论文总字数：23493字

摘 要

随着社会老龄化速度的加快和家庭结构的演变，中国“空巢”家庭数量大量增加。空巢老人现象也引发了越来越多的老年人健康问题，全社会对老年人日常生活中的安全问题已经越来越重视，更是国内外学者的研究热点。跌倒以及因跌倒后救治不及时造成的二次伤害是危害老年人身心健康的重要原因。因此，设计一套完善的跌倒识别与报警系统是相当有益且重要的。

而如今随着电子通信技术的飞速发展，智能手机已经成为现代人离不开的重要工具，携带方便，价格合适。如今智能手机不仅拥有电话、短信等通讯功能，还内置了大量不同的传感器，如加速度传感器、方向传感器、GPS等。因此，智能手机十分适合用于开发这样一套跌倒识别与报警系统。

基于以上的研究背景，本文分析设计了一套使用智能手机为载体的跌倒识别与报警系统，具体研究内容如下：

1）本文对老年人跌倒的原因及其过程进行了研究与分析，根据跌倒过程中人体加速度的变化情况，分析设计了一套使用加速度传感器进行运动姿态感知的跌倒检测算法。根据人体在日常活动中与跌倒时加速度变化情况的不同，设计了一个基于阈值法的跌倒检测算法。

2）设计了一个较为完整的跌倒识别与报警系统。该系统通过上述的跌倒检测算法进行跌倒检测，并在用户发生跌倒情况后自动进行报警。保障了老年人独自活动时的人身安全，降低了跌倒以及因跌倒后救治不及时而对老人照成的危害。

3）在安卓智能手机上编码实现了该跌倒识别与报警系统。完成了跌倒识别与报警系统的全部功能，并且经过实验检验了设计的算法的准确性、稳定性。

关键词：跌倒检测算法；加速度传感器；阈值法；智能手机

Abstract

With the acceleration of population aging and the evolution of family structure, the number of empty nest families in China has increased significantly. Empty nests also pose greater health problems for the elderly. The whole society is paying more and more attention to the safety of population in daily life, which has become the reference point for scientists at home and abroad. The common falls and injuries caused by delayed treatment after falls are important reasons for the physical and mental health of the elderly. Therefore, it is very useful and important to design a complete folding resolution and alarm system. With the acceleration of population aging and the evolution of family structure, the number of empty nest families in China has increased significantly.

Today, with the rapid development of electronic communication technology, smart phones have become an important tool for modern people. They are easy to wear and affordable. Today, the functions of smart phones are highly developed. In addition to the basic call function, they also have a number of built-in sensors, such as acceleration sensors and GPS sensors. Therefore, the smart phone is very suitable for developing a set of fall recognition and alarm system.

Based on the research history so far, this paper analyzes and designs a system to identify the descent and alarm, which USES the smart phone as the carrier. The specific contents of the study are as follows:

1) this document examines and analyzes the causes and processes of the decline. According to the change of human body acceleration during falling, a set of drip-motion detection algorithm was developed. The acceleration difference between human body and daily activities is analyzed, and a fall detection algorithm based on threshold method is developed.

2) developed a relatively complete alarm and fall identification system. The system USES the previous crash detection algorithm to detect incidents and automatically sends out alerts when the user is not working. It ensures that older people are safe in their own time, reduces the harm caused by falls, and delays treatment after a fall.

3) code drop recognition system and android smart phone alarm. All the functions of the drop and alarm recognition system are completed, and the accuracy and stability of the algorithm are tested by experiments.

Keywords: Algorithm of Fall Detection； Accelerometer；Threshold method； Smartphone；

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究内容 2

1.4 论文章节安排 3

第2章 跌倒检测算法分析 4

2.1 跌倒原因分析 4

2.2 跌倒过程分析 4

2.3 阈值法跌倒检测 5

第3章 系统总体设计 6

3.1 系统概述 6

3.2 需求分析 6

3.3 系统结构设计 6

3.4 系统功能设计 7

3.4.1 跌倒检测模块 7

3.4.2 报警模块 7

3.4.3 参数设置模块 8

3.5 界面设计 8

第4章 系统实现与测试 9

4.1 实验环境 9

4.2 系统功能模块实现 9

4.2.1 跌倒检测模块实现 9

4.2.2 报警模块实现 11

4.2.3 参数设置模块实现 14

4.3 系统测试 15

第5章 总结与展望 17

5.1 论文及开发总结 17

5.2 未来展望 17

参考文献 19

致谢 21

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着中国社会经济水平不断提升，各地医疗保障机构的建立，医疗水平不断的发展与完善，我国已经整体步入了老龄化国家的行列。2018年，国家统计局的统计数据显示，我国60周岁及以上人口占总人口比重的17.9%，其中65周岁及以上人口占总人口比重的11.9%^[1]。我国真正迈入了老龄化社会，由此引发的越来越多的老年人身心健康问题已经成为了社会关注的焦点。与此同时，中国社会经济不断发展，流动人口增加，大量年轻人外出务工、忙于工作、疲于生计，无暇照顾家中的老人，又因为中国传统家庭观念，老人们普遍更愿意在家中养老而不是去养老院度过晚年，再上加这一代的独生子女人数众多，我国将出现越来越多的空巢老人现象。

而对于老年人的身心健康问题，有许多的影响因素，其中，跌倒是影响老年人日常身心健康的重要因素之一。老年人因自身身体机能下降、且多患有各类慢性疾病，一旦跌倒，往往会受到十分严重的伤害，影响老年人的晚年生活质量，更为严重的，甚至会导致死亡。而且有统计资料显示，很多严重的后果不仅仅是跌倒本身所致，还是因为未能得到及时的救治。因此当跌倒后，若能及时采取相应的措施，就可大大减轻降低跌倒对老年人所造成的伤害。

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