面向智慧城市的行動不便人群智能感知與傳輸系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、隨著智慧城市的建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷地被應(yīng)用到社會的方方面面，如智慧社區(qū)、智慧公交、智慧安防等，科技正逐漸融入人們的日常生活，為居民帶來了便利與舒適，關(guān)愛殘疾人、老年人更是中華民族的傳統(tǒng)美德。隨著我國人口的老齡化，包括殘疾人在內(nèi)的行動不便人群數(shù)量日益增多，如何更好地關(guān)愛照顧他們便成為了一個亟待解決的問題，在智慧城市這樣一個大背景下，為研究者們提供了前所未有的廣闊思路。
　　輪椅作為行動不便人群的代步工具，在其生活中扮演著重要角色，甚

2、至可以說已經(jīng)是其身體的一部分。本文針對在使用輪椅的行動不便人群照顧中所暴露出來的典型異常狀態(tài)監(jiān)測問題，圍繞輪椅設(shè)計了一套的實時智能感知與傳輸系統(tǒng)，將遠程健康監(jiān)護巧妙地與輪椅相結(jié)合，使其成為一個移動的監(jiān)護平臺。
　　本論文從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)入手，對感知層和傳輸層展開了研究和開發(fā)。在感知層方面利用模塊化的思想，設(shè)計了坐姿、輪椅翻倒、心率三個感知模塊，進行了硬件電路的設(shè)計、傳感器的選型以及功能實現(xiàn)。長期處于不正常的坐姿不僅對

3、殘疾人、老年人等行動不便人群的身體健康有一定的負面影響，也常常會導(dǎo)致他們從輪椅上跌落，文中利用壓力傳感器來感知人坐著時候的壓力分布，進而推測出上半身的傾斜方向以及傾斜程度，實現(xiàn)了七種坐姿的識別，對跌倒的發(fā)生起到了預(yù)防與報警的作用。在輪椅翻倒感知模塊設(shè)計時為了提高判斷的準(zhǔn)確性與及時性，提出了基于閾值判斷的加速度信號矢量幅度SMV和傾斜角雙效翻倒檢測算法，并通過大量實驗確定了閾值。通過對紅外脈搏傳感器信號進行模擬與數(shù)字兩級濾波處理后，采用基

4、于極值的方法實現(xiàn)了脈搏周期的有效計算進而推測出心率。在傳輸層方面，首先通過對比幾種常見的短距離無線通信方式，選擇了基于藍牙4.0協(xié)議的傳輸模塊，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚以及上傳，設(shè)計了以Arduino DUE為主板的中心節(jié)點，同時在中心節(jié)點上也實現(xiàn)了對GPS模塊數(shù)據(jù)的解析來及時更新輪椅的位置信息，通過Android系統(tǒng)下藍牙通信程序的開發(fā)以及調(diào)用云平臺的Webservice，成功將感知數(shù)據(jù)上傳至健康關(guān)愛服務(wù)平臺。該系統(tǒng)為智慧城市建設(shè)中物聯(lián)網(wǎng)技