基于单片机的老年人摔倒检测系统设计开题报告

 2022-11-25 14:22:46

1. 研究目的与意义

随着社会的发展和进步,世界各地人们的寿命正在不断延长,人口老龄化趋势的加剧,由于老年人躯体功能和认知功能的衰退,再加上一些疾病的困扰,老年人的护理需求明显高于其他人群,老年人的家庭护理成为社会各界关注的问题。

加之现代年轻劳动人口的流动,老人与子女分开居住,削弱了家庭养老的功能,出现了空巢老人、独居老人的现象,老年人的健康问题更加值得人们关注。

随着电子、通信领域技术的飞速发展与日新月异。

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2. 课题关键问题和重难点

关键点:1. 了解分析人体运动过程,通过传感器对人体体态实时数据的进行采集2. 获知人体日常各个动作过程和摔倒程的加速度数据,获得阈值并设计跌倒检测算法。

3. 对各个器件进行粗略选型,并查看是否可配套。

4. 对系统软件进行设计,并通过开发软件将源代码写入MCU。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

根据老年人活动信息采集渠道的分类,现有的信息采集和跌倒检测技术可分为三类:基于视频、基于声学、基于加速度传感器的摔倒检测技术。

基于视频的摔倒检测系统通常只能对固定空间范围实现摔倒检测,使用范围受到限制,且易侵犯隐私;基于声学的摔倒检测系统方法由于精度不高,一般作为其它检测方法的辅助检测手段;基于加速度传感器的摔倒检测系统由于不受检测地点的限制,可以实时监测人体的活动,更适合应用于跌倒检测,因此多数采用此方法来检测老年人摔倒。

然而,由于人体日常行为活动比较复杂,手腕、膝关节、大臂等部位变化比较频繁,以此作为特征部位采集的数据不具有规律性,具有较高误判率。

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4. 研究方案

摔倒检测系统硬件装置主要分为:MCU模块、加速度传感器模块、GPS定位模块、无线通信模块、蜂鸣器报警模块、电源模块。

系统软件主要包括下位软件模块和上位人机交互监测软件模块。

图1为系统硬件框架图。

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5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;第 4 周 参阅有关资料,确定摔倒检测器件,主控芯片,显示器件,分析信号输入电路工作原理;设计系统组成原理框图;第 5 周 设计信号输入、信号处理、显示模块,电机模块的电路参数;绘制电路原理图;第 6 周 确定并绘制单片机系统电路,设计单片机扩展电路;完成中期检查;第 7 周 搭建、焊接硬件电路,对硬件部分进行测试; 第 8 周 理解各模块的关系,设计控制软件框图;第 9 周 设计软件程序,完善软硬件设计;第10周 软硬件联调/软件调试;整理资料,准备撰写论文;第11周 修改、完善并提交毕业论文; 第12周 评阅教师评阅论文,学生根据指导意见修改论文;验收实物成果,接受答辩资格审查;第13周 毕业设计答辩及成绩评定。

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