一种可穿戴式跌倒检测装置设计

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1、万方数据第33卷第3期2012年3月仪器仪表学报Chin∞eJournalofScientificinstrumentVoL33No．3Mat．2012一种可穿戴式跌倒检测装置设计石欣，张涛(重庆大学自动化学院重庆400030)摘要：跌倒造成的人身意外事故，尤其是老年人跌倒造成的意外伤害，引起人们的极大关注。通过对跌倒行为特性的研究，设计了一种基于压力传感器的便携装置，进行跌倒检测。装置采用薄膜式压力传感器，将传感器安置于鞋垫，用于采集人体运动中的脚底压力信息，采用阈值分析与支持向量机算法相结合的方法对脚底压力值进行数据处理，判断人体是否跌倒。本装置通过实验测试验证，判断跌倒具

2、有较高的可靠性和准确性。关键词：跌倒检测；压力传感器；阈值分析；支持向量机中图分类号：TP274文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．40DesignofawearablefalldetectiondeviceShiXin，ZhangTao(CollegeofAutomation，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Theaccidentscausedbyfall，especiallythosehappenedupontheelders，havecaughtpeople’Sattention．Inthisa

3、rticlethroughresearchingthebehavioralcharacteristicsoffall，akindofportabledevicebasedonpressuresensorisdesignedtoachievefalldetection．ThisdeviceisplacedintheinsoleandUSeSafilmtypepressuresensortocollecthumanbodyfootpressureinformationinmovement．Thenamethodthatcombinesthresholdanalysiswiththe

4、algorithmofsupportvectormachineisusedtoanalyzethefootpressurevalueandperformdataprocessing，andjudgewhetherthehumanbodyfalls．Throughexperimenttestverification，thisdevicehasahighreliabilityandaccuracyindetectingfall．Keywords：falldetection；pressuresensor；thresholdanalysis；supportvectormachine1引

5、言跌倒是指突发、不自主、非故意的体位改变，倒在地面或比初始位置更低的平面上。跌倒在老年人群中非常普遍，据估计，每年约有1／3的65岁以上的老人发生过跌倒，而且比例随着年龄增长而增加⋯。跌倒往往会对老年人的身体带来巨大的损害，有时造成的后果对老年人来说甚至是致命的。严重影响了老年人的身体健康和独立生活能力，并造成了老年人心理上的压力和恐惧，增加了家庭和社会负担。而尽早地检测出跌倒事件可以使他们得到有效及时的帮助，减少医药费用。本文主要以中老年人群中常见的紧急事故——跌倒为研究对象，设计一种可穿戴式的跌倒检测装置来检测人们的跌倒行为，以减少跌倒后发现时间。并且现如今，老年人送往照护

6、机构人数逐年增加，但由于照护人员不足，该装置也可以辅助医护人员监督老人。目前，对跌倒的检测主要有3类基本的方法口⋯：1)基于视频图像的分析；2)基于声频信号的分析；3)基于穿戴式的装置检测。本设计采用现在流行的穿戴式系统设计方法，无线传输技术、微型传感器产品和低功耗电子产品使得穿戴式设汁成为可能，该方法易于与现有的无线通信技术、智能识别技术等相结合，从而达到较好的检测与报警效果。穿戴式装置利用传感器技术，能够快速收稿日期：2011-08ReceivedDate：2011-08·基金项目：中央高校科研基金(CDJRCl7008)、重庆市科技攻关项目(CSCT，2010AA2036

7、)资助项目万方数据576仪器仪表学报第33卷获取和监控各种生理参数，应用在对老年人跌倒与否进行监测，对无监护老年人跌倒监测具有重要意义。2系统设计系统分为硬件设计与软件设计。整个装置的结构如图1所示。装置可分为压力采集模块、基于微处理器的数据处理模块、无线通信模块和后台数据处理4个模块。鬯H鋈H鲎H剑I采集r—’I处理广—1传输广—，1识别I图1跌倒检测装置结构图Fig．1Thestructureofthe叫detectorsystem2．1系统硬件设计穿戴式装置需便于穿戴且为大众所能接受，