基于ADXL345倾角传感器的老人防跌倒检测与报警系统

老年摔倒报警仪的设计与实现发布时间：2022-06-17T09:18:23.911Z 来源：《科学与技术》2022年第4期2月作者：齐美晴，周佳伟，仲雪伟，徐铭泽，丛运扬，张琦[导读] 我国每年有大量的老人因为摔倒得不到及时救治，在生命和健康受到威胁的同时，也给家庭带来了沉重的负担齐美晴，周佳伟，仲雪伟，徐铭泽，丛运扬，张琦（沈阳工学院高等职业技术学院，辽宁抚顺）摘要:我国每年有大量的老人因为摔倒得不到及时救治，在生命和健康受到威胁的同时，也给家庭带来了沉重的负担。

本文设计了一种利用STM32F103单片机、ADXL345三轴加速度传感器、GSM通讯和GPS定位模块的老人摔倒报警仪，实现对老人摔倒检测报警，并向报警仪中存储的紧急联系人发送位置信息的功能，以增加老人摔倒后及时获救的机会。

关键词:老年人摔倒;摔倒检测;三轴加速度1.设计背景我国老龄化程度日趋严重，据统计,截至2002年全世界共有39.1万人死于摔倒,当中60岁之上的高达50%以上,70岁之上的约占40%,超过40%~70%的老人摔倒都可能导致伤害,而摔倒已极大危及了老人的生命安全。

而现在年轻人的生活压力和节奏不断加快，因此对老年人的健康监护成亟待解决的热点问题。

我国每年有大量的老人因为摔倒得不到及时救治，在生命和健康受到威胁的同时，也给家庭带来了沉重的负担。

因此为了解决此问题，设计和实现能对老人摔倒进行监测的设备成为必须。

2.设计原理本次设计老人摔倒检测仪中STM32F103单片机是核心控制芯片；三轴加速度传感器ADXL345根据老人摔倒时的加速度变化，将检测信号发送给单片机；GPS模块负责定位老人所处的位置；GSM模块通过插入的手机卡，在摔倒时刻将关键信息发送给预留在检测仪中的紧急联系人，增加被有效施救的机会。

本设计的系统组成框图如图1所示。

图1 系统组成框图本次设计老人摔倒检测仪主要由核心控制芯片、摔倒检测、定位模块、无线通讯模块组成，各部分的具体功能如下：2.1核心控制芯片核心控制芯片采用STM32F103单片机,是一款采用了ARM Cortex-M内核具有高性能、低成本、低功耗的微控制器。

一种老年人安全守护系统作者：徐艳王晓兰段苏苏芦昕王轩杜佳琦来源：《电脑知识与技术》2019年第08期摘要：该文所提出的一种老年人安全守护系统主要包括单片机、防摔倒检测、发烧检测、SOS一键报警、GSM短信发送和声光报警模块。

ADXL345倾角传感器会采集老人所产生的身体倾角，然后将采集到的数据送至STC89C52单片机进行处理，并且得出结论判断老人是否跌倒。

用MLX90614模块检测并判断老人是否出现发烧。

且在判断有跌倒发生或者发烧时会发出警报声并将警报短信发送至预设手机上。

同时，老人也可以按下SOS一键发送报警短信。

关键词：老年人安全；ADXL345；STC89C52；GSM；MLX90614中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2019）08-0183-031 引言越来越多的独居、空巢老人，除了精神上得不到抚慰，人身安全也得不到保障。

当老人跌倒时、发烧了或者走失时，如果能第一时间通知家人或者医护人员，就能使他们获得及时的帮助，从而减小伤害。

目前针对老年人安全的检测设备比较多，普遍功能比较单一，有仅仅监测跌倒的、有监测体温的。

例如针对防跌倒的，有基于视频的跌倒监测系统、基于地板震动的跌倒监测系统。

没有一个融合了多功能安全监测装置，所以我们提出开发一个多功能的老年人安全守护系统，既能跌倒报警、发烧提示，还可以发送求助手机短信。

2 主要技术与功能本系统采用单片机为主控芯片，三角度加速度传感器采集老年人身体倾角数据、温度传感器采集体温数据、一键开启走失报警、GSM模块能发送报警提示短信，另外还有由蜂鸣器和二极管组成的声光报警。

系统完成的功能如下：（1）加速度传感器电路用来判断是否有跌倒。

（2）声光报警电路则在跌倒和发烧时及时发出响声提醒周围的人进行救助。

（3）温度传感器电路是测量用户是否发烧，（4）GSM模块能把用户的紧急情况及时告诉相关的人。

在周围没人的情况下能也能通知到家人。

３ ］郭红英 ． 倾斜检测仪 设计 ［ Ｊ ］．电子制作，２ ０ １ ３年 Ｏ ６ 期 每 发送一帧命令 ， 下位机需返 回一 帧响应 。 同步头 、 帧长、 数据 、 校 ［ 验、 校验反码 ５部分。
前 面 板 控 制 与 显示 前 面板 控制 与显示 部分 ， 包括 ３ Ｄ显 示 区 、Ｘ Ｙ有 效 设 置 、 串 口通 道 选 择 等 组 成 。 可 单 独 设 只 显 示 其 中某 一 通 道 变 化 。
器非均匀性研 究 ［ Ｊ ］ ． 科学技术与工程 ， ２ ０ １ １ ， １ １ （ １ ５ ） ： ３ ４ ４ ９ —
３ ４ ５ ５ ．
［ ８ ］ 朱铮涛 ， 黎 绍发 ．镜 头 畸 变 及 其 校 正 技 术 ［ Ｊ ］ ．光 学 技
术 ， ２ ０ ０ ５ ． ３ １ （ １ ） ： １ ３ ６ — １ ４ １ ．
Ｅ Ｌ ＥＣ ’ ｒ ＿ Ｒ （ ）Ｎ ｌ （ ： ｒ Ｓ Ｔ
该软件可 实时展 示三轴加速度传感器 的运行状态 。 图 ４展示
（ 上接 １ ２ ６页 ）
表 １ Ｃ ａ ｎ ｏ ｎ ６ Ｄ 和 Ｐ Ｒ 一 ６ ５ ５ 测得 的平 均串扰值 比较
参考文献
［ １ ］ 吕涛 ，张景旭 ，付东辉 ．成像法测量积 分球 的亮度 均匀性
［ Ｊ ］ ． 应用光 学 ， ２ ０ １ ３ ， ３ ４ （ ２ ） ： ３ ０ ８ — ３ １ ２ ．
参考文献
［ １ ］李兴法 尹冠 飞 ． 数字式加速度传 感器 Ａ Ｄ Ｘ Ｌ ３ ４ ５的原理及 应 用 ［ Ｊ ］．黑龙江科技信息 ，２ ０ １ ０年 ３ ６期
由串 口通信和前面板控制与显示两部分组成 。
串 口通 信
２ ］石云波 赵 锐 唐军 刘俊 李科杰单片三轴大量程加速度传 通过调用 ｖ ｉ ｓ ａ串口驱动模块实现 ， 串行通信程序 ， 采用数据 ［ 感器性能测试与分析 ［ Ｊ ］ ．传感技术学报 ，２ ０ １ ２年 ｏ ９期 帧传输 。 协议采 用主从 方式 ， 以上位机 为主 ， 下位机为 从。 上位机

基于机器视觉的老年人跌倒检测与报警系统随着人口老龄化的加剧，老年人的健康问题日益引起关注。

老年人跌倒是一种常见但危险的情况，可能导致严重的身体伤害甚至生命危险。

为了及时发现老年人的跌倒情况并采取救援措施，基于机器视觉的老年人跌倒检测与报警系统应运而生。

机器视觉技术是一种模仿人眼视觉系统的技术，通过摄像头等设备获取图像或视频，并通过图像处理、模式识别等算法分析图像中的信息。

在老年人跌倒检测与报警系统中，机器视觉技术可以通过分析老年人的姿势、动作等特征来判断是否发生了跌倒事件。

首先，系统需要通过摄像头实时获取老年人的图像或视频。

这些图像或视频可以通过无线网络传输到后台服务器进行处理。

为了保护老年人的隐私，系统设计应该充分考虑到数据的安全性和隐私保护。

其次，系统需要对获取到的图像或视频进行处理。

图像处理算法可以用来提取老年人的姿势、动作等特征。

例如，通过检测老年人的身体倾斜角度、脚步的位置和步态等信息，可以判断老年人是否处于跌倒的状态。

此外，还可以通过检测老年人的心率、呼吸等生理指标，进一步判断老年人是否需要紧急救助。

在跌倒事件发生后，系统需要及时发出报警信号。

报警信号可以通过手机应用程序、短信、电话等方式发送给老年人的家人、护理人员或医疗机构。

同时，系统还可以通过语音提示或闪光灯等方式提醒老年人周围的人员，引起他们的注意并提供帮助。

除了跌倒检测与报警功能，基于机器视觉的老年人跌倒检测与报警系统还可以具备其他辅助功能。

例如，系统可以通过分析老年人的步态和姿势，提供日常生活中的姿势纠正和行为建议。

此外，系统还可以通过人脸识别技术，识别老年人的身份并提供个性化的服务。

然而，基于机器视觉的老年人跌倒检测与报警系统还存在一些挑战和问题。

首先，系统的准确性和稳定性是关键。

由于老年人的姿势和动作可能受到多种因素的影响，如摄像头的位置、光线条件等，系统需要具备较高的鲁棒性，以确保检测结果的准确性。

其次，系统需要满足老年人的个性化需求。

基于ADXL345三轴加速度计的倾角测量系统胡代弟,王小丽（郑州大学西亚斯国际学院，450001）摘要：本文提出并设计出一种倾角测量系统，该系统采用ADXL345三轴加速度传感器，实现加速度的测量，并通过计算得到X、Y、Z 三个方向的倾角值。

再通过串口发送到上位机，基于LabVIEW 上位机软件，根据测得的数据，通过三维的方式重现被测物理的运动姿态。

关键词：三轴加速度传感器；LabVIEW ；倾斜角An angle measuring system based on ADXL345 three axisaccelerometerHu Daidi,Wang Xiaoli(1.SIAS International College of Zhengzhou University，450001)Abstract ：This paper presents and designs a kind of angle measuring system.The system uses ADXL345 three axis acceleration sensor to measure the acceleration.The Y,Z and X are obtained by calculating the three directions.Through the serial port to send to the host computer,based on the LabVIEW PC software,according to the measured data,to reproduce the measured physical movement posture in three-dimensional way. Keywords ：three axis acceleration sensor;LabVIEW;tilt angle0 引言倾角测量广泛地应用于飞行器的姿态测量、车辆平衡性测试、肢体运动姿态等诸多领域。

基于ADXL345的人体跌倒监测装置的设计
代金鑫;于灵奇;何亮;张婧婧
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2022(30)23
【摘要】随着全球人口老龄化加剧,独自外出的老年人和独居老人跌倒的发生率很高,老年人跌倒会带来很多的安全隐患,不及时得到救助会带来严重的后果甚至危及生命。

所以我们需要实时监测老年人是否发生了跌倒,如果检测到跌倒,系统就要迅速发出报警信息向周围人和监护人求助。

本文设计了一款具有人体跌倒监测功能的装置。

系统以STC89C52单片机为核心控制器,利用ADXL345加速度传感器实现对人体姿态的实时监控,ADXL345加速度传感器采集人体静态时的倾角数据和人体动态时的重力加速度数据,将采集到的数据通过LCD1602液晶屏显示。

当系统检测到人体的倾斜度大于45度,且三个正交方向上产生的合加速度大于20时,则判断老年人为跌倒状态。

判断人体处于跌倒状态后,单片机会驱动蜂鸣器工作发出警报声从而提醒附近人员对其提供帮助,系统也会通过GSM通信模块向监护人发送警报信息以此提醒监护人。

【总页数】4页(P11-14)
【作者】代金鑫;于灵奇;何亮;张婧婧
【作者单位】湖北文理学院物理与电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】R47
【相关文献】
1.基于多点传感融合算法的人体跌倒监测系统设计
2.基于STM32的人体跌倒报警装置的设计
3.人体跌倒监测方法及装置设计
4.基于阈值分类算法的人体运动状态监测装置设计
5.基于无线运动传感器节点的人体运动状态监测装置设计
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第14期2019年7月No.14 July，2019随着医疗条件的改善和生活水平的提高，人口平均寿命显著增长，加速了人口老龄化的进程。

人口老龄化带来诸多社会问题，在保障老年人的基本生活之外，减少老年人因意外造成的损失是目前亟待解决的问题。

据统计，中国每年都有2 000万以上的老年人发生2 500万次左右的跌倒事件，其中，40%~70%的跌倒会造成伤害，70%的死亡与老年人的跌倒相关[1]。

因此，为有效解决老年人跌倒后救助不及时问题，本文设计了一种基于单片机的跌倒检测报警系统，实时监测无监护时老年人的身体状况，快速检测、判断是否发生跌倒并向监护人发出警报。

本设计旨在减少家属不在身边时跌倒对于老年人造成的二次危害，减少经济损失，提高老年人的生活质量。

1 跌倒检测报警系统的设计1.1 系统的总体设计本设计的内容主要涉及单片机控制、跌倒检测与报警通信3个主要模块，以实现对于日常生活中老年人跌倒事件的监测以及报警的功能。

先由检测模块检测到装置发生变化，经过模数转换发送给单片机模块进行分析，单片机模块经过判断若发生跌倒状况则报警并发送短信至监护人。

总体框架如图1所示。

图1 总体框架1.2 传感器的选型本设计需要能够区分正常运动与跌倒两种状态，一旦跌倒，能够快速、准确地判定并发出信号，因此，本设计选择ADXL 加速度传感器作为检测模块[2-3]。

该传感器可以通过任意轴上的加速度与用户设置的阈值来检测用户有无运动发生，具有灵敏度高、低功耗、体积小等特点，且成本较低符合老年人的购买能力。

1.3 通信模块的选择通信模块负责将单片机处理的报警信息发送给患者的家人以及医护人员。

根据实际情况，考虑到老人在室外活动的可能性，通信模块必须支持远距离通信。

全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications ，GSM ）属于第二代移动通信技术，在远距离通信上有明显优势[4]，并且在数据传输方面更加有效、快捷，因此，选择GSM 模块作为本次设计的通信模块。

2020.34科学技术创新老人防摔GPS 定位报警系统的设计韩金威（南阳医学高等专科学校，河南南阳473000）随着社会人口比例变化，大多数家庭都出现了老人多，年轻人少的情况，老人照顾不到位，老人安全问题成为每个家庭的安全隐患。

老年人摔倒现象时有发生，摔倒本身不会出现多大问题，但摔倒后处理不当会造成严重后果。

因此实时了解老年人独自上街的行为状态十分重要。

本文针对相关问题开展研究，设计出对应跌倒报警器，以51单片机为设计系统核心，包括可以检测出跌倒信号的传感器ADXL345进行跌倒识别，GPS 模块VK2828U7G5LF 部分实时检查老人位置信息，GSM 模块的SIM900能给监护人发去老人摔倒位置信息，使摔倒老人及时得到救助治疗，降低摔倒后的不利后果。

1线路设计1.1GSM 模块SIM900A 是通过串口发送AT 指令来完成控制的，所以我们需要一块多串口的51单片机STC12C5A ，检查好电源和接地后，SIM900A 的TXD 和RXD 分别连接到STC12C5A 的P3.0和P3.1即可。

当ADXL345检查到老人摔倒数据后，通过单片机指令实现老人摔倒后位置信息的发送。

1.2GPS 模块VK2828U7G5LF 通过串口通信与单片机进行数据传输，当芯片的PPS 指示灯1秒一闪烁绿灯时，它就开始实时定位了，它给单片机传输获得的定位数据，里面有、时间、位置信息等，只要产品开机并且该模块有信号就实时检查老人位置信息。

通过STC12C5A60S2对数据处理，让GSM 模块把信息发送到指定手机号上。

例如多个监护人电话号码、医院急救车电话等。

1.3ADXL345模块ADXL345是一款三轴、数字化的加速度传感器，它能测X 、Y 、Z 三个方向轴上的对应的速度信号。

该模块能够对各种条件下的加速度进行检测。

第一步主要通过其自带的感应器检测出加速度信号，然后进行信号转换，转换为可识别的模拟信号，从模拟信号和数字信号的定义可知，模拟量和数字量有着本质的差异。

高级操作系统期末论文题目基于加速度传感器的老人跌倒检测报警系统基于加速度传感器的老人跌倒检测报警系统摘要：在社会逐渐走向老龄化的今天，独自生活的老年人的行动安全已经成为社会的重要问题。

以前大多数的报警系统多采用按键式的报警方式，实际上，来年人摔倒时，常常失去自我意识，所以单纯依靠老年人摔倒后主动触发报警具备一定的风险。

随着开源的Android平台移动终端操作系统的推出，这一系统具备广泛的兼容性，为了减少老年人因跌倒造成的身心伤害，利用当前android手机集成的加速度传感器进行人体跌倒的检测，当检测到人体发生跌倒时对老人当前的位置进行定位并调用SMS将摔倒的信息和位置信息发送到预先设置的紧急联系人手机，可以提高老年人摔倒报警的准确性。

关键词：加速度传感器;跌到检测;定位;SMSAbstract:Today, gradually aging society, the elderly living alone safety has becomean important problem of social action. Before most of the alarm system usetouch-tone phones more alarm way, in fact, when people fall next year, often lose consciousness, so rely on initiative to trigger the alarm after the elderly fall have a certain risk. As open-source Android platform of mobile terminal operating system, the introduction of the system have a wide range of compatibility, in order to reduce the physical and mental damage caused by the fall in the elderly, using the current Android integration acceleration sensor falls for human detection, when the detected human body fall occurs on the current position of the old man to locate and invoke the SMS will fall information and location information sent to the preset emergency contact phone, can improve the accuracy of the elderly fall alarm.Keywords：acceleration sensor; detect; location;SMS1前言研究背景及意义随着我国人口老龄化的趋势，如何照看老年人成为社会各界关注的问题。

130
2013 年 2 月 1 日 第 36 卷第 3 期
现代电子技术 Modern Electronics Tech Nhomakorabeaique
Feb.2013 Vol.36 No.3
基于三轴加速度传感器的老人摔倒检测
崔英辉，詹 林
232001） （安徽理工大学 计算机科学与工程学院，安徽 淮南 摘
要：老人因意外摔倒不能及时救助会造成严重的后果， 发生意外时若能及时通知救援人员， 可大大降低摔倒后的
Fall detection system based on three⁃axis acceleration sensor for the elderly
（College of Computer Science and Engineering，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China）
传感器解决老人意外摔倒检测问题有其重要的科研价
女， 1987 年出生， 在读研究生。主要研究方向为数据库应用。
男， 1962 年出生， 副教授， 研究生导师。主要从事嵌入式、 数据库方向的研究。
备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的 力， 就好比地球引力， 也就是重力。加速度计有两种： 一种 是角加速度计， 是由陀螺仪 （角速度传感器） 的改进的。 另一种就是线加速度计。 1.2 加速传感器的工作原理 加速度传感器会接受外界传递的物理性输入， 通过
大小， 然后由感应电信号器件转为可识别的电信号， 这
2012.
5
结
语
绍了其工作原理， 与微控制器的通信方式及接口连接。 通过分析得知三轴加速度传感器 ADXL345 非常适用于 检测人体意外摔倒。最后利用 ADXL345 的内部中断， 提出一种检测老人意外摔倒的方案。利用三轴加速度 值和应用意义。

毕业设计说明书基于加速度传感器的跌倒检测及报警系统设计学生姓名：学号：学院：计算机与控制工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师：2015 年 06 月基于ADXL345加速度传感器的跌倒检测及报警系统摘要随着社会的发展，人的寿命越来越长，面临着老龄化也越来越严重，因此整个国际社会都在关注此事。

而在老龄化中，跌倒又是老人最经常发生的意外，这严重的影响了老年人的健康生活。

如果能给老人提供一种安全的保障及其准确的检测，对于在家中老年人的日常生活状态起到一种监护，不仅能利于子女发现老人跌倒并采取求救效率，还能提高老人的生活质量，让老人在家中能及时得到救护，减轻老人的心理压力以及跌倒发生不被发现的可能性。

针对老人容易跌倒，身体难以保持平衡，结合了加速度传感器、usb接口通信以及报警装置等方面，设计一种跌倒检测报警系统。

人在做运动的过程中，身体各轴的加速度都会产生变化，对于各各轴的加速度平方求和开根号，这样得出加速度的合向量，对比各种运动合向量变化的剧烈程度，判断人是否发生了跌倒。

在此我利用ADXL345加速度传感器对各轴的加速的进行读取，通过usb接口通信将加速度传感器与电脑进行串口通信，使得数据得以采集出来，然后使用matlab对数据进行绘图，画出一个加速度合向量与时间的二维图，通过图形中波动的剧烈程度来进行分析。

最后是进行数据进行对比，得出跌倒的阈值SVM，通过IAR编程软件编程，使输出的SVM 小于或者等于阈值时，输出一个低电平，让低电平触发的蜂鸣器产生报警信号。

关键词：跌倒检测，adxl345加速度传感器，阈值算法，报警系统The fall detection and alarm system based on ADXL345 accelerationsensorAbstractWith the development of the society, the life of people is getting longer and longer, and the aging is becoming more and more serious. So the whole international community is paying attention to the matter.. In the aging of the elderly, the elderly fall is the most frequent accidents, which seriously affect the health of the elderly. If we can provide a safe guarantee and accurate detection to the elderly, for in home in the daily life of the elderly to a monitoring can not only conducive to children found the old man fall and take efficiency for help, but also improve the quality of life of the elderly, so that the elderly at home can timely rescue, reduce mental pressure in the elderly and falls the possibility not to be found in the.For the old person easy to fall, the body is difficult to maintain balance, combined with the acceleration sensor, USB interface communications and alarm devices, design a fall detection alarm system. People in the process of doing exercise, the axis of the body's acceleration will change, for the acceleration of the axis of square sum sqrt, such that the acceleration vector, comparison of various kinds of sports together the degree of the severity of the change vector, to determine whether the fall. Here I use adxl345 acceleration sensor of acceleration of the axis of the read, through the USB interface communication will acceleration sensor and computer serial communication, so that the data can be collected, and then use matlab to plot the data, draw a acceleration time vectors and two-dimensional map, pattern of fluctuations in the intensity of the. At the end of the thesis, data were compared, fall threshold SVM is obtained, through the IAR programming software programming, the output of SVM is less than or equal to the threshold value, the output a low level, low level trigger buzzer alarm signal is generated.Key words : Falling, adxl345 acceleration sensor, detection threshold algorithm, and alarm system.目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)1.1 课题的来源及研究目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状分析 (1)1.3 本文内容概述 (2)1.4 本章小结 (3)2 硬件部分 (4)2.1 对硬件的介绍 (4)2.2 ADXL345加速度传感器的介绍 (4)2.3 MSP430F149单片机的介绍 (6)2.4 I2C的介绍 (8)2.5 蜂鸣器的介绍 (9)2.6 电源部分的介绍 (9)2.7 晶振部分的介绍 (9)2.8 复位部分的介绍 (10)2.9 总设计原理图及实物连接图 (10)2.10 本章总结 (12)3 软件部分 (12)3.1 人体平衡分析 (12)3.2 跌倒过程的分析 (13)3.3 跌倒过程倾角的分析 (14)3.4 加速度引起倾角变化的计算分析 (15)3.5 基于倾角的阈值算法 (17)3.6 基于加速度的阈值算法 (18)3.6.1 选定参考量 (18)3.6.2 数据分析 (19)3.7 基于SVM的阈值算法的提出 (21)3.8 程序流程图 (22)3.9 本章总结 (23)4 数据分析 .............................................. 错误！未定义书签。

摘要社会经济不断发展的过程中，人口老龄化也在不断加速，老年人的健康问题逐渐受到大众的关注。

老年人各项生理指标开始衰退，心脑血管疾病频发，作为老年人致死率较为严重的问题之一，跌伤伤害逐渐成为大众性问题。

为了加强老年人对于自身健康的关注度，提高突发情况下的救助力度。

此次设计利用单片机作为老人防跌倒报警监护系统的控制核心，负责协调各个模块完成整个系统的功能。

采用温度传感器来对老人体温进行测量，采用PULSE SENSOR心率传感器来对用户心率进行检测，利用HX711压力检测模块来进行血压检测操作，利用ADXL345陀螺仪传感器来用户的身体状态进行辨别。

实际检测中，是时间检测到的心率数据、体温等数据信息通过显示进行显示，便于用户实时观测。

当检测到用户摔倒，则触发GSM驱动程序在SIM800C GSM模块的工作下进行报警操作，并显示老人摔倒的具体定位信息，便于及时进行救援工作。

在硬件电路设计以及软件功能调试的过程中，完成整体系统设计，同时在实物功能演示中，整体设计基本满足预期目标，能够实现各项数据的检测操作，在实际应用中具有一定的设计意义。

关键词陀螺仪；GSM；GPS；单片机1 绪论1.1 课题写作背景及意义近年来，我国社会经济发展水平不断提升，人们物质生活条件也日益提高，人们对于自身身体健康意识也在不断加深。

近年来我国高血压患者人数增多，由于高血压会引起一系列的并发症，包括心脑血管疾病的，所以对于高血压等慢性疾病需要长期进行观察以及治疗工作。

智能化人体各项参数检测仪器也逐渐受到人们的关注，利用各项检测仪器可以进行对自身身体参数进行检测操作，同时通过手机等移动客户端就可以实时看到检测，结果做到智能便捷的设计目的。

对于人体进行心率血压监测的工作，具有一定的实际意义，能够有效协助医生针对相关疾病进行整治工作，通过对身体进行实施的监测，能够关注自身健康状况，一旦发现数据情况异常就可以及时就医，避免造成严重的后果。

工程 输入新建工程名 老人防跌报警装置 并保存然 后器件选择 N9B7G目录下的 N5T'?Q)
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基于 !*6ABCD 倾角传感器的
老人防跌倒检测与报警系统
聂 影4邵世云龙
广东碧桂园职业学院!广东清远!B##B$$
摘4要随着当今社会老龄化进程的逐步加剧我们在新闻中经常能看到老人跌倒了无人扶进而导致老人的死亡 本 文提出了一种基于 N!Rb(3Q 倾角传感器的跌倒检测与报警系统 通过 N!Rb(3Q 倾角传感器实时采集老人在日常活动中产 生的倾角数据然后将数据送到单片机 [5?T'?Q) 进行处理并判断老年人的运动状态另外运用 ![$TY)% 实时检测人体温 度 当系统检测到跌倒发生时发出报警声音提醒老人和周围的人并且能够将报警短信发送到相关人员手机上
关键词老人防跌系统单片机 [5?T'?Q)N!Rb(3Q 倾角传感器
一研究背景 )$ 世纪被称为 银发世纪 人口老龄化是当今社会面 临的重大挑战之一 随着全球人口老龄化的到来失独老人 的比例也越来越大 年亲人忙于工作在外打拼 如果父母 均在还能相互扶持但如果只剩下单亲而经济条件又不允 许请保姆 看 护 的 情 况 下 老 人 的 安 全 问 题 就 有 了 很 大 的 隐患
图 3 温度传感器 ![$TY)%
. All !R[i$TgYh)%t是s 常R用e的se数r字v温ed度.传感器其输出的是数字信 号具有体积小硬件开销低抗干扰能力强精度高的特点 如图 3![$TY)% 传感器耐磨耐碰体积小使用方便 封装 形式多样是电子 设 计 中 最 为 常 见 的 一 款 温 度 测 量 传 感 器 适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域 三系统软件设计 完整的控制系统由硬件系统和软件系统组成前面主要 阐述了系统的硬件电路的设计方案若要充分发挥系统的设 计功能则需要支 持 硬 件 平 台 的 软 件 程 序 即 烧 写 到 单 片 机 内部的程序 本设计中单片机开发环境是 ]7/GDZ/A/<-Q]7/GDZ/A/<-Q 开发软件是同时支持 Q$ 系列单片机以及 [5@() 系列单片 机是目前最主流的程序开发软件]7/GDZ/A/<-Q 是 [5?公司 推出最新一代单片机处理器的编译连接和调试集成环境 它可以降低开发周期从而减少很多成本 ]7/GDZ/A/<-Q 可 支持 V/-H<MA的多种开发环境界面软件可以使用 ?*?ee语 言 ]7/GDZ/A/<-Q 与 ?语言匹配效率很高且能检测 ?语言 编写的语法逻辑错误能够非常便捷地编程查错更正使 使开发者非常方便地用 ?语言进行程序编程 四系统调试 在搭建调试平台后需要对软件程序进行调试 若程序 调试通过后就可验证系统功能 检查倾角超过 3Q 度后系 统是否能够发送信号 若功能有问题需要找到问题所在 多次重复调试直到问题解决所有功能正常运行为止 软件调试步骤如下 $ 在 ]7/GQ 软件中先创建一个工程单击菜单栏中的

科技创新科技风2020年12月DOI：10.19392/ki.1671-7341.202034011基于ADXL345倾角传感器的老人防跌倒检测与报警系统聂影邵世云龙广东碧桂园职业学院广东清远511500摘要：随着当今社会老龄化进程的逐步加剧，我们在新闻中经常能看到老人跌倒了，无人扶，进而导致老人的死亡。

本文提出了一种基于ADXL345倾角传感器的跌倒检测与报警系统。

通过ADXL345倾角传感器实时采集老人在日常活动中产生的倾角数据，然后将数据送到单片机STC89C52进行处理，并判断老年人的运动状态，另外运用DS18/20实时检测人体温度。

当系统检测到跌倒发生时,发出报警声音提醒老人和周围的人，并且能够将报警短信发送到相关人员手机上。

关键词：老人防跌系统；单片机STC89C52；ADXL345倾角传感器一、研究背景21世纪被称为“银发世纪”，人口老龄化是当今社会面临的重大挑战之一。

随着全球人口老龄化的到来，失独老人的比例也越来越大。

年亲人忙于工作，在外打拼。

如果父母均在还能相互扶持，但如果只剩下单亲，而经济条件又不允许请保姆看护的情况下，老人的安全问题就有了很大的隐患。

据世界卫生报告，跌倒已经成为老年人致死的大概率事件。

世界卫生报告数据如下，全球每年有约40万的老人死于跌倒后无人看护、及时就医。

其中60岁以上的占50%以上，70岁以上的占40%。

世卫组针对居住在社区的65岁及以上的老年人进行调查，发现其中30%在一年中发生过跌倒，80岁以上的则达到了50%&大约70%的老人，都因跌倒后无人送医而落下残疾或者直接死亡。

由于老年人的身体恢复慢，跌倒会严重影响他们的生活质量，衣食住行等都很不方便，而且长期就医也会到来沉重的经济负担。

因此我们希望设计出一种能感应老年人是否跌倒，以及能监考老人体温的检测器。

在发现老年人跌倒或高烧等症状后，能够及时通过GSM发出求救信号通知其家人或医护人员，使老年人能够在第一时间得到及时的救助,从而降低伤害，提高老年人的生活质量。

中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ １ ６ ． ３ 文 献标 识码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ９ ３ ５ ８ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ７ ７ ２ ０ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ２ ７
引用格 式 ： 付慧 群 ， 张秀 峰 ， 刘 文涛 ． 基于 Ａ Ｄ Ｘ Ｌ ３ ４ ５防跌倒 检测 装置 的研制 【 Ｊ ］ ． 微 型机 与应用 ， ２ ０ １ ７， ３ ６ （ ４ ） ： ９ ０ － ９ ３ ．
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｄ ｏ ｗｎ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＤＸＬ ３ ４ ５
Ｆｕ Ｈｕ ｉ ｑ ｕ ｎ ， Ｚ ｈａ ｎ ｇ Ｘｉ ｕ ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｌｉ ｕ Ｗｅ ｎ ｔ ａ ｏ
一
单 片机 系统 ， 通过 理论 分析 、 算 法研 究及 实验 研 究等 实现 了该检 测 装 置 的功 能。 实验 结 果表 明 ： 该 系统灵 敏 、 可靠， 可 以在 人
体 跌倒 ０ ． １ ５ ｓ内发 出警报 信号 ， 并为 穿戴式 气体保 护装 置提供 准确 的触发 信 号。 关 键词 ：三轴加 速度 计 ； 跌倒 阈值 ； 防跌 倒 ； 检 测装 置
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基于单片机的老人跌倒报警装置作者：来志勇吴柯汉蒋志震刘海波张敏敏来源：《科学导报·学术》2019年第52期摘要：当今社会进入老龄化，老人外出或独居时，由于身体机能下降，容易跌倒，而由跌倒造成的损伤，使得住院率和死亡率大大提高，带来了严重的社会经济负担。

因此，在不影响老年人正常活动的前提下，通过科学的手段监测老年人的活动，在检测到跌倒后迅速报警求助，可以有效地减少老年人跌倒带来的健康伤害和医疗开支。

在分析比较国内外跌倒检测相关技术研究后，本文提出了一种基于ADXL345倾角传感器的跌倒检测与报警系统。

ADXL345倾角传感器实时采集老人在日常活动中产生的倾角数据，然后将数据送到单片机STC89C52进行处理，并判断老年人的运动状态。

当系统检测到跌倒发生时，发出报警声音提醒老人和周围的人，并且能够将报警短信和位置短信发送到提前设定好的亲人手机上。

关键词：老人防跌倒;报警器;倾角传感器;GPS;GSM引言现如今中国逐渐步入老龄化社会，独居老人、孤寡老人等等，子女、亲人不能24小时在身边陪伴，他们的生活、身体的变化不易被子女察觉，无法得到随时随地的关心和照顾。

据数据显示，中国约有三分之一的65岁及以上老年人每年跌倒1次或多次，而且比例随年龄增长而增加，80岁以上老年人跌倒的年龄发生率更是高达50%！老人跌倒后会产生一系列身体伤害及并发症，严重的会导致髋部骨折，髋部骨折的老人后期寿命会减少，且生活质量也显著下降。

因此，预防跌倒是应对“老龄化”的有效保障。

为了及时关注老年人的日常情况，本文设计了一种基于单片机的老人跌倒报警装置，对老年人姿态变化进行监测，当老年人发生跌倒或者遭遇其它意外危险时，能够让家人第一时间知道老年人的位置信息，并得到及时的救治从而保证老年人的生命安全。

从而减少家属不在身边时跌倒对于老年人造成的二次危害，减少经济损失，提高老年人的生活质量。

实际上，这款装置还可以为行动不便的人或残疾人朋友的出行提供便利。

Technology Application技术应用DCW219数字通信世界2020.010 引言目前老龄化现象严重，因为人口老龄化导致的问题层出不穷，虽然现在市场上也有一些类似的老人智能手表之类的产品，但其只能检测一些最基础的数据，其过于智能化，老人使用时会出现各种问题，而且价格不菲。

而我们的设计不仅可以检测一些基础数据，并且可以对老人姿态进行判别，可以有效对老人跌倒进行报警，使老人得到及时治疗，对提高社会和经济效益起着至关重要的作用。

1 系统设计本设计采用STM32单片机完成对整个设计的控制，另外搭载倾角传感器、心率传感器、北斗模块、温度传感器等实现对用户姿态，心率，位置，温度各方面身体数据以及姿态的监测，数据最终显示在OLED 显示屏上，本设计最主要的单元是倾角传感器模块，根据设定的姿态角临界值和时间临界值，检测人体姿态角是否超过正常范围，从而判断老人姿态。

姿态为跌倒时，GSM 通信模块发送GPS 定位信息以及老人姿态信息到监护人手机上实现及时救助，总体设计框图如图1所示。

2 硬件设计2.1 单片机系统CPU 选择本设计采用STM32F103C8T6作为主控芯片，它主要完成数据采集，处理，输出，发送到PC 端等功能，是整个产品正常高效率工作的基础。

STM32F103C8系列的单片机搭载1个PWM 定时器，还有2个12位的ADC 和3个16位定时器。

除此之外，它搭载的32位高性能ARMCortexM3RISC 内核性能高，I/O 端口众多，内置存储器速度快。

基于以上这些优点，我们选择了此款单片机，这款单片机也是时下最热门的几款单片机之一。

2.2 A DXL345倾角传感器模块设计及临界值分析算法现实生活中，一个人站立与跌倒时身体与地面夹角是不同的，人正常站立时，人与地面的夹角约为90°。

但是当人跌倒时，人与地面的夹角最终约为0°。

现在我们对人体与地面夹角的临界值进行分析，通过判定老人与地面的夹角是否超过我们设定的临界值判断人体是否跌倒。