【正文】 MHz 的外部晶體或頻率高達(dá)50MHz 的外部振蕩器?？膳渲脙?yōu)先級(jí)和向量地址。(8)2個(gè)32 位定時(shí)器/外部事件計(jì)數(shù)器（帶4 路捕獲和4 路比較通道）、PWM 單元（6路輸出）和看門狗。此外，LPC2146/8 提供8kB 的片內(nèi)RAM，可被USB 的DMA 控制器訪問。單個(gè)Flash 扇區(qū)或整片擦除時(shí)間為400ms。LPC2141/2/4/6/8主要特性(1)16/32 位ARM7TDMIS 微控制器，超小LQFP64 封裝。128 位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32 位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行。 首先，在監(jiān)護(hù)方面，ARM7 TDMIS CPU負(fù)責(zé)從藍(lán)牙模塊接收信息，然后根據(jù)設(shè)備提供的操作指令做出響應(yīng)的處理方法，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)報(bào)警信號(hào)的監(jiān)控。通過LCD顯示信號(hào)源，處理命令，用戶與控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)信息交互。采用愛立信(Ericsson)公司的ROKl01008型電路作為藍(lán)牙無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)與座機(jī)/移動(dòng)手機(jī)的通信。使用ARM7 TDMIS CPU 作為主控制器，ARM7 TDMIS CPU是整個(gè)系統(tǒng)的核心?；贏RM7，結(jié)合藍(lán)牙技術(shù)和固話/移動(dòng)通訊的跌倒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)構(gòu)架如下圖31。隨著人民生活水平的提高，市民們自然越來越注重自身特別是老年人的身體健康，而跌倒問題困擾很多老年人家庭，因此更迫切地需要優(yōu)質(zhì)的、方便的、隨時(shí)隨地的醫(yī)療保健服務(wù)。如果“姿勢(shì)”變量用“躺著”和“站著”表示，豎直加速度變量的有無用“真”和“假”表示，身體表面振動(dòng)變量的有無也用“真”和“假”表示，那么跌倒行為的初級(jí)傳感器信息融合的規(guī)則如下：如果(姿勢(shì)＝“站著” and加速度＝“真” and振動(dòng)＝“真”) 所以情況是跌倒如果(姿勢(shì)＝“站著” and加速度＝“真” and振動(dòng)＝“假”) 所以情況是已經(jīng)跌倒并且死了如果(姿勢(shì)＝“站著” and加速度＝“假” and振動(dòng)＝“真”) 所以情況是行走如果(姿勢(shì)＝“站著” and加速度＝“假” and振動(dòng)＝“假”) 所以情況是遠(yuǎn)離傳感器如果(姿勢(shì)＝“躺著” and加速度＝“真” and振動(dòng)＝“真”) 所以情況是傳感器功能故障如果(姿勢(shì)＝“躺著” and加速度＝“真” and振動(dòng)＝“假”) 所以情況是傳感器功能故障如果(姿勢(shì)＝“躺著” and加速度＝“假” and振動(dòng)＝“真”) 所以情況是休息如果(姿勢(shì)＝“躺著” and加速度＝“假” and振動(dòng)＝“假”) 所以情況是遠(yuǎn)離傳感器或者肯定死了傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。如圖23。 傳感器的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)于隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算重復(fù)性指標(biāo)是比較合理的方法。遲滯大小一般由實(shí)驗(yàn)確定，其值以滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示： (221)式中，為輸入值在正反行程間的最大差值。假定實(shí)際校準(zhǔn)點(diǎn)有n個(gè)，對(duì)應(yīng)的輸出值是y，則第i個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與擬合直線上相應(yīng)值之間的殘差為 (215)最小二乘法擬合直線的擬合原則就是使 為最小值，也即使 對(duì)k和b的一階偏導(dǎo)等于零，從而求出b和k的表達(dá)式，即： (216)從以上兩式求出k和b為： (217) (218)于是，可得最小二乘法最佳擬合直線方程： (219)式中， (220)在以上三個(gè)線性表示方法中，最小二乘法線性度的擬合精確度最高，平均選點(diǎn)法次之，端基線性度最低。其斜率和截距可以分別求得：前半部n/2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)系中心A的坐標(biāo)為： ， (211)后半部n/2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)系中心B的坐標(biāo)為：， (212)通過這兩個(gè)點(diǎn)系中心和的直線的斜率為： (213)直線在y軸上的截距為： ； (214)把斜率和截距代入直線方程式(28)中，即得平均選點(diǎn)法的擬合直線，再由此求出非線性誤差。這種擬合方法比較簡(jiǎn)單直觀，應(yīng)用比較廣泛，但因?yàn)闆]有考慮所有校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的分布，擬合精度很低，尤其當(dāng)傳感器有比較明顯的非線性時(shí)，擬合精度更差。由此可見，非線性誤差的大小是以一定的擬合直線或理想直線作為基準(zhǔn)直線算出來的，因此，基準(zhǔn)直線不同所得出的線性精度就不一樣，一般并不符合擬合直線必須通過所有檢測(cè)點(diǎn)，而只要找到一條能反映校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一般趨勢(shì)同同時(shí)又使誤差絕對(duì)值為最小的直線就行。靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件是指沒有加速度，振動(dòng)，沖擊（除非這些參數(shù)本身就是被測(cè)量）；環(huán)境一般為室溫20℃；相對(duì)溫度不大于85℃；大氣壓為101327177。傳感器如果沒有遲滯及蠕變效應(yīng)，其靜態(tài)特性就可用下列多項(xiàng)式代數(shù)方程來表示： (21)式中，x為輸入量（被測(cè)量）；y為輸出量；a0為零位輸出；a1為傳感器靈敏度，常用k表示；a2……an為非線性項(xiàng)的待定常數(shù)。 傳感器的靜態(tài)特性靜態(tài)特性表示傳感器在被測(cè)量各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出輸入關(guān)系。61第2章 傳感器第2章 傳感器模塊 概述傳感器的定義是在非電量測(cè)試技術(shù)中，首先遇到的是將各種非電量變換為電量，我們稱能夠完成這種變換功能的裝置為傳感器。醫(yī)療保健在發(fā)達(dá)國(guó)家中是第一大產(chǎn)業(yè)，甚至超出了信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在中國(guó)，同樣也將是最大的產(chǎn)業(yè)之一。(2)深圳市“家用緊急呼援系統(tǒng)——親情通”：20074，深圳市民政局、市老齡辦正式啟動(dòng)為深圳高齡獨(dú)居老人免費(fèi)安裝“家用緊急呼援系統(tǒng)——親情通”計(jì)劃，深圳市將為2000名高齡獨(dú)居老人免費(fèi)安裝這套設(shè)備。(1)上海的“安康通”：2001年5月28日，上海為推進(jìn)信息化居家養(yǎng)老，開通了“安康通”為老人緊急呼叫援助服務(wù)系統(tǒng)。跌倒監(jiān)護(hù)的最終目的不是預(yù)防跌倒而是快速檢測(cè)，估計(jì)嚴(yán)重程度，很快有效地幫助病人。國(guó)外的研究結(jié)果普遍認(rèn)為，老年跌倒是多種因素交互作用的結(jié)果，既包括年齡相關(guān)的生理性變化，也包含一種或多種病理因素(疾病與服藥等)、行為因素和環(huán)境因素的聯(lián)合作用等。我國(guó)老年人口數(shù)量巨大，老齡化水平進(jìn)展迅速，只用了1/4個(gè)世紀(jì)的時(shí)間便實(shí)現(xiàn)了西方大多數(shù)國(guó)家歷經(jīng)1個(gè)世紀(jì)，甚至更長(zhǎng)時(shí)間才完成的人口結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，其直接后果之一就是老齡人口的疾病與傷害所造成的死亡和殘疾人數(shù)迅猛增加，老齡化帶來的跌倒方面的問題也更嚴(yán)重。跌倒的疾病負(fù)擔(dān)包括醫(yī)療和康復(fù)的支付與提供支持性服務(wù)的花費(fèi)，死亡、殘疾和日常生活能力下降所造成的社會(huì)和家庭負(fù)擔(dān)，以及預(yù)防跌倒的措施和健康促進(jìn)費(fèi)用等。由此可見，跌倒已成為影響老年人群健康的一個(gè)重要原因。美國(guó)老年人只占總?cè)丝诘?2%，因跌倒致死的老年人卻占總?cè)巳褐械揽倲?shù)的75%。老年人因跌倒而住院的數(shù)量是因其它傷害住院的5倍之多，跌倒住院時(shí)間是其它原因住院時(shí)間的2倍。由于大多數(shù)的跌倒并不造成死亡或嚴(yán)重的損傷，許多人對(duì)老年人跌倒并不以為然，但跌倒同樣可能造成嚴(yán)重后果，約有5%的跌倒會(huì)造成骨折，10%或更多造成腦部損傷、軟組織損傷或脫臼等，降低老年人活動(dòng)能力。老年人的基本生活得到了保障，城市初步建立了養(yǎng)老保險(xiǎn)制度和包括老年人在內(nèi)的醫(yī)療保險(xiǎn)制度，以及居民最低生活保障制度；農(nóng)村實(shí)行以土地保障為基礎(chǔ)的“家庭養(yǎng)老為主與社會(huì)扶持相結(jié)合”的養(yǎng)老保障制度。第1章 緒論老年人跌倒遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)畢業(yè)論文目 錄摘 要 IAbstract III第1章 緒論 1 課題背景及意義 1 4 4第2章 傳感器模塊 5 概述 5 傳感器的靜態(tài)特性 5 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 10 自制傳感器模塊 10 11第3章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 概述 13 老年人跌倒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)具有功能 14 老年人跌倒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要構(gòu)成模塊功能 14 主控制器模塊 14LPC2141/2/4/6/8主要特性 15 16第4章 藍(lán)牙技術(shù) 17 概述 17 藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 17 藍(lán)牙技術(shù)與其它相關(guān)技術(shù)的比較分析 19 藍(lán)牙的協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 21 選用藍(lán)牙模塊 21 ROK101 008的工作原理 23 藍(lán)牙模塊硬件接口 25 26第5章 基于藍(lán)牙技術(shù)的數(shù)據(jù)采集 27 數(shù)據(jù)采集 27 無線數(shù)據(jù)采集模塊方案 27 數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計(jì) 27 無線數(shù)據(jù)采集模塊原理框圖 28 數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試 29 數(shù)據(jù)采集模塊軟件流程 29 數(shù)據(jù)處理接口 29 29結(jié) 論 31參考文獻(xiàn) 33附錄1 35附錄2 39附錄3 43致謝 55第1章 緒論 課題背景及意義中國(guó)１９９９年進(jìn)入了老齡社會(huì)，目前是世界上老年人口最多的國(guó)家，占全球老年人口總量的五分之一。老年人的醫(yī)療健康問題突出，尤其是跌倒引起的疾病。在跌倒所造成的骨折中，骸部骨折帶來最嚴(yán)重、數(shù)量最多的健康問題和死亡。大量資料表明，老年跌倒是許多國(guó)家老年人群的主要死亡原因之一。1995和1996年WHO統(tǒng)計(jì)年鑒中，中國(guó)城市中75歲以上的男性和女性以及6574歲的女性，跌倒死亡率均為各國(guó)之首，分別為137/10萬、171110萬、16110萬:6574歲中中國(guó)城市男性和中國(guó)農(nóng)村男性和女性跌倒死亡率也位居前列，分別為21/10萬、23/10萬、12/10萬:中國(guó)農(nóng)村75歲以上人口的跌到死亡率與美國(guó)相差甚微(見表11)。表11不同國(guó)家性別及年齡跌倒死亡率（/10萬） 國(guó)家65——74≥75年份男 女男 女中國(guó)農(nóng)村231261561994中國(guó)城市21161371711994斯里蘭卡2232361986泰國(guó)30421981毛里求斯50001994厄瓜多爾4614131871988烏拉圭7685771990墨西哥2410981141993瑞典19111321161992美國(guó)12666571993俄羅斯17627221994 同未跌倒的老年人相比，跌倒的老年人不僅在身體健康和日常生活能力上有不同程度的下降，而且對(duì)他們的社會(huì)活動(dòng)、精神與心理狀態(tài)等方面也有很大的影響，跌倒或險(xiǎn)些跌倒可能使老年人產(chǎn)生擔(dān)心跌倒的心理而對(duì)自己的活動(dòng)加以限制，使老年人生活依賴性增加和活動(dòng)能力下降，甚至對(duì)做某些活動(dòng)的能力失去信心，這樣又增加了跌倒的危險(xiǎn)性，形成惡性循環(huán)，年齡越大，這種心理影響越明顯。在中國(guó)，迄今尚未見關(guān)于跌倒的疾病負(fù)擔(dān)報(bào)道，然而，跌倒造成的疾病負(fù)擔(dān)不能忽視。因此，在未來的2030年中，跌倒和跌倒所致的傷害將成為老年人的主要的健康、心理與社會(huì)問題。跌倒的頻率是年齡與其它因素相疊加的累積效應(yīng)，跌倒的可能性隨著危險(xiǎn)因素的增多而增加。圍繞此課題國(guó)內(nèi)外尚沒有成體系的理論，但有許多類似的理論和成果應(yīng)用到實(shí)際生活當(dāng)中去。“安康通”是個(gè)和老人家里電話連線的呼叫器，按下按鈕，就可與市社區(qū)服務(wù)熱線呼叫中心對(duì)話，哪怕老人因突發(fā)急病無法開口求救，呼叫中心的電腦終端也會(huì)自動(dòng)識(shí)別來電機(jī)主，從中心數(shù)據(jù)庫中調(diào)取老人事先登記的相關(guān)資料如姓名、年齡、病史、住址、子女或志愿者聯(lián)系方式等，立即施以援手。據(jù)提供設(shè)備和技術(shù)平臺(tái)的深圳同人電子有限公司負(fù)責(zé)人介紹，“親情通”是其公司研發(fā)、設(shè)計(jì)的專利電子智能呼救援助系統(tǒng)，可同時(shí)輸入8個(gè)親人或急救等重要電話，老人一旦面臨突發(fā)疾病、遭遇險(xiǎn)情等緊急情況下，只需按動(dòng)“親情通”的呼叫器，該公司為此建立的平安服務(wù)中心平臺(tái)就會(huì)立即接收到老人的求援，按照原先設(shè)置的號(hào)碼逐一打出盡快聯(lián)系到其親人。隨著人民生活水平的提高，市民們自然越來越注重自身特別是老年人的身體健康，因此更迫切地需要優(yōu)質(zhì)的、方便的、隨時(shí)隨地的醫(yī)療保健服務(wù)。傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是：線性度，遲滯，重復(fù)性和靈敏度。這種多項(xiàng)式代數(shù)方程可能有四種情況；(1)理想線性，在這種情況下，因此得到： (22)因?yàn)橹本€上任何點(diǎn)的斜率都相等，所以傳感器的靈敏度為 (23)(2)在坐標(biāo)原點(diǎn)附近相當(dāng)范圍內(nèi)輸出輸入特性基本呈線性，在這種情況下，式（21）中除線性項(xiàng)外只存在奇次非線性項(xiàng)，即： (24)對(duì)應(yīng)的曲線為 (25)(3)輸出輸入特性曲線不對(duì)稱，這時(shí)在式(21)中，除線性項(xiàng)外非線性項(xiàng)只是偶次項(xiàng)，即: (26)(4)普遍情況的表達(dá)式是式(31)所對(duì)應(yīng)的特性。7800pa(760177。下面介紹幾種不同線性度的定義和表達(dá)方法。(2)平均選點(diǎn)線性度——為了尋找較理想的擬合直線，可將測(cè)量得到的n個(gè)檢測(cè)點(diǎn)分成數(shù)目相等的兩組；前半部n/2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為一組；后半部n/2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為另一組。平均選點(diǎn)法求得的擬合直線示于圖22。但最小二乘法線性度的計(jì)算最繁瑣。 重復(fù)性：重復(fù)性表示傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度。分別求出全部校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與其相應(yīng)行程的標(biāo)準(zhǔn)偏差a，然后按下計(jì)算重復(fù)性誤差： (222)A前的系數(shù)取2時(shí)，誤差完全依正態(tài)分布，置信概率為95﹪；取3時(shí)，﹪。實(shí)際被測(cè)量隨時(shí)間變化的形式可能是各種各樣的，在研究動(dòng)態(tài)特性時(shí)通常根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)輸入特性來考慮傳感器的響應(yīng)特性。跌倒行為可由這三個(gè)傳感器信息融合來檢測(cè)得到：身體的姿勢(shì)由方位傾斜傳感器測(cè)量，豎直加速度變量由壓電加速計(jì)測(cè)量，無意識(shí)的身體表