基于CC2541的老年人摔倒检测系统设计.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TN99密级：公开UDC：62学号：151663基于CC2541的老年人摔倒检测系统设计研究生姓名：史丽霞导师姓名：朱纪军申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称生物医学工程论文答辩日期2018年6月7日二级学科名称学位授予日期2018年月日答辩委员会主席左敦稳教授评阅人左敦稳教授吕华副教授2018年6月日硕士学位论文基于CC2541的老年人摔倒检测系统设计专业名称：生物医学工程研究生姓名：史丽霞导师姓名：朱纪军RESEARCHONATYPEOFFALLDETECTIONSYSTEMFORTHEELDERL

2、YBASEDONCC2541ADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYSHILi-xiaSupervisedbyProf.ZHUJi-junSchoolofBiologicalScienceandMedicalEngineeringSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢

3、的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅

4、和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要随着中国社会进入快速老龄化阶段，老年人的群体总数迅速增加。老年群体大多伴有慢性非传染性疾病，这些疾病会造成老年人生理机能的衰退和躯体功能障碍，使得老年人摔倒的几率明显高于其他群体。老年人摔倒可能造成不同程度的伤病甚至死亡，而摔倒造成的后果与摔倒后救助等待的时间长短密切相关。因此，及时获取摔倒信息对于老年人得到及时的救助尤为重要。随着电子信息技术的快速发展，越来越多的检测

5、摔倒的方法和设备不断出现，相比视频、环境等检测方法，可穿戴式摔倒检测方法在成本、空间等方面均具有优势。因此，本文采用CC2541芯片设计了一种用于检测老年人摔倒的可穿戴式系统。主要工作内容有以下几点：（1）研究了检测老年人摔倒常用的方法和判别算法，并调研了市面上的主流检测设备。根据应用场景确定了系统总体方案，包括设备佩戴的特征位置，参考坐标系的建立，系统总体架构的设定。（2）依照系统的总体方案，明确了摔倒检测系统的硬件方案，完成了样机的制作，包括传感器的外围电路设计、低功耗蓝牙的阻抗匹配、印刷电路板（PrintedCircuitBoard，PCB

6、）的设计。（3）针对硬件系统设计了下位机程序和手机应用端软件，实现了数据的采集、传输和保存功能，并采用两步扩展卡尔曼滤波、互补滤波、DMP-卡尔曼滤波解算被测对象的姿态角，提出了摔倒的判定依据。（4）通过对老年人的日常行为活动数据和摔倒行为数据进行测试，验证了样机的可行性，并用三种数据融合算法对采集到的数据进行处理分析，证明了算法的有效性，其中DMP—卡尔曼滤波算法性能较好。从测试的结果可知，本文的设计能较为准确的检测到人体的姿态角，为摔倒检测设备提供了一个有效的参考。关键词：CC2541，卡尔曼滤波，DMP，互补滤波IAbstractAbstr

7、actWiththerapidagingofChinesesociety,thetotalnumberofelderlypeopleincreasesrapidly.Mostoftheelderlypeopleareaccompaniedbychronicnon-infectiousdiseases.Thesediseasescancausephysiologicaldeclineandphysicaldysfunction,makingtheelderlyfallsignificantlymoreoftenthanothergroups.Fal

8、lsintheelderlymaycausedifferentdegreesofinjuryorevendeath,andthecons