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基于智能移动终端的人体运动状态监测系统的设计与实现

作 者: 吴忠泽
导 师: 金连文; 李向武
学 校: 华南理工大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 智能移动终端 加速度传感信号 穿戴式计算 Android iOS
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 90次
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内容摘要


伴随硬件高度集成工艺的成熟,传感器技术快速的发展,为基于智能移动终端的人体运动状态的研究提供了物质基础,成熟的模式方法理论为研究提供理论研究基础。最近出现的穿戴式设备,将运动计算从智能手机的后台处理中分离,以独立的硬件设备的形式对运动状态进行识别与监测,同时,将智能移动终端作为中转站和网络后台作为服务器端。本文分别在AndroidiOS两个平台提出了基于智能移动终端的人体行为监测系统的设计与实现:(1) Android平台中,从两个方面对人体运动状态实现了监测:第一,基于三轴加速度传感器的人体运动状态监测,它负责监测全天运动状态,记录各个时间段的运动数据,计算运动步数、运动消耗能量和运动路程,可以进行久坐检测和融合地位置信息求救的跌倒检测,统计每天运动运动类型。同时,对运动数据进行定时的保存,确保数据不易掉失。第二,基于GPS传感器的运动轨迹跟踪,除了可以定位当前位置,还可以SQLite数据库记录用户运动经过的路线,并且可以根据智能手机内部安装的分享平台进行网络分享,同时借助第三方的离线地图API,使用户在地图中浏览运动轨迹更省流量。另外,抓住静止状态这个特殊的运动状态,自适应调节加速度传感器的采样频率,使电池电量从原来一直需要消耗5%电量每小时,降低到1%至5%电量每小时。(2) iOS平台中,用Objective-C语言实现的人体运动状态识别算法,该算法对运动状态进行了运动类型细分,同时也具有跌倒检测的功能。在UI界面设计中,以storyboard架构体系实现各个界面之间的友好交互。整个主界面采用的底部标签形式的导航设计,可让用户在任意两个界面进行快速地切换。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 智能手机应用的发展  10-13
    1.2.1 Android  10-11
    1.2.2 iOS  11-12
    1.2.3 Android 及 iOS 对比  12-13
  1.3 研究内容  13-14
  1.4 本文结构  14-15
第二章 移动健康应用  15-23
  2.1 移动健康应用现状  15-17
  2.2 现有产品与本应用研究的对比  17-19
  2.3 人体行为识别的研究现状  19-21
  2.4 穿戴式计算  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章 三轴加速度信号采集  23-30
  3.1 实现的功能  23
  3.2 开发平台  23-24
  3.3 系统框架  24
  3.4 各模块说明  24-29
    3.4.1 数据采集  24-26
    3.4.2 设置界面  26
    3.4.3 数据查看界面  26-27
    3.4.4 数据文件管理器  27-29
  3.5 本章小结  29-30
第四章 ANDROID 平台的人体行为识别应用  30-60
  4.1 应用简介  30-32
    4.1.1 实现的功能  30-31
    4.1.2 开发平台  31
    4.1.3 系统框架  31-32
  4.2 各模块介绍  32-41
    4.2.1 主界面  33-34
    4.2.2 信息界面  34-35
    4.2.3 设置界面  35-38
    4.2.4 更多界面  38-41
    4.2.5 通知栏  41
  4.3 系统主要功能的算法原理及实现  41-46
    4.3.1 基本动作状态识别算法  41-43
    4.3.2 跌倒检测  43-44
    4.3.3 久坐检测  44
    4.3.4 GPS 运动轨迹  44-46
  4.4 性能优化  46-50
    4.4.1 算法加速  46-47
    4.4.2 省电处理  47-50
  4.5 测试过程  50-55
    4.5.1 功能测试  51-54
    4.5.2 稳定性测试  54-55
  4.6 新旧版对比  55
  4.7 技术难点  55-59
    4.7.1 电池续航  56
    4.7.2 稳定运行  56-58
    4.7.3 单例设计模式的应用  58-59
  4.8 本章小结  59-60
第五章 IOS 平台的人体行为识别应用  60-66
  5.1 简介  60-62
    5.1.1 实现的功能  60
    5.1.2 开发平台  60
    5.1.3 系统框架  60-62
  5.2 应用设计方法  62-63
    5.2.1 界面的设计  62-63
    5.2.2 算法的设计  63
  5.3 应用使用说明  63-64
  5.4 成果展示  64-65
  5.5 本章小结  65-66
总结与展望  66-68
参考文献  68-71
攻读硕士学位期间取得的研究成果  71-72
致谢  72-73
附件  73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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