基于STM32的跌倒防護(hù)裝置研究
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3．2 軟件整體設(shè)計(jì)
結(jié)合跌倒判斷算法后，系統(tǒng)的整體軟件框圖如圖4所示。
4 實(shí)驗(yàn)測試
測試時(shí)為避免測試者在實(shí)驗(yàn)過程中摔傷，所有跌倒實(shí)驗(yàn)都在一張雙人床上完成，跌倒在雙人床上與跌倒在地面唯一不同的是，跌倒在地面產(chǎn)生的加速度沖擊會(huì)更大。因此，對本系統(tǒng)而言，跌倒在地面的情況會(huì)更容易檢測出來。
系統(tǒng)測試分為兩部分，第一部分是通過模擬老年人幾種典型的跌倒方式來檢驗(yàn)跌倒判斷的識別率，在將要發(fā)生跌倒事件時(shí)，能夠準(zhǔn)確無誤的觸發(fā)報(bào)警。測試內(nèi)容包括向前跌倒，向后跌倒，向左側(cè)跌倒，向右側(cè)跌倒這4種典型類型的跌倒，每類跌倒各試驗(yàn)50次。
第二部分通過正常的日?；顒?dòng)來檢測本系統(tǒng)的誤報(bào)率，實(shí)驗(yàn)的日?；顒?dòng)包括步行、彎腰、下蹲和慢跑等日常行為，同樣每類實(shí)驗(yàn)也進(jìn)行50次。測試結(jié)果如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/192863.htm
由表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看到在實(shí)驗(yàn)條件下，每種跌倒的跌倒識別率都在95％以上。在捧除老年人做劇烈運(yùn)動(dòng)的情況下(如表中的慢跑)，日常事件的誤報(bào)率約為0％，所設(shè)計(jì)的跌倒檢測系統(tǒng)能檢測出絕大多數(shù)的跌倒事件并準(zhǔn)確報(bào)警，對日常行為的誤報(bào)較低。
為了提高系統(tǒng)的可靠性，本次還研究了從防跌倒裝置開始報(bào)警到老年人完全跌倒在地上之間的時(shí)間，我們根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)和算法，得到裝置開始報(bào)警到老年人完全跌倒在地上之間采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，再根據(jù)采樣時(shí)間求得時(shí)間。此時(shí)間越長表示后續(xù)的防護(hù)措施可進(jìn)行更復(fù)雜的保護(hù)，老年人跌倒受傷的幾率就越低。防護(hù)措施可用時(shí)間如表2所示。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)使用了三軸加速度傳感器ADXL345，三軸角速度傳感器L3G4200D、nRF24L01無線傳輸模塊和STM32F103RBT6嵌入式處理器，實(shí)時(shí)采集人體跌倒的加速度和角速度數(shù)據(jù)，并運(yùn)用了以特征量閾值判斷的跌倒檢測算法為主的解決方案，完成了老人跌倒檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過試驗(yàn)分析，排除老年人做劇烈運(yùn)動(dòng)的情況下，系統(tǒng)能準(zhǔn)確地檢測跌倒并能在老年人未著地之前報(bào)警并實(shí)施后續(xù)防護(hù)措施，其準(zhǔn)確率高。且本系統(tǒng)可靠性高、簡單，易于穿戴。
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