引言

隨著社會老齡化進(jìn)程的加速，到2050年，我國65歲以上老人數(shù)量將達(dá)到4億，占中國人口總量的30%，而跌倒是造成老年人意外傷害的主要原因之一。隨著年齡的增長，老年人的身體既能下降，反應(yīng)變慢，因跌倒導(dǎo)致的死亡率和受傷率急劇增加。所以在不影響老人日常活動的前提下，研發(fā)一種能夠?qū)崟r檢測老人是否跌倒并及時報警，保護(hù)老人安全的跌倒監(jiān)測裝備具有重大意義。

目前，跌倒檢測的方法有很多，從信息采集的渠道分類，可以分為以下三種：

（1）基于視頻的跌倒檢測方法通過在房間內(nèi)安置1個或多個攝像頭來捕捉人體運(yùn)動畫面，經(jīng)過圖像處理，判定老人是否跌倒。其不足之之處是只能在安裝了攝像頭的地方使用，且可能對檢測者造成隱私泄漏。

（2）基于聲學(xué)的跌倒檢測方法通過分析跌倒時老人觸地的音頻變化來檢測。其不足之之處是精度不高，一般作為其他檢測方法的輔助檢測。

（3）基于多傳感器的可穿戴式跌倒檢測方法設(shè)計一種運(yùn)動微型傳感器的可穿戴設(shè)備。該檢測方法優(yōu)點明顯，不受空間的限制，可以實時地檢測人體活動，比基于視頻和基于聲學(xué)的檢測方法更適用于跌倒檢測。

本文提出了一種基于MPU6050的老年人跌倒監(jiān)測系統(tǒng)，首先利用傳感器MPU6050內(nèi)部集成的三軸加速度、陀螺儀組件和STM32處理器結(jié)合來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，再運(yùn)用跌倒檢測算法識別跌倒事件。與此同時，采用基于android智能手機(jī)的報警系統(tǒng)，利用藍(lán)牙4.0技術(shù)，將跌倒信息傳輸?shù)?a target="_blank">智能手機(jī)上，手機(jī)進(jìn)行語音報警并將GPS信息通過短信形式通知家人和醫(yī)院，保證老人跌倒后能夠得到及時救助。

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集和分析模塊及手機(jī)定位報警模塊兩部分組成：第一部分包括傳感器MPU6050、主處理器STM32F103C8T6和HC-08藍(lán)牙4.0模塊，這模塊安裝在老人的腰部；第二部分由android智能手機(jī)構(gòu)成，手機(jī)和藍(lán)牙匹配后，手機(jī)啟動GPS定位，通過短信將跌倒信息通知給家人和醫(yī)院緊急救護(hù)系統(tǒng)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 ?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.1、主控制器

主控制器是高性能的ARMCortexTM-M332位的RISC內(nèi)核單片機(jī)STM32F103C8T6，其工作頻率可高達(dá)72MHz，內(nèi)置高速存儲器（20KBSRAM、64KBFLASH），工作電壓范圍在2~3.6V。

1.2、新型MEMS傳感器——MPU6050

MPU6050是整合了加速度和陀螺儀的傳感器，它和STM32單片機(jī)之間的通信采用400KHZ的IIC接口，其供電電壓范圍為5V。將STM32的引腳（SDA）和PB7（SCL）分別和MPU6050的24號引腳（SDA）和23號引腳（SCL）相連接，可實現(xiàn)傳感器和微處理器通信。

圖2 ?MPU6050接線圖