基于三轴加速度传感器的跌倒检测技术的研究与应用

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随着老龄化社会的到来,有助于老年人的远程医疗、远程活动监测系统已成为无线传感器网络领域的研究热点之一。跌倒检测系统的主要目标是能够将跌倒和正常的日常活动行为区分开来,准确无误地监测跌倒行为的发生,判断是否需要报警,尽可能降低跌倒对老年人带来的伤害。传统的系统解决方案主要有视频图像分析法和声频信号分析法,但它们都有一定的局限性。而穿戴式检测装置具有体积小、方便携带、低功耗等特点,满足跌倒检测系统的需求,通过单片机采集到三轴加速度数据,无线传输信息进行实时监测,以达到跌倒报警的目的。本文对基于MEMS(Micro-electro-mechanical System)’惯性传感器的跌倒检测系统进行了研究。首先采用MMA7455三轴加速度传感器和CC2430平台构成数据采集节点,三轴加速度数据通过射频发送给传感器网关节点,由串口把数据传输至PC机,得到跌倒动作和日常行为的原始数据,利用硬件补偿和卡尔曼软件滤波的方法降低了噪声产生的误差。然后在以SVM(Signal Magnitude Vector)为特征量,竖直方向上的偏移角和速度为辅助判断的基础上提出了一种三级跌倒检测算法。最后在PC机上使用C#语言,visual studio2010开发环境对跌倒检测系统进行了实现,通过试验证明了系统的准确性和可行性。
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