下载文档原格式
高级操作系统期末论文题目基于加速度传感器的老人跌倒检测报警系统基于加速度传感器的老人跌倒检测报警系统摘要：在社会逐渐走向老龄化的今天，独自生活的老年人的行动安全已经成为社会的重要问题。
以前大多数的报警系统多采用按键式的报警方式，实际上，来年人摔倒时，常常失去自我意识，所以单纯依靠老年人摔倒后主动触发报警具备一定的风险。
随着开源的Android平台移动终端操作系统的推出，这一系统具备广泛的兼容性，为了减少老年人因跌倒造成的身心伤害，利用当前android 手机集成的加速度传感器进行人体跌倒的检测，当检测到人体发生跌倒时对老人当前的位置进行定位并调用SMS将摔倒的信息和位置信息发送到预先设置的紧急联系人手机，可以提高老年人摔倒报警的准确性。
关键词：加速度传感器;跌到检测;定位;SMSAbstract:Today, gradually aging society, the elderly living alone safety has become an important problem of social action. Before most of the alarm system use touch-tone phones more alarm way, in fact, when people fall next year, often lose consciousness, so rely on initiative to trigger the alarm after the elderly fall have a certain risk. As open-source Android platform of mobile terminal operating system, the introduction of the system have a wide range of compatibility, in order to reduce the physical and mental damage caused by the fall in the elderly, using the current Android integration acceleration sensor falls for human detection, when the detected human body fall occurs on the current position of the old man to locate and invoke the SMS will fall information and location information sent to the preset emergency contact phone, can improve the accuracy of the elderly fall alarm.Keywords：acceleration sensor; detect; location;SMS1前言1.1 研究背景及意义随着我国人口老龄化的趋势，如何照看老年人成为社会各界关注的问题。
三轴加速度传感器在跌倒检测中的应用前言人们在跌倒后会面临双重危险。
显而易见的是跌倒本身可能对人体产生伤害；另外，如果跌倒后不能得到及时的救助，可能会使结果更加恶化。
例如，许多老年人由于其身体比较虚弱，自理能力和自我保护能力下降，常常会发生意外跌倒，如果得不到及时的救助，这种跌倒可能会导致非常严重的后果。
有资料显示，很多严重的后果并不是由于跌倒直接造成的，而是由于跌倒后，未得到及时的处理和救护。
当出现跌倒情况时，如果能够及时地通知到救助人员，将会大大地减轻由于跌倒而造成的危害。
不仅是对老人，在很多其他情况下，跌倒的报警也是非常有帮助的，尤其是从比较高的地方跌倒下来的时候。
比如人们在登山，建筑，擦窗户，刷油漆和修理屋顶的时候。
这促使人们越来越热衷于对跌倒检测以及跌倒预报仪器的研制。
近年来，随着iMEMS®加速度传感器技术的发展，使得设计基于三轴加速度传感器的跌倒检测器成为可能。
这种跌倒检测器的基本原理是通过测量佩戴该仪器的个体在运动过程中的三个正交方向的加速度变化来感知其身体姿态的变化，并通过算法分析判断该个体是否发生跌倒情况。
当个体发生跌倒时，仪器能够配合GPS模块以及无线发送模块对这一情况进行定位及报警，以便获得相应的救助。
而跌倒检测器的核心部分就是判断跌倒情况是否发生的检测原理及算法。
ADXL3451是ADI公司的一款3轴、数字输出的加速度传感器。
本文将在研究跌倒检测原理的基础上，提出一种基于ADXL345的新型跌倒检测解决方案。
iMEMS加速度传感器ADXL345iMEMS 半导体技术把微型机械结构与电子电路集成在同一颗芯片上。
iMEMS加速度传感器就是利用这种技术，实现对单轴、双轴甚至三轴加速度进行测量并产生模拟或数字输出的传感器。
根据不同的应用，加速度传感器的测量范围从几g到几十g不等。
数字输出的加速度传感器还会集成多种中断模式。
这些特性可以为用户提供更加方便灵活的解决方案。
ADXL345是ADI公司最近推出的基于iMEMS技术的3轴、数字输出加速度传感器。
基于三轴加速度传感器的老年人摔倒防护系统设计
史峰;彭雪鹏;付饶
【期刊名称】《今日自动化》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】随着老龄化社会的发展进程,老年人摔倒问题已经成为影响老年人身体的重要因素。
跌倒是老年人意外事故的第二大主因,中国每年因跌倒造成的直接医疗费用在50亿元以上,社会代价约为160~180亿元。
根据老年人跌倒时的常见状态,研究了一种老年人摔倒防护装置,包含ESA吸能壳体、多室气囊、铝蜂窝缓冲管、检测系统、控制系统。
检测系统中的三轴加速度传感器检测到跌倒信号后,控制系统激发铝蜂窝缓冲管弹出,实现瞬间复合防护。
【总页数】3页(P42-44)
【作者】史峰;彭雪鹏;付饶
【作者单位】抚顺职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
【相关文献】
1.基于三轴加速度传感器和电子罗盘的人体摔倒监测系统
2.基于三轴加速度传感器的老年人摔倒检测系统
3.基于三轴加速度传感器的摔倒检测系统
4.Android手机三轴加速度传感器使用——老年人摔倒无线检测
5.基于三轴加速度传感器的老年人摔倒检测算法的设计与实现
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
上海交通大学硕士学位论文基于三轴加速度传感器的跌倒检测技术的研究与应用姓名：孙新香申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：马伟敏;张鑫20081001基于三轴加速度传感器的跌倒检测技术的研究与应用摘要在社会逐渐走向高龄化的今天，老年人所占的比率也逐渐增加，老年人的行动安全已成为社会的重要问题。
针对老年人易跌倒的问题，除了事前的防范之外，在发生跌倒情况时，最重要的就是在第一时间内尽快送至医院，以降低伤害。
因此，建立一套完善的跌倒探测与通信系统是相当重要的。
本研究课题的目的是希望利用电子信息技术来实现对老年人身体姿态和运动的实时监控，当发生异常跌倒时，将老年人跌倒位置及时进行发布。
这样不仅可以减轻社会和子女的压力，也可以让老年人不再因为害怕跌倒而减少外出、减少活动，使他们可以更加放心的走出家门，提高老年人晚年生活的品质。
在分析比较国内外跌倒检测及相关技术的基础上，并考虑到产品的实用性和系统的成本等因素，本文设计了基于三轴加速度传感器、嵌入式单片机、CDMA无线通信和gpsOne空间定位技术的跌倒探测器。
利用三轴加速度传感器采集人体的三维加速度值，并由单片机进行分析，当探测到有异常跌倒发生时，在进行空间定位后，将发生跌倒的位置通过无线通信的方式进行发布。
如何对加速度数据进行分析并判断发生异常跌倒是本文研究的核心问题。
本文在阈值判断的基础上结合满足阈值时间点前后加速度矢量变化的过程来判定是否发生跌倒。
另外，设计中还通过报警机制来降低假阳性和假阴性。
并在跌倒检测算法的基础上实现了整个跌倒探测器的硬件和软件架构的设计。
经实验分析，本文设计的跌倒探测器可以实时探测人体姿态。
当发生跌倒时，能在20秒内判断出是否发生异常跌倒，其平均准确率为88.57%；并且在发生跌倒后，跌倒探测器将发生跌倒的位置及时进行发布。
本文的工作对解决老人的行动安全问题，构建以人为本的和谐社会有着非常积极的意义。
关键词：跌倒探测器，三轴加速度传感器，跌倒检测算法，gpsOneResearch of Fall Detection Technology based on 3-axis AccelerometerABSTRACTAs the proportion of elder people of our society grows bigger, the movement safety of elderly has become a social problem. For the people who suffer from harmful falling, one of the best steps he can take is ensuring that reliable and immediate help is available to reach him at all times. So it is very important to set up a perfect detecting and alarming system that can monitor the daily movement of the people with falling potential. The main purpose of this research is to design a realizable portable fall detection device which can measure and analysis the real-time body gesture and movement by electronic technology, and if it detects the user’s falling movement, the device can send out alarm with the user’s geographical location information to some health watch response organization. Obviously, it will be very valuable for the senior that this device can not only improve their personal independence and life quality but also reduce the pressure of their children and the society.Based on the comparison analysis of the literature about the fall detectiontechnology or associated theory, we bring out the design of fall detection device which adopts the technology of 3-axis accelerometer, embedded MCU, CDMA wireless communication and gpsOne with careful consideration of function and cost. The accelerometer measures and collects the user’s acceleration and transfer data to MCU in which an embedded algorithm analyzes the user’s movement and monitors their body status. If the device decides that the user is undergoing falling down, it will first start the function of geographical locating by gpsOne, and after that it will send out the alarm with this location information by SMS. How to assess the acceleration data, figure out the user’s movement and give out the arbitration of falling is the main problem. Furthermore, we introduce the alarm processing mechanism to decrease the possibility of false positive or false negative cases. All the fall detection algorithm and humane interface have been implemented by a practical hardware platform and the relevant embedded firmware at last.After we constructed a prototype, we design a series of experiments to evaluate its performance. The result shows that the fall detection device can measure the user’s gesture and when it detects falling movement, it can make arbitration in 20 seconds and send out an alarm with geographical location information. The average accuracy rate of the judgments is 88.57%. The successful implementation of this fall detection device will make greatcontribution to improving the personal movement safety of the elderly and be very significant for create harmonious atmosphere of our society.Keyword: Fall Detector, 3-axis accelerometer, Algorithm of Fall Detection, gpsOne上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
科技与创新┃Science and Technology &Innovation·56·2019年第06期文章编号：2095－6835（2019）06－0056－02基于加速度传感器的摔倒检测报警系统设计陈旭，向琦，陈芳（西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621000）摘要：随着我国人口老龄化进程的加快，对老年人监护问题正逐渐成为一个社会问题。
研究并设计了一种基于加速度传感器的摔倒检测报警系统，以STM32F103单片机为核心，控制加速度传感器实时采集姿态数据，经过数据分析和处理后，利用阈值摔倒检测算法判断摔倒行为，并将老人所在位置以短信方式发送到监护人手机端。
实验测试结果表明，该系统摔倒识别率高达94.5%，准确度高，应用前景较为广泛。
关键词：加速度传感器；摔倒检测；STM32单片机；阈值算法中图分类号：TP273文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2019.06.056目前，中国已成为老年人口最多且人口老龄化发展速度最快的国家之一[1]。
据统计，每年有33%的65岁以上老人发生过跌倒[2]。
跌倒除了导致老年人死亡外，还可能导致大量疾病，轻则划伤或骨折；重则昏厥、脑血管意外，甚至瘫痪[3]。
而多数严重后果并非源自摔倒本身，而是在于摔倒后未能及时得到救助和处理，如果在摔倒后第一时间通知救护人员救助，则可大大降低摔倒后的危险程度[4]。
因此，对老人摔倒检测及报警开展研究具有十分重要的实际意义。
1系统设计本文设计的摔倒检测报警系统总体设计如图1所示。
该系统主要由主控芯片、加速度传感器、GPS 定位模块和GSM 通信模块构成。
以STM32F103单片机为主控芯片，利用加速度传感器MPU6050实时采集老人的姿态信息，结合阈值摔倒检测算法判断摔倒行为；当老人摔倒且一分钟无响应时，单片机控制GSM 通信模块，将从GPS 模块获得的位置信息以短信的方式发送到监护人手机端，以便老人得到及时救治。
基于MPU6050的老人摔倒检测系统设计摘要：如何减少老年人摔倒造成的伤害已经成为国内外研究人员的一个研究焦点。
MPU6050传感器集成的三轴加速度和角速度传感器对人体运动行为和姿态进行检测，综合判断老人是否摔倒。
系统利用GSM模块通信，同时利用GPS模块进行定位。
采用了阈值判定摔倒检测算法，提高了判断的准确性，并能够识别老人从不同的角度摔倒。
关键词：摔倒检测，阀值算法，MPU6050，GPS，GSM中图分类号：TN609⁃34 文献标识码：A0 引言目前国内外对于摔倒识别的研究层出不穷，甚至有的研究成果已经作为产品面世。
根据获取摔倒信息手段的不同，目前的摔倒识别技术主要分为：用户自主启动型报警系统、基于视频装置的摔倒探测系统、基于MEMS传感器的摔倒姿态检测系统等[1][2]。
用户自主型报警系统具有一些难以避免的缺点：用户在摔倒之后必须没有失去意识，有一定的活动能力。
另外，目前基于视频装置的摔倒探测系统对于用户的隐私权还不能完全保证，而且存在一些视频的死角等问题。
基于MEMS传感器的摔倒探测系统是指嵌入了微型传感器的设备，这种检测系统可以实时监测人体的活动，通过算法判断是否发生了摔倒。
这种判断方式可以应用于摔倒之后晕倒的情况，对患有老年精神疾病的对象也可以实现保护；另外对用户的隐私实现了最大程度的保护，应用的范围限制也比较小，是一种比较理想的摔倒检测系统。
MPU6050 的角速度感测范围最高可以达到±2000°/s，能够准确地追踪动作; 加速度感测范围最高可以达到±16g，完全能满足对人体摔倒动作的检测要求。
本文运用一种新型的MEMS 传感器MPU6050，能同时对三轴加速度及三轴角速度进行检测，通过实验设定了加速度与角速度阈值，通过阈值与人体姿态数据的组合分析能较准确的对人体摔倒进行检测判断[3]。
1 系统设计原理本文是基于MPU6050传感器设计的可老人摔倒检测系统，原理框图如图1所示。
一种基于三轴加速度的跌倒检测方法李政【摘要】提出了一种新的跌倒检测方法,基于三轴加速度数据和模式识别.这种方法利用MMA7260Q加速度传感器来识别物体运动时的加速度变化.由于在跌倒的过程中,三轴信号包含于宽广的信号区域中,因而文中提出的方法利用加速度峰值和加速度能量曲线来产生三轴加速度信号.利用文中提出的方法可避免由于人体在跌倒时由角度变化而产生的误差.根据实验结果,该方法在检测跌倒发生时的准确率可达90％以上.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)003【总页数】5页(P11-14,18)【关键词】跌倒检测;三轴加速度;模式识别【作者】李政【作者单位】西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安 710071【正文语种】中文【中图分类】TP277.1随着社会老龄化的不断发展，预计到2030年空巢老年人家庭的比例将达到90%，届时我国老年人家庭将空巢化［1］，而跌倒已成为老年人发病和死亡的重要原因之一［2］。
人体跌倒是指突发、不自主的、非故意的体位改变，倒在地上或更低的平面上［3］。
据统计，我国人群中因跌倒意外伤害死因顺位中排名第4，而在65岁以上的老年人中则位居首位，并随年龄的增加跌倒的死亡率急剧上升，在85岁以上的老年人中达到了高峰［4］。
若在日常生活中，老年人发生跌倒时，能及时发现，从而避免了更严重的后果［5］。
1 跌倒检测的研究现状跌倒检测是远程健康监护系统中家庭终端的一种实现方式，涉及多个领域，包括信号采集与处理、信号特征提取、数据传输等方面的研究［1］。
本文主要从跌倒特征信号的提取进行研究，通过三轴加速度无线传感器，运用模式识别的理论，对数据进行判别，从而检测是否有跌倒现象发生，进而自动发出报警短信，通知家人或医疗机构。
目前已有多名学者对跌倒检测进行研究，主要方法有:(1)从3个轴加速度各自的变化情况对跌倒进行判断［5］，其不足之处是，以其中某一轴作为判断，对传感器佩戴方位要求严格，这在实际中难以实现。
目录摘要： (1)0 前言 (2)1单片机简介 (2)1.1 STC89C52引脚及其功能 (3)1.2 中断系统 (5)1.3 定时器/计数器 (7)1.4 串行口及IIC总线接口 (8)2 ADXL345加速度传感器简介 (9)2.1 ADXL345工作原理 (9)2.2 ADXL345内部寄存器介绍 (10)2.3 ADXL345通过IIC总线方式连接简介 (11)3 LCD1602液晶简介 (12)3.1 主要接口及存储器映射 (12)3.2 基本操作时序 (13)4 系统分析与实现 (13)4.1 硬件连接 (14)4.2 程序流程 (15)4.3 部分程序代码 (16)4.4 系统运行说明 (20)5 结论 (21)参考文献 (21)基于加速度传感器的坠落检测系统（河南大学物理与电子学院，河南开封，475004）摘要：硬盘在读写数据时，磁头与碟片之间的间距很小，同时碟片转速也很高，因此，外界的震动很容易就可能对硬盘造成很大的伤害，造成数据丢失的后果。
为提高耐用性我们必须能够可靠的检测到“自由落体”坠落，保证硬盘磁头在碰撞到来前停止工作，从而避免或减轻硬盘可能受到的损坏。
ADXL345是一款非常适合移动设备的加速度传感器，低功耗、高分辨率，可通过SPI 或IIC数字接口访问数字输出数据。
它可以检测静态或动态重力加速度，自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。
这里利用ADXL345三轴加速度计检测重力加速度的方法，检测系统状态，模拟硬盘坠落保护系统。
同时，根据三轴测量结果，计算各方向的倾斜角度，实现对系统姿态的感知。
关键词：MEMS；ADXL345；单片机；坠落检测；The Fall sensing System Based on Digital AccelerometerGao Xiang(School of Physics and Electronics, Henan University, Henan Kaifeng 475004, China) Abstract:The space between the read head and disc is so small while hard disk is reading or writing data, the speed is very high in the same time, a little shock may cause considerable damage to the hard disk and destroy data. We must detect Free-fall reliable to ensure the read head stop reading or writing data before the shock comes, in order to avoid or less damaging,The ADXL345 is a small, thin, ultralow power accelerometer with high resolution, which is well suited for mobile device applications, its digital output data is accessible through erther a SPI or IIC digital interface.It measures the static acceleration of gravity and dynamic acceleration resulting from motion or shock. Free-fall sensing detects if the device if falling.By the way of check the measurements of acceleration, to judge whether the system is falling down, we can simulate the fall sensing system of hard disk. Similar, comparing the acceleration on any axis and calculate the inclination changes, to realize the detection and control of the system. Key words:MEMS;ADXL345;Microcontrollers;Fall sensing;10 前言随着高保真多媒体内容的不断演进，大大的改善了我们的视听体验，同时也带来巨大的存储容量需求，高容量硬盘更多的用在便携式电子设备中，硬盘驱动器的自我保护变得至关重要。
