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一种老年人移动健康监护系统的研究

作　者: 秦晓华
导　师: 袁克虹
学　校: 清华大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 移动监护心率检测跌倒检测传感器网络
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 53次
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内容摘要

近年来我国老年人口比例逐渐上升,子女异地工作的情况日渐多见,老年人空巢现象增多,老年人的日常监护需求越来越大,尤其是应对各种突发意外的生命安全监护越来越重要。本文目的在于设计一种老年人移动监护系统,能够实现移动跌倒、心率和心电实时监测并报警,紧急情况自动电话呼叫与GPS定位,为老人的抢救赢得宝贵时间,从而减少突发事件对老年人的健康威胁。本文首先介绍了采用层次化的结构总体设计。第一层为传感器层,用于采集并实时分析各种与生命健康有关的数据,本文实现了三个传感器节点:跌倒检测、腕部脉搏信号检测以及心电信号检测;第二层为手持终端,用于汇集各传感器数据,综合判断并实现数据远程传输、呼叫以及定位;第三层为健康监护软件,位于远程服务器,实现数据库管理,数据显示等。传感器层与手持终端层之间采用星型拓扑2.4GHz射频网络连接,手持终端层与服务器层采用基于GPRS的TCP/IP网络通信。自动呼叫功能由手持终端通过GSM网络完成。GPS定位由手持终端上的GPS模块实现。手持终端实现了传感器网络中心节点的电路与通讯、GPS定位系统的硬件和软件、用户交互、GPRS网络上传数据到服务器及自动呼救等功能。对跌倒的智能判断和心率信息检测本文分别提出了自己的检测算法和实验结果。跌倒检测方面提出四个判别跌倒动作的指标,基于四个指标建立联合阈值法来判别跌倒,该算法能够对跌倒与正常慢动作、跑步、突然蹲下三类动作做出区分。针对心率检测本文设计了两种检测方案,一种是基于压电薄膜传感器的腕部脉搏检测方案,另一种是通过非标准导联的ECG信号计算瞬时心率。

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摘要 2-3Abstract 3-7第1章引言 7-16 1.1 选题意义和背景 7-8 1.1.1 老年人面临的危险因素 7-8 1.1.2 老年人监护需求以及本课题的意义 8 1.2 国内外研究情况 8-14 1.2.1 国外发展情况 8-11 1.2.2 国内研究现状 11-12 1.2.3 相关技术介绍 12-14 1.3 本论文的主要研究内容 14-16第2章系统总体方案 16-25 2.1 系统结构 16-18 2.2 主要方案 18-24 2.2.1 传感器层与手持终端数据传输方案 18-22 2.2.2 手持终端与远程服务器数据传输方案 22-23 2.2.3 监护报警方案 23-24 2.3 本章小结 24-25第3章手持终端的设计 25-39 3.1 手持终端的结构与程序框架 25-28 3.1.1 手持终端的体系结构 25-26 3.1.2 手持终端的程序流程 26-28 3.2 交互界面设计 28-31 3.2.1 显示方案设计 28-30 3.2.2 用户输入方案 30 3.2.3 交互流程与状态机 30-31 3.3 传感器网络汇聚点设计 31-32 3.4 定位系统设计 32-34 3.5 远程数据传输与紧急呼救 34-37 3.6 电源方案 37-38 3.7 本章小结 38-39第4章跌倒检测单元设计 39-52 4.1 跌倒检测单元硬件设计 39-41 4.2 跌倒检测算法 41-51 4.2.1 跌倒检测算法的指标 41 4.2.2 数据采集与分析 41-46 4.2.3 跌倒计算指标与流程 46-51 4.3 跌倒检测实验验证 51 4.4 本章总结 51-52第5章心电信号与心率检测单元的设计 52-60 5.1 心电信号采集 52-56 5.1.1 心电信号放大 53-55 5.1.2 信号采样 55-56 5.2 脉搏检测单元的设计 56-57 5.3 心率检测算法 57-59 5.4 本章总结 59-60第6章服务器端监护软件设计 60-66 6.1 界面设计 60 6.2 体系结构 60-61 6.3 实现方法 61-65 6.3.1 UDP 服务器的设计 61-63 6.3.2 基于WEB 的信息查看平台设计 63-65 6.4 本章总结 65-66第7章总结和展望 66-68 7.1 总结 66-67 7.2 展望 67-68参考文献 68-71致谢 71-72个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 72

一种老年人移动健康监护系统的研究

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