【正文】 ，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、心理與社會問題。2000年我國60歲以上老年人達到總?cè)丝?0%； %，成為典型的老齡化國家。在中國，迄今尚未見關(guān)于跌倒的疾病負擔報道，然而，跌倒造成的疾病負擔不能忽視。此外，跌倒還給家庭和社會帶來沉重負擔。表11不同國家性別及年齡跌倒死亡率（/10萬） 國家65——74≥75年份男 女男 女中國農(nóng)村231261561994中國城市21161371711994斯里蘭卡2232361986泰國30421981毛里求斯50001994厄瓜多爾4614131871988烏拉圭7685771990墨西哥2410981141993瑞典19111321161992美國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，而且對他們的社會活動、精神與心理狀態(tài)等方面也有很大的影響，跌倒或險些跌倒可能使老年人產(chǎn)生擔心跌倒的心理而對自己的活動加以限制，使老年人生活依賴性增加和活動能力下降，甚至對做某些活動的能力失去信心，這樣又增加了跌倒的危險性，形成惡性循環(huán)，年齡越大，這種心理影響越明顯。在北京海淀區(qū)老年人19871994年損傷與中毒調(diào)查顯示，跌倒己是老年人損傷與中毒死亡原因的首位死因。1995和1996年WHO統(tǒng)計年鑒中，中國城市中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之首，分別為137/10萬、171110萬、16110萬:6574歲中中國城市男性和中國農(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:中國農(nóng)村75歲以上人口的跌到死亡率與美國相差甚微(見表11)。與兒童相比，老年人跌倒住院可能性增加10倍、死亡增加8倍。大量資料表明，老年跌倒是許多國家老年人群的主要死亡原因之一。發(fā)生骸骨骨折的老年人中，1/4在6個月內(nèi)死亡，超過50%的存活者出院后尚需入住私人療養(yǎng)院，他們的期望壽命將減少10%15%，生命質(zhì)量明顯下降。在跌倒所造成的骨折中，骸部骨折帶來最嚴重、數(shù)量最多的健康問題和死亡。國外65歲以上的老年人每年有30%跌倒一次或多次，而且老年跌倒概率隨年齡遞增，80歲以上的老年人跌倒的發(fā)生機率高達50%，在某些社會機構(gòu)例如老人院中跌倒的發(fā)生率更高。老年人的醫(yī)療健康問題突出，尤其是跌倒引起的疾病。國家成立了全國老齡工作委員會，確定了老齡工作的目標、任務(wù)和基本政策；頒布了《中華人民共和國老年人權(quán)益保障法》，制定了《中國老齡事業(yè)發(fā)展“十五”計劃綱要》，把老齡事業(yè)明確納入了經(jīng)濟社會發(fā)展的總體規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。第1章 緒論老年人跌倒遠程監(jiān)護系統(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 13 概述 13 老年人跌倒監(jiān)護系統(tǒng)具有功能 14 老年人跌倒監(jiān)護系統(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 藍牙技術(shù) 17 概述 17 藍牙技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 17 藍牙技術(shù)與其它相關(guān)技術(shù)的比較分析 19 藍牙的協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 21 選用藍牙模塊 21 ROK101 008的工作原理 23 藍牙模塊硬件接口 25 26第5章 基于藍牙技術(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 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 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１９９９年進入了老齡社會，目前是世界上老年人口最多的國家，占全球老年人口總量的五分之一。中國政府高度重視和解決人口老齡化問題，積極發(fā)展老齡事業(yè)，初步形成了政府主導(dǎo)、社會參與、全民關(guān)懷的發(fā)展老齡事業(yè)的工作格局。老年人的基本生活得到了保障，城市初步建立了養(yǎng)老保險制度和包括老年人在內(nèi)的醫(yī)療保險制度，以及居民最低生活保障制度；農(nóng)村實行以土地保障為基礎(chǔ)的“家庭養(yǎng)老為主與社會扶持相結(jié)合”的養(yǎng)老保障制度。跌倒是老年人常見的傷害事件，是老年人群傷殘、失能和死亡的主要原因，對老年人的健康和生活自理的威脅甚大，給家庭和社會帶來巨大的負擔，是老年人重要的衛(wèi)生保健問題，也是一個應(yīng)予重視的社會問題。由于大多數(shù)的跌倒并不造成死亡或嚴重的損傷，許多人對老年人跌倒并不以為然，但跌倒同樣可能造成嚴重后果，約有5%的跌倒會造成骨折，10%或更多造成腦部損傷、軟組織損傷或脫臼等，降低老年人活動能力。在美國，1996年超過25萬名老年人發(fā)生了艦骨骨折，絕大多數(shù)發(fā)生在70歲以上的老年人中，這些髓部骨折中90%以上是由跌倒造成，是跌倒后住院的首要原因，總花費超過了100億美元。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，跌倒住院時間是其它原因住院時間的2倍。在美國，傷害是65歲以上人口第六位致死的原因，而跌倒致死數(shù)占傷害死亡總數(shù)的三分之二，每年有1800人因跌倒而死亡， 9500名老年人死亡與跌倒有關(guān)，老年人的外傷性傷害的40%由跌倒造成。美國老年人只占總?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%。我國疾病監(jiān)測系統(tǒng)19911995年監(jiān)測資料結(jié)果顯示，但在60歲以上的人群中。由此可見，跌倒已成為影響老年人群健康的一個重要原因。因此，跌倒己不是一個單純的健康問題，而是老年人的一個重要的社會保健問題。跌倒的疾病負擔包括醫(yī)療和康復(fù)的支付與提供支持性服務(wù)的花費，死亡、殘疾和日常生活能力下降所造成的社會和家庭負擔，以及預(yù)防跌倒的措施和健康促進費用等。世界人口老齡化的加重，不可避免需承受跌倒帶來的與日俱增的疾病負擔。我國老年人口數(shù)量巨大，老齡化水平進展迅速，只用了1/4個世紀的時間便實現(xiàn)了西方大多數(shù)國家歷經(jīng)1個世紀，甚至更長時間才完成的人口結(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重。一直到20世紀八十年代，各國政府和居民都認為跌倒及其相關(guān)的傷害是一種意外，是不可能被合理解釋的偶然事件。國外的研究結(jié)果普遍認為，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。影響跌倒因素的錯綜復(fù)雜，跌倒的危險因素既存在共性，也存在一定地域差異。跌倒監(jiān)護的最終目的不是預(yù)防跌倒而是快速檢測，估計嚴重程度，很快有效地幫助病人。因此我進行了這次課程設(shè)計希望能盡量設(shè)計出一套比較完善的設(shè)計方案。(1)上海的“安康通”：2001年5月28日，上海為推進信息化居家養(yǎng)老，開通了“安康通”為老人緊急呼叫援助服務(wù)系統(tǒng)。除了生命救助，老人可以足不出戶就可以享受到家電、物業(yè)維修、購物送貨、聘用保姆、代繳水電費、開鎖修鎖、叫醒服務(wù)、預(yù)約訂車、法律咨詢、心理咨詢等等服務(wù)。(2)深圳市“家用緊急呼援系統(tǒng)——親情通”：20074，深圳市民政局、市老齡辦正式啟動為深圳高齡獨居老人免費安裝“家用緊急呼援系統(tǒng)——親情通”計劃，深圳市將為2000名高齡獨居老人免費安裝這套設(shè)備。在社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展的同時，上海深圳正在逐步進入老齡化的階段。醫(yī)療保健在發(fā)達國家中是第一大產(chǎn)業(yè)，甚至超出了信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在中國，同樣也將是最大的產(chǎn)業(yè)之一。跌倒是老年人重要的衛(wèi)生保健問題，也是一個應(yīng)予重視的社會問題。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。如果沒有傳感器對原始參數(shù)進行精確可靠的測量，那么無論是信號轉(zhuǎn)換或信息處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示與控制都是不可能實現(xiàn)的。 傳感器的靜態(tài)特性靜態(tài)特性表示傳感器在被測量各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出輸入關(guān)系。 線性度通常為了方便標定和數(shù)據(jù)處理，要求傳感器的輸出輸入關(guān)系是線性關(guān)系，并正確無誤的反映被測量的真值，但實際上只有在理想情況下。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式代數(shù)方程來表示： (21)式中，x為輸入量（被測量）；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為非線性項的待定常數(shù)。由上所知，傳感器的輸出不可能絲毫不差地反應(yīng)被測量的變化，總存在著一定的誤差。靜態(tài)標準條件是指沒有加速度，振動，沖擊（除非這些參數(shù)本身就是被測量）；環(huán)境一般為室溫20℃；相對溫度不大于85℃；大氣壓為101327177。60mmhg)的情況。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直線算出來的，因此，基準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點，而只要找到一條能反映校準數(shù)據(jù)的一般趨勢同同時又使誤差絕對值為最小的直線就行。(1)端基線性度——把傳感器校準數(shù)據(jù)的零點輸出平均值和滿量程輸出平均值連成直線，作為傳感器特性的擬合直線，其方程為： (28)式中，y為輸出量；x為輸入量；b為y軸上的截距；k為直線斜率。這種擬合方法比較簡單直觀，應(yīng)用比較廣泛，但因為沒有考慮所有校準數(shù)據(jù)的分布，擬合精度很低，尤其當傳感器有比較明顯的非線性時，擬合精度更差。兩組檢測點各自具有“點系中心”。其斜率和截距可以分別求得：前半部n/2個檢測點的點系中心A的坐標為： ， (211)后半部n/2個檢測點的點系中心B的坐標為：， (212)通過這兩個點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，即得平均選點法的擬合直線，再由此求出非線性誤差。圖22平均選點法的擬合直線 這種擬合方法的精度比較高，檢測點在擬合直線兩側(cè)合理分布，數(shù)據(jù)處理也不很復(fù)雜。假定實際校準點有n個，對應(yīng)的輸出值是y，則第i個校準數(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k和b的一階偏導(dǎo)等于零，從而求出b和k的表達式，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，平均選點法次之，端基線性度最低。 遲滯：遲滯特性表明了傳感器在正（輸出量最大）反（輸入量最大）行程間輸出——輸入曲線重合的程度。遲滯大小一般由實驗確定，其值以滿量程輸出的百分數(shù)表示： (221)式中，為輸入值在正反行程間的最大差值。特性曲線一致，重復(fù)性就好，誤差也小。根據(jù)標準偏差計算重復(fù)性指標是比較合理的方法。 靈敏度：線性傳感器校準曲線的斜率就是其靜態(tài)靈敏度，非線性傳感器的靈敏度則隨輸入量而變化，線性傳感器靜態(tài)靈敏度k的計算式如下： (223)例如，一個位移傳感器在位移變化1mm（輸入信號的變化量）時，輸出電壓變化300mV（輸出信號的變化量），則其靈敏度為300mV/mm。 傳感器的動態(tài)特性動態(tài)特性是指傳感器對于隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。標準輸入有兩種：呈正玄變化和階躍變化的輸入。如圖23。經(jīng)過定量/定性轉(zhuǎn)換后，三個傳感器信息分別變成了布爾型符號數(shù)據(jù)來表征“姿勢”、“加速度”和“振動”。如果“姿勢”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，身體表面振動變量的有無也用“真”和“假”表示，那么跌倒行為的初級傳感器信息融合的規(guī)則如下：如果(姿勢＝“站著” and加速度＝“真” and振動＝“真”) 所以情況是跌倒如果(姿勢＝“站著” and加速度＝“真” and振動＝“假”) 所以情況是已經(jīng)跌倒并且死了如果(姿勢＝“站著” and加速度＝“假” and振動＝“真”) 所以情況是行走如果(姿勢＝“站著” and加速度＝“假” and振動＝“假”) 所以情況是遠離傳感器如果(姿勢＝“躺著” and加速度＝“真” and振動＝“真”) 所以情況是傳感器功能故障如果(姿勢＝“躺著” and加速度＝“真” and振動＝“假”) 所以情況是傳感器功能故障如果(姿勢＝“躺著” and加速度＝“假” and振動＝“真”) 所以情況是休息如果(姿勢＝“躺著” and加速度＝“假” and振動＝“假”) 所以情況是遠離傳感器或者肯定死了傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。