老人跌倒报警器的设计

老人跌倒报警器的设计(任务书,开题报告,论文17000字)
摘  要
近几年来社会老龄化程度加剧，越来越多的人开始关注老年人的医疗监护和身体健康的状况。由于老年人的体质原因，跌倒成为了危害老年人身体状况的一大杀手，有时一个普通的跌倒就会导致严重的伤害，比如骨折、晕倒，甚至是死亡。而且我国社区服务质量参差不齐，加上老人的子女工作繁忙，无法时时刻刻陪伴在老人身旁；与此同时，“讹人”事件多发，社会信任面临巨大挑战，老人跌倒没人扶、不敢扶。这些都对我国的老年人监护工作带来了巨大的挑战。
本文研究了当今比较主流的几种跌倒检测的方式，分析利弊，设计了一种可穿戴式的老人跌倒报警装置。该装置挂在老人的腰部，是基于STM32的跌倒检测与报警装置，老人运动的加速度信息由ADXL345采集，经过算法判断，判断为跌倒，报警器就发出报警，并将报警信息和地理位置发送给监护人，以便老人得到及时救助，降低老人受到的伤害。
本文设计和实现的跌倒检测装置可以很好的完成对老年人日常活动中意外跌倒事件的检测，在保障老年人健康生活方面具有较高的研究价值和实际意义。
关键词：STM32  加速度传感器  跌倒检测
 
 Design of Fall Alarm for the Elderly(Hardware)
ABSTRACT
In recent years, levels of society aging have increased. More and more people come to concentrate on the elderly medical monitoring and physical health conditions. Because of the physical reasons of the elderly, falls have become a major killer of the physical condition of the elderly. At times an normal fall can lead to serious injuries, such as fractures, fainting, and even death. What’s more, the quality of community service in our country is uneven, coupled with the busy work of the elderly’s children who can not be accompanied by the elderly at all times. At the same time, the "blackmail" incidents happen and social trust is facing great challenges. No one help and dare not help when the elderly fall. Great challenges have been brought to the guardianship of the elderly in our country by all these.
In this paper, several ways of falling fall detection are studied. I weigh the pros and cons and then I design a wearable fall alarm device for the elderly. The device hangs in the old man's waist. It is a fall detection and alarm device based on STM32. It collects acceleration and inclination data through the ADXL345 sensor and judges whether the human body falls through the threshold algorithm. Once a fall is detected, the device will issue an alarm and the alarm information and geographical location will be sent to the Guardian so that the elderly can be rescued in a timely manner to reduce the harm suffered by the elderly.
In this paper, the fall detection device designed and realized can well detecte accidental falls in the daily activities of the elderly, and has high research value and practical significance in safeguarding the healthy life of the elderly.
Keywords: STM32; acceleration sensor: fall detection
 

目  录
摘  要    I
ABSTRACT    II
第一章  绪 论    4
1.1 课题背景及研究意义    4
1.2 国内外的研究状况    5
1.2.1 基于视频图像的跌倒检测系统    5
1.2.2 环境式跌倒检测系统    6
1.2.3 可穿戴式的跌倒检测系统    6
1.3 论文的主要研究内容及安排    7
1.3.1 主要研究内容    7
1.3.2 论文安排    8
第二章 系统的整体方案    9
2.1 系统设计思路    9
2.1.1 跌倒姿态分析    9
2.1.2 系统功能设计    11
2.2 系统整体结构    11
2.3 系统主要器件选型    12
2.3.1单片机芯片的选择    12
2.3.2传感器的选择    13
2.3.3无线传输模块的选择    13
2.3.4无线定位模块的选择    14
第三章 系统的硬件设计    15
3.1 主控模块    15
3.1.1  STM32F103C8T6单片机    15
3.1.2 主控模块的电路设计    15
3.2 传感器模块    18
3.2.1 ADXL345传感器    18
3.2.2 ADXL345角度测量原理    21
3.2.3 传感器电路模块的电路设计    22
3.3 GPS模块    22
3.3.1 NEO-6M GPS模块    22
3.3.2 GPS模块电路设计    23
3.4 GSM模块    25
3.4.1 GSM＿SIM800A模块    25
3.4.2 GSM模块电路设计    26
3.5 蜂鸣器报警电路    27
3.6 按键电路    28
第四章 电路的制作与调试    29
4.1 PCB原理图的设计    29
4.1.1 Altium Designer软件介绍    29
4.1.2 使用AD制作电路板的流程    29
4.1.3 报警器的原理图设计    30
4.1.4 报警器的PCB电路图设计    31
4.2 硬件焊接与调试    33
4.2.1 电路板的焊接    33
4.2.2 单片机程序的下载    34
4.2.3 跌倒报警器的调试    34
4.3    跌倒报警器的功能测试    35
第五章 系统测试与结果分析    37
5.1 实验设计    37
5.1.1 系统佩戴位置    37
5.1.2 实验方法    37
5.1.3 阈值的确定    39
5.1.4 评价指标    41
5.2 实验过程    41
5.2.1 系统的执行过程    41
5.2.2 跌倒的检测    42
5.3 结果分析    43
第六章 总结与展望    45
6.1 工作总结    45
6.2 未来展望    46
参考文献    47
致谢    49