老人跌倒检测报警系统设计(附件)【字数：8112】
摘 要老人跌倒检测报警器在独居老人出行时应用十分普及。而如今单片机已经进入各个领域，考虑到其具有物美价廉、功能齐全强大、使用方便灵活、可靠性高等优点，所以本设计将STC89C52单片机为核心器件，采用ADXL345倾角传感器实时采集倾角数据，将数据发送到单片机上进行处理，由此检测判断老人是否摔倒。如果一旦检测出老人摔倒，用蜂鸣器报警提醒周围的人有事故发生，再有GSM自动发送短信上报给指定的人，由此设计并实现了老人跌倒检测报警系统的功能。
目 录
第一章 引言 1
1.1应用背景 1
1.2国内外的研究状况 1
1.3 课题内容 2
第二章 老人跌倒检测报警系统设计 3
2.1系统控制要求 3
2.2硬件电路设计 3
2.3模块电路设计 3
2.3.1单片机最小系统模块设计 3
2.3.2 ADXL345倾角传感器模块 5
2.3.3 GSM模块 5
2.3.4 蜂鸣器报警模块 6
2.3.5按键模块 6
2.3.6 LED指示灯模块 7
2.3.7 总电源电路 7
第三章 软件设计 8
3.1 编程语言选择 8
3.2 程序流程图 8
3.3 编译软件 9
第四章 硬件电路制作与调试 11
4.1电路焊接 11
4.1.1检查元器件 11
4.1.2焊接注意事项 12
4.2 电路调试 12
4.2.1 调试方法 12
4.2.2 调试过程和结果 13
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
附录A 电路原理图 17
附录B 程序 18
第一章 引言
1.1应用背景
这些年，社会经济水平的发展愈来愈迅速，方便人们居家生活出行的各种设施愈来愈完善，人们的生活水平也不断地提高，有越来越多的人注重养生，所以人们的寿命也越来越长，但由此相对的，我们国家的老龄人口逐年递增 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
[1]。
有调查显示，我国人口从1999年开始已经慢慢老龄化，有越来越多的老年人需要得到我们的看护和礼让。而国家也对养老服务，生活保健这一块非常重视，积极的建立了一套完善的社会养老服务模式。
然而，人口老龄化严重，相对应的， 看护资源不足，家庭养老功能弱化，“空巢”老人家庭也越来越多。老人独自出行意外跌倒的事故也频频发生，其中跌倒检测在老人服务设施中将是非常重要的一部分。
在现实生活中，无论是室内还是室外，由意外而引起的摔倒事件特别多。当然，对人体产生伤害的首先是跌倒本身，可是会使事故更加恶化的是，在跌倒后不能得到医生及时的救助[2]。而和年轻人相比，老年人本身的身体状态比较虚弱，各种生理机能、自我保护能力下降，尤其那些本身身体有病痛的老人。在路上行走，常常会因为突发情况无法灵活避免，由此意外跌倒，如果当时只有老人一个人，无法靠自己寻求外界的帮助，错过最佳救助时间，这种跌倒事故时间越长，很容易变得越严重。而当跌倒事故发生时，能够设计出一套报警系统，有机会及时地通知到相关救助人员，尽快送老人去医院治疗，不错过最佳救助时间，是非常有利的。这也同时减少政府对养老经济的开支，减少老年人因为发生意外未能得到及时就医的概率，对社会的发展也有重要意义。
因此，本课题将设计出一套老人跌倒检测报警设备，对老人日常生活中的跌倒行为进行实时检测，并将该设备与报警呼救系统相结合，从而在跌倒检测的同时，完成呼救，使老人在跌倒后能及时得到救援。
1.2国内外的研究状况? ????
当今社会对老年人跌到检测技术的相关研究有很多，而国内外主要的研究成果可分为以下几种：?
1、基于图像视频的跌倒检测技术[3]?
首先要用摄像头拍摄人体的活动图像，然后经过算法分析。能确定人体状态，这样判断起来较为准确。而使用该方法，用户不需要身上穿戴任何装备，一般不会对用户的正常出行带来不便，当然也有弊端，监测的范围只能在摄像头所观测的区域内。还有因为需要用到摄像头拍摄，所以用户的隐私需要待解决。
例如，加拿大的Caroline?Rougier通过摄像头采集老年人跌倒时的画面，将人体的形态和人体的运动过程相结合，判断老人是否跌倒。?
2、基于音频信号的分析[4]
根据这种方法，我们可以很容易看到，在用户发生跌倒事故时，分析冲击导致振动的频率。但缺点是老人在不同质地的地面上跌倒，发生同样的跌倒事故，造成振动的频率也不一样，所以准确性不高。所以一般可以为其他检测手法辅助使用。
例如弗吉尼亚大学的MARC研究中心通过检测不同物体落地时地板的震动方式来检测人体跌倒。?
3、基于可穿戴式的跌倒检测技术?[5]
通过这种穿戴装置，一旦发现用户跌倒，可以立刻通知到亲人，采取应救措施。在这个设备中，可以安装一个微小的传感器装置，单片机处理器，对人体的活动数据进行实时采集和监测。这种方法所受到的限制比较小，而且随身携带也是十分方便的。当然还可以设计的更加小巧一点，更加有利于用户出行方便。
1.3 课题内容
根据课题要求，本次毕业设计的目的是为了设计出跌倒检测报警系统，能够让用户得到及时救助，降低由于跌倒而使用户无法及时救助的概率。所以可以利用单片机及外围接口实现检测、报警，短信呼救等一系列的功能。
主要研究内容：
1. 分析跌倒检测报警系统的设计要求，需要实现哪些功能，然后再开始进行设计。
2. 着重介绍ADXL345倾角传感器，及驱动电路，采集实验数据。
3. 研究GSM模块，可以进行短信呼救。
4. 用C语言编写控制程序。
5. 对实物进行焊接，达到设计的要求。 第二章 老人跌倒检测报警系统设计
2.1系统控制要求
本设计以STC89C52单片机为核心，采用ADXL345倾角传感器实时采集倾角数据，将数据发送到单片机上进行处理，由此检测判断老人是否摔倒。如果一旦检测出老人摔倒，用蜂鸣器报警提醒周围的人有事故发生，再有GSM自动发送短信上报给指定的人，由此能及时送老人就医。
2.2硬件电路设计
总体电路设计
本设计方案中，主要分为七个模块，分别是单片机最小系统模块、ADXL345倾角传感器模块、GSM模块，蜂鸣器报警模块、按键模块、LED指示灯模块，还包括一个总电源电路。总体设计方案如图21所示。
目 录
第一章 引言 1
1.1应用背景 1
1.2国内外的研究状况 1
1.3 课题内容 2
第二章 老人跌倒检测报警系统设计 3
2.1系统控制要求 3
2.2硬件电路设计 3
2.3模块电路设计 3
2.3.1单片机最小系统模块设计 3
2.3.2 ADXL345倾角传感器模块 5
2.3.3 GSM模块 5
2.3.4 蜂鸣器报警模块 6
2.3.5按键模块 6
2.3.6 LED指示灯模块 7
2.3.7 总电源电路 7
第三章 软件设计 8
3.1 编程语言选择 8
3.2 程序流程图 8
3.3 编译软件 9
第四章 硬件电路制作与调试 11
4.1电路焊接 11
4.1.1检查元器件 11
4.1.2焊接注意事项 12
4.2 电路调试 12
4.2.1 调试方法 12
4.2.2 调试过程和结果 13
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
附录A 电路原理图 17
附录B 程序 18
第一章 引言
1.1应用背景
这些年，社会经济水平的发展愈来愈迅速，方便人们居家生活出行的各种设施愈来愈完善，人们的生活水平也不断地提高，有越来越多的人注重养生，所以人们的寿命也越来越长，但由此相对的，我们国家的老龄人口逐年递增 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
[1]。
有调查显示，我国人口从1999年开始已经慢慢老龄化，有越来越多的老年人需要得到我们的看护和礼让。而国家也对养老服务，生活保健这一块非常重视，积极的建立了一套完善的社会养老服务模式。
然而，人口老龄化严重，相对应的， 看护资源不足，家庭养老功能弱化，“空巢”老人家庭也越来越多。老人独自出行意外跌倒的事故也频频发生，其中跌倒检测在老人服务设施中将是非常重要的一部分。
在现实生活中，无论是室内还是室外，由意外而引起的摔倒事件特别多。当然，对人体产生伤害的首先是跌倒本身，可是会使事故更加恶化的是，在跌倒后不能得到医生及时的救助[2]。而和年轻人相比，老年人本身的身体状态比较虚弱，各种生理机能、自我保护能力下降，尤其那些本身身体有病痛的老人。在路上行走，常常会因为突发情况无法灵活避免，由此意外跌倒，如果当时只有老人一个人，无法靠自己寻求外界的帮助，错过最佳救助时间，这种跌倒事故时间越长，很容易变得越严重。而当跌倒事故发生时，能够设计出一套报警系统，有机会及时地通知到相关救助人员，尽快送老人去医院治疗，不错过最佳救助时间，是非常有利的。这也同时减少政府对养老经济的开支，减少老年人因为发生意外未能得到及时就医的概率，对社会的发展也有重要意义。
因此，本课题将设计出一套老人跌倒检测报警设备，对老人日常生活中的跌倒行为进行实时检测，并将该设备与报警呼救系统相结合，从而在跌倒检测的同时，完成呼救，使老人在跌倒后能及时得到救援。
1.2国内外的研究状况? ????
当今社会对老年人跌到检测技术的相关研究有很多，而国内外主要的研究成果可分为以下几种：?
1、基于图像视频的跌倒检测技术[3]?
首先要用摄像头拍摄人体的活动图像，然后经过算法分析。能确定人体状态，这样判断起来较为准确。而使用该方法，用户不需要身上穿戴任何装备，一般不会对用户的正常出行带来不便，当然也有弊端，监测的范围只能在摄像头所观测的区域内。还有因为需要用到摄像头拍摄，所以用户的隐私需要待解决。
例如，加拿大的Caroline?Rougier通过摄像头采集老年人跌倒时的画面，将人体的形态和人体的运动过程相结合，判断老人是否跌倒。?
2、基于音频信号的分析[4]
根据这种方法，我们可以很容易看到，在用户发生跌倒事故时，分析冲击导致振动的频率。但缺点是老人在不同质地的地面上跌倒，发生同样的跌倒事故，造成振动的频率也不一样，所以准确性不高。所以一般可以为其他检测手法辅助使用。
例如弗吉尼亚大学的MARC研究中心通过检测不同物体落地时地板的震动方式来检测人体跌倒。?
3、基于可穿戴式的跌倒检测技术?[5]
通过这种穿戴装置，一旦发现用户跌倒，可以立刻通知到亲人，采取应救措施。在这个设备中，可以安装一个微小的传感器装置，单片机处理器，对人体的活动数据进行实时采集和监测。这种方法所受到的限制比较小，而且随身携带也是十分方便的。当然还可以设计的更加小巧一点，更加有利于用户出行方便。
1.3 课题内容
根据课题要求，本次毕业设计的目的是为了设计出跌倒检测报警系统，能够让用户得到及时救助，降低由于跌倒而使用户无法及时救助的概率。所以可以利用单片机及外围接口实现检测、报警，短信呼救等一系列的功能。
主要研究内容：
1. 分析跌倒检测报警系统的设计要求，需要实现哪些功能，然后再开始进行设计。
2. 着重介绍ADXL345倾角传感器，及驱动电路，采集实验数据。
3. 研究GSM模块，可以进行短信呼救。
4. 用C语言编写控制程序。
5. 对实物进行焊接，达到设计的要求。 第二章 老人跌倒检测报警系统设计
2.1系统控制要求
本设计以STC89C52单片机为核心，采用ADXL345倾角传感器实时采集倾角数据，将数据发送到单片机上进行处理，由此检测判断老人是否摔倒。如果一旦检测出老人摔倒，用蜂鸣器报警提醒周围的人有事故发生，再有GSM自动发送短信上报给指定的人，由此能及时送老人就医。
2.2硬件电路设计
总体电路设计
本设计方案中，主要分为七个模块，分别是单片机最小系统模块、ADXL345倾角传感器模块、GSM模块，蜂鸣器报警模块、按键模块、LED指示灯模块，还包括一个总电源电路。总体设计方案如图21所示。
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