基于树莓派的独居老人远程监控报警系统设计与实现.docx

摘要：全国老龄办最新统计，截至2017年年底，全国60岁以上老年人口达2.4亿，占总人口比重达17.3%，平均近4个劳动力抚养1位老人。十三五时期，我国人口老龄化程度将将持续加深，预计到2020年，全国60岁以上老年人口将增加到2.55亿人左右，其中独居和空巢老人将增加到1.18亿人左右。而我国老年人大部分都患有各种疾病，其中慢性疾病伴随老人后半生，他们需要长期护理和治疗。并且老人行动迟缓或不便，常引发伤亡事故，如上下楼梯跌落、意外摔倒等。跌倒也成为了老人伤害死亡的第一杀手。如果老人在摔倒后能够及时报警通知家人，那么将大大减少老人摔倒后的伤亡率。

本系统基于树莓派来采集老人携带的MPU6050陀螺仪、声音、GY-BME280大气压等传感器的数据，使用Python语言开发数据采集模块，然后使用HTTP协议通过WiFi模块把传感器数据上传到OneNET云端。Android端从云端获取数据，判断老人是否摔倒。如果摔倒，手机会在本地发出自定义的警报铃声和震动提醒，弹出对话框开始倒计时，询问用户是否发生摔倒行为。如果倒计时结束，用户没有取消报警，手机会自动编辑用户预设的个人信息以及从GPS模块获得摔倒的位置（基于百度Android定位SDK）通过手机短信通知紧急联系人，使得老人能得到及时的治疗。

实验测得本系统对于老人摔倒现象有92%的判断准确率，达到了一定的实用价值和工程意义。

关键词：远程监控；树莓派；Android；陀螺仪传感器；GPS

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题背景和意义-1

1.2 国内、外研究状况-1

1.3 研究的目标和内容-2

1.4 论文组织结构-2

1.5 小结-2

2  老人摔倒检测系统相关技术理论和总体结构-3

2.1 加速计与陀螺仪信号检测原理-3

2.2 大气压强与声音传感器信号检测原理-4

2.3 树莓派的使用-5

2.4 WiFi的使用-7

2.5 Python语言的简介-8

2.6 Android系统的使用-8

2.6.1 Android开发平台的使用-8

2.6.2 Android系统架构-9

2.7 老人摔倒检测系统总体设计-9

2.7.1 摔倒检测系统需求分析-9

2.7.2 摔倒检测系统总体结构-10

2.8 本章小结-10

3 老人摔倒检测系统硬件系统设计-11

3.1 系统硬件总体设计-11

3.2 MPU6050传感器的选用-11

3.3 GY-BME280大气压传感器的选用-12

3.4 声音传感器和WiFi模块的使用-14

3.5 GPS模块的使用-16

3.6 充电宝与面包板的使用-18

3.7 本章小结-19

4 老人摔倒检测系统软件系统设计-20

4.1 摔倒检测系统总体设计-20

4.2 树莓派检测终端软件设计-22

4.2.1树莓派配置-22

4.2.2 传感器数据采集程序-24

4.2.3传感器数据上传-25

4.3 Android手机终端软件设计-25

4.3.1Android Studio配置与GitHub的使用-26

4.3.2 基础包设计-30

4.3.3 APP界面设计-32

4.4 本章小结-37

5 老人摔倒检测系统测试与分析-38

5.1 传感器基础数据测试与分析-38

5.2 老人摔倒检测系统实际性能测试-45

5.3 本章小结-45

6 结论-46

参 考 文 献-47

致 谢-48