率检测；跌倒检测；UWB定

6、位；GPS+GSM网络定位IAbstractWiththeprogressanddevelopmentofhumansociety,peopleareincreasinglyconcernedaboutthehealthylivingconditionsofthe"weakergroups",suchastheelderly,childrenandthepsychos,whoseliveshavemorepotentialrisksandaremorevulnerabletoaccidents.Thesepeo

7、ple,especiallytheelderly,aresufferingfromadeclineintheirphysicalfunctionsandabilities,whichcauseavarietyofunpredictableproblemsintheirhealth.Moreover,itisdifficulttolocatetheelderlyandrescueintimewhenemergenciesoccur.Therefore,aimingattheproblemssuchasthedif

8、ficultyofreal-timemonitoringofthehealthoftheelderlyandtheinabilitytolocatetheelderlyinrealtime,thispaperdesignsasystemofreal-timemonitoringandlocationtrackingofthehealthinformationoftheelderly.T