开题报告-基于Android平台的老人摔倒检测系统的研究与实现.doc

毕业设计开题报告题目基于Android平台的老人摔倒检测系统的研究与实现专 业计算机科学与技术学生姓名班级学号计科13101班指导教师指导单位电气信息工程学院专业负责人日期2016.11.25开 题 报 告学院电气信息工程学院姓 名武亚江班级计科13101学号40113109指导教师徐晓君毕业设计（论文）题目基于Android平台的老人摔倒检测系统的研究与实现题目类型工程设计 技术开发 软件工程 理论研究和方法应用 管理模式设计 其他选题目的及意义目的和意义：随着中国人口老龄化的发展,老人的人口基数的增加,老人的生活质量及健康问题是社会面临的重要问题之一。老人的身体不便造成的摔倒问题对老人的健康存在着严重的问题。而随着网络的发展,科技的进步,智能化时代的来临,移动设备的发展尤为迅速，一个智能化的跌倒辅助设备对解决老人的问题尤为重要。为了老人在摔倒后能得到及时的救助,减少意外的发生,需要设计一款摔倒检测系统，它的目的在于实时监测老人的身体姿态，捕捉老人发生摔倒的动作，并及时的发出警报或以短信的形式发送给家属，使其家属能够及时的收到老人摔倒的信息以及老人的所处位置，做出相应得处理，及时的救助。对于老人的安全问题得到了进一步的保障。同时也解决了老人无人看守的问题，让子女能够在安心的工作同时还能了解到老人的健康问题。减轻了子女的生活负担，减少了医疗的费用，促进了社会的进步与发展，具有重要的经济和社会意义。设 计研 究现 状 和 发 展 趋 势研究现状：随着计算机技术及通信技术的发展,通过便携式电子装置对人体跌倒进行检测成为可能。而基于Android平台的智能手机摔倒检测系统依靠手机内置的一种或多种传感器来进行活动数据的采集，目前智能手机发展尤为迅速，手机里面已经内置了丰富的嵌入式传感器，如加速度计，数字罗盘，陀螺仪，GPS等一些研究人员正是在利用这一点来进行跌倒检测系统的开发。2009年佛罗里达州立大学的Sposaro等人首次提出了基于智能手机的跌倒检测系统，该系统利用智能手机内置的加速度传感器来进行运动数据的采集，通过阈值进行跌倒的判定，阈值基于用户提供的参数如：身高，体重，和活动的水平等，该系统还充分的利用手机的通信功能，检测到跌倒后，进报警及实时的发送短信、拨打电话。2010年东南大学的戴江鹏等人也对基于Android系统的智能手机与跌倒检测系统进行了研究，并且提出了两种不同的算法，一种为基于加速度的检测算法，领一种为特定情况下基于形状上下文和豪斯多夫距离进行检测的算法。2012年元智大学的Fang等人也研究了基于阈值得Android的平台检测系统，不同的是，他们除了研究检测算法敏感性的特异性之间的权衡，还进一步分析了附加设备的功耗问题。发展趋势：1.解决老人摔倒而产生的加速度的阈值较难确定问题,若阈值设置的较小则会出现较多误报情况,而阈值设置较高则会多出一些漏报情况。2.可以进一步对老年人跌掉的严重情况进行研究,针对老年人跌掉的加速度的变换,可以对老年人跌掉的严重情况进行预测。3.在目前的研究基础上,可以通过Android的传感器来测量老人的体温、心率、呼吸、等更多的生理指标来判断是否发生跌倒,以此来减少误报率。除此之外还有其他的研究专家，目前他们对于跌倒系统的算法进行了各方面的优化和处理，采用了量机，稀疏多项是逻辑回归、朴素贝叶斯、K邻近算法、决策树算法和多层神经网络算法，使系统对于数据的判定更加的准确，减少了数据的误差，误报率等情况的发生，使系统更加的智能化，人性化，这是摔倒检测系统的趋势所向。课题研究的主要内容课题主要研究的内容首先是：在老人摔倒的时候，手机传感器对目前环境的判断结果，经过数据的处理和计算，对当前的情况进行最为精确地判断，把结果发送出去。而难点就在如何去判断传感器接收的数据是老人摔倒的情况，传感器的接收可以利用外界的环境，如：手机所处的环境的温度，手机所处的环境的光照情况，手机所处的重力感应的情况。而要想精确地判断老人是否摔倒就必须对当前的环境进行多方面的分析，综合多种手机感应的变化，计算出准确的数据结果，然后对数据结果进行分析，如果超过某一个值的话，就视为当前的情况为老人的摔倒，然后获取当前的位置，以短信的形式发送给定义好的联系人，告知家属老人的情况。其次是，Android应用程序的编程实现，包括整个应用程序的外观设计和跌倒检测算法的实现。课题的工作方案第一步, 查阅资料和相关的文档，确定所需要的功能如何实现。第二步, 开发环境的搭建:包括Android环境变量设置，JDK，ADT的下载安装。第三步, 进行系统的可行性分析，完成系统的需求分析。第四步,对系统进行概要设计，设计系统的结构图，确定各模块(页面)之间的调用关系，设计出结构良好的数据库。第五步, 对系统进行详细设计，确定各模块, 包括软件系统的登陆界面，然而软件系统的功能界面主要包括邮箱设置，短信设置，用户管理，每日事件，数据监控，阈值设置，身体状况等模块。第六步，进行软件编码，实现其各项基本功能。第七步，系统完成后进行真实的检测，确保数据的准确性。课 题 研 究 有 无 困 难准 备 如 何 解 决本课题研究方面的主要困难:系统如何区分跌倒事件和日常生活活动。解决方案：首先了解目前对于相关系统的研究，参考相关的文献和资料，了解其解决方案，学习其算法知识，现实收集日常活动的数据资料和跌倒情况下的数据进行比对，做出差异结果的数据分析。然后模拟实际情况下的场景，观察现场的情况，尽可能的做到数据的准确性和使用性。主要参考文献1 Bruce Eckel.Thinking injava(java编程思想)第四版M.北京：机械工业出版社,2011.2 吴亚峰，索依娜Android核心技术与实例讲解M北京：电子工业出版社，2010.3 陈璟，陈平华，李文亮.Android内核分析J.广东工业大学计算机学院实践与经验，2009：112-115.4 熊刚.基于.Android的智能手机的设计与实现D.武汉理工大学,2010.5 刘进磊.基于Android的典型人体运动识别算法与应用研究D.硕士，广东工业大学 2014.6 谢开明.基于GPRS的跌倒检测报警系统的设计与实现D.重庆大学 2010.7 徐堃龙.一种基于嵌入式Linux的人体平衡检测系统的设计D.硕士，华中科技大学 2011.8 张恒智. 基于3轴加速信号的信号分析与运动检测D.硕士，华南理工大学 2011.9 李刚.疯狂Android讲义(第2版)M,北京:电子工业出版社，2013；2-3.10 尹邦杰，黄晓莹.浅析Android手机传感器机制及应用设计举例J.计算机光盘软件与应用，2013，（05）:148-150.11 苏亚光，吴亚峰，索伊娜.Android平台下传感器技术开发计步器应用J.电脑编程技巧与维护，2010，（23）：40-46.计划进度2016.11.29-2016.12.06：查阅相关文献资料，撰写并提交开题报2016.11.302016.12.10：查阅相关的文献资料，写开题报告，并提交报告。2016.12.11-2016.12.20：需求分析，确定设计方案。2016.12.12-2017.03.01: 学习设计系统所需的相关知识，拟写初稿。2017.03.01-2017.03.07：上交论文初稿,修订和整改。2017.03.08-20