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一种基于嵌入式Linux的人体平衡监测系统的设计

作　者: 徐堃龙
导　师: 刘政林
学　校: 华中科技大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 嵌入式Linux 人体平衡加速度阈值 GPS GPRS
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

当前社会的人口结构已发展到老龄化阶段,老年人的人身安全问题成为社会发展必须面对的重要课题。其中身体失去平衡后跌倒在地的事件造成的伤害最为严重,除了摔伤造成的伤害外,不能得到及时的救助也会诱发其本身潜在的疾病或者是可能在恶劣的环境中受到更多的伤害(比如寒冷天气环境下)。本课题基于嵌入式技术实现了一款便携式的人体平衡监测系统,使用加速度传感器捕获人体的在三维空间中各个轴方向的加速度信号,然后转换为数字信号,并使用基于加速度的特征值进行阈值判断,如果超出阈值就怀疑当前人体失去了平衡,然后对人体姿态进行分析,确认当前人体跌倒在地且无法依靠自身的力量重新站立起来恢复平衡后,使用GPS系统获得当前的位置和时间信息,并将这些信息填充在短信中使用GPRS模块发送出去。在该系统中使用了加速度传感器模块、微处理器模块、GPS模块、GPRS模块等硬件系统,实现了该电路板的嵌入式Linux系统移植、Linux系统下的加速度传感器驱动程序设计、GPS数据解析程序设计、GPRS通信控制程序设计、基于加速度的阈值判定算法程序设计、简单人体姿态判定程序设计等。本课题设计的系统可以有效对独自活动的老年人的人身安全提供保障,使其可以放心的进行日常户外活动,提高了生活质量,减小了家人承受的压力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
一、绪论  8-13
  1.1 课题背景与研究意义  8-10
  1.2 国内外的研究现状与发展趋势  10-11
  1.3 论文的主要内容与结构安排  11-13
二、人体平衡监测的理论基础与系统总体方案的设计  13-16
  2.1 人体平衡监测的理论基础  13-14
  2.2 系统设计需要考虑的因素  14-15
  2.3 系统总体方案设计  15
  2.4 本章小结  15-16
三、系统各模块的驱动程序的设计  16-32
  3.1 系统的硬件结构  16-17
  3.2 为系统移植Linux 内核和根文件系统  17-20
  3.3 加速度传感器模块驱动程序设计  20-27
  3.4 GPS 数据解析程序设计  27-31
  3.5 GPRS 通信控制程序设计  31
  3.6 本章小结  31-32
四、人体平衡监测应用程序的设计  32-40
  4.1 数据预处理  34-36
  4.2 人体加速度分析  36-38
  4.3 简单人体姿态分析  38-39
  4.4 本章小结  39-40
五、实验结果与分析  40-43
  5.1 试验样机  40
  5.2 实验结果与讨论  40-42
  5.3 本章小结  42-43
六、总结与展望  43-45
  6.1 本文总结  43
  6.2 研究展望  43-45
致谢  45-46
参考文献  46-49

一种基于嵌入式Linux的人体平衡监测系统的设计

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