ADXL345基于加速度传感器的人体跌倒检测研究(3)

菜单

1.3 本人工作

综上所述，目前的跌倒检测大多是三轴加速度检测结合跌倒后的静态状态来检测跌倒,并且在检测到跌倒后发出定位或者是报警信号来使老人得到及时的救助[15]。然而这个时候跌倒已经发生了，伤害已经造成，如果能够在跌倒的过程中就判断出跌倒，并进行一定的缓冲防护措施，就可以大大减少伤害，本文的主要工作就是通过三轴加速度计对包括跌倒在内的日常活动的加速度数据进行采集，在经过分析之后建立一个跌倒的数学模型并验证其准确性，来快速实时的判断跌倒，以便于发出预警，为后续的安全措施（如弹出安全气囊等）打下基础。

1) 构建基于三轴动（静）态加速度传感器的人体姿态检测系统；

2) 设计并搭建跌倒检测系统的硬件电路；

3) 编译数据采集，数据处理等相关程序；

4) 进行相关跌倒实验验证软硬件系统的可行性，并采集跌倒相关的参数；

5) 利用MATLAB对采集到的数据进行相关的计算和处理，并画出相应的曲线图；

6) 建立人体平衡模型，分析人体运动过程中各个主要参数的变化；

7) 研究判断跌倒的判据，查阅相关资料，结合对所得数据的分析结果建立跌倒的阈值模型，结合实验数据验证所选择的阈值模型的准确性，结合实际情况减少误判率；

1.4 章节安排

本文章节的安排如下：

第一章介绍研究背景及意义、国内外研究现状和本人的具体工作。

第二章主要介绍跌到保护系统的总体设计，传感器的工作原理，并且详细说明本文所需要完成的工作。之后介绍本文所需要完成工作的硬件设计，并对其中不同的硬件模块、他们之间的通信方式以及输出电路的接口进行了介绍。

第三章主要介绍整个本文的软件设计，结合软件流程图介绍了整个软件部分的工作原理，并且介绍了串口通信的流程以及SPI通信的时序问题。

第四章建立人体平衡模型，对人体运动进行分类和举例，并设计实验来进行数据采集。然后对测试到的不同的行为组进行了详细的数据分析，主要就三轴加速度的趋势以及总加速的值进行了相关的分析。为后续的建模做准备。

第五章根据前一章的实验数据分析，进行总结和归纳，并根据分析结果对跌倒行为进行建模，主要依据阈值来区分跌倒与非跌倒。并且验证所建立的跌倒模型的准确性。

2 系统总体设计

2.1 跌倒保护系统框架

如图2.1为前文中所提到的跌倒保护系统的结构框架图，整体的工作流程设想为：由ADXL345进行数据采集，经过LPC1114进行数据处理之后结合跌倒模型进行判断和分析，当所采集的数据符合所建立的数学模型的时候，即对跌倒进行预警并弹出相应的安全措施，复位之后收起安全措施并重新开始进入正常的工作模式（采集数据并判断）。