基于Android平臺的老人跌倒檢測軟件系統

彭曉波 黃俊 王海容 楊肖 邱紅星

摘 要：本文主要介紹一款基于Android平臺，借助Eclipse等開發工具進行研發的手機軟件。文中主要對軟件的功能及各模塊的功能分析做了詳細介紹，并提出軟件的下一步研發的方向，從而完善該軟件的功能。

關鍵詞：Android；Eclipse等開發工具；功能模塊

隨著經濟和醫療產業的快速發展，人們的壽命普遍延長，人口老齡化越來越嚴重。人體機能隨著年齡的增長，而逐漸退化，問題越來越多，極大增加了老人跌倒的概率。而老人跌倒無人問津的現象已是屢見不鮮，老人如何求救成了我們亟需解決的問題。市場上出現了許多摔倒報警系統，但其便攜性和方便度均不高。本文便是基于以上考慮設計了一款專門為老年人服務的基于Android平臺的老人跌倒檢測軟件系統，利用以普及的安卓智能手機，及時方便的為老人提供跌倒報警和發送求救短信的功能。

1 軟件簡介

該軟件系統主要基于Android平臺，一般使用java語言并基于Android的SDK進行程序開發[ 1 ]。Android是一款開源式的系統操作平臺，可用多種語言進行編寫和修改，為后續軟件的開發與完善提供良好的基礎。

Android開發環境的搭建：包括Java環境變量配置，Android開發包Android Development Kit （ADT）、Java開發包 Java Development Kit（JDK）和Eclipse的下載、安裝及配置。

軟件開發工具：本文介紹的系統主要基于Eclipse的安卓開發，Eclipse是一個開源的集成開發環境，是目前開發Java項目的主流工具，其在構建開發環境時必須有其他插件的組合才能有效運行。

2 功能實現

本系統主要實現自動獲取位置信息，閾值判斷，跌到檢測報警功能，設置功能，人機交互功能，自動發送短信和異常處理功能等。

總體功能運用Java 語言在Eclipse中開發程序，與安卓手機結合在一起，利用安卓智能手機的多種傳感器，GPS定位功能，短信發送等功能。當手機檢測到老人的加速度達到所設置的閾值時便會發出警報，提醒周圍的行人及時給予幫助，同時提醒老人查看手機，若無意外，老人可關閉提醒。若老人發生意外，該系統將于10s后自動發送短信，并將手機自動獲取到位置信息編輯為短信內容發送給老人的親屬，可實現及時求救的功能。

3 閾值測定

功能實現原理：老人跌倒或受到撞擊時，身體重心會在瞬間發生偏移，從而產生一個較大的加速度值，老人在行走和正常的日常活動中所產生的加速度較小，老人摔倒時所產生的加速度遠大于前者。而安卓手機自帶的三軸加速度傳感器可以及時準確的測量出攜帶者的加速度。本文介紹的軟件系統便以其合加速度值來判斷老人是否跌倒。

基于以上原理，本系統借助三軸加速度傳感器，即x，y，z軸，分別表示手機短軸方向，長軸方向和垂直方向。

將手機固定與腰間，用手機獲取到的加速度值來模擬老人所產生的三個方向加速度值的分量，根據SVM閾值跌倒檢測算法計算其合加速度，即a=■，其中x2，y2，z2分別表示x軸，y軸，z軸方向上加速度的平方值。

根據上述算法，分別模擬老人正常生活中的日常行為，進行大量實驗，跌倒時的合加速度（含重力加速度）均大于14.5m/s2，即規定該系統的閾值為14.5m/s2。

4 功能模塊分析

設置模塊：打開軟件進入設置界面，完善個人信息，填寫親屬求救號碼，點擊保存，便設置完成。系統提供5個可填號碼，可同時給填寫的號碼發送短息，這大大提高了老人使用系統的便利性、穩定性和可操作性。

功能選擇模塊：打開軟件進入功能選擇界面，系統提供跌倒檢測和心率監測兩個功能。點擊跌倒檢測功能選項便啟動了該功能。點擊返回后，系統在后臺運行。同時還有心率測試功能，可供老人在家中隨時監測自己的心率情況。

位置信息模塊：啟動系統時，若手機沒有開啟GPS位置定位功能，就會跳出消息提示框，提示內容為“請開啟GPS導航”，以便老人及時打開GPS。若老人不會操作智能手機，親屬可提前設置好，便于老人直接使用。

獲取信息模塊：軟件運行過程中，系統會利用安卓手機自帶GPS定位功能，隨著老人的位置改變而自動獲取老人所處的位置信息，0.1秒更新一次位置信息。系統將數據存入數據庫中，待系統檢測到老人合加速度達到閾值時便允許短信功能獲取訪問權限，將實時的位置信息編輯為短息內容發送出去。

閾值判斷模塊：當系統檢測到老人的加速度達到設置的閾值時，便會跳出提示對話框，同時發出警報聲，系統可根據老人的功能選擇而進行相應的操作。

執行模塊：軟件跳出提示框時，若老人點擊確定，系統便會調取位置信息模塊獲取到的位置信息，通過短信方式發送給親屬；若因手機掉落或其他原因致使手機自身的加速度達到閾值，而跳出對話框，老人可點擊取消按鈕，將關閉對話框；若老人昏迷，無法進行任何行為，系統會在提示框跳出10s后自動給親屬發送求救短信，并將老人所處的位置信息一同發送給親屬。

5 結語

本系統基于Android平臺，運用專門為老年人設計，不需老人進行過多操作，智能方便；采用手機高靈敏度的傳感器，結合現在主流的SVM閾值測定算法，準確測定出該系統的報警閾值，減少漏報率、誤報率，準確性高；接下來將進一步完善系統功能，結合百度地圖移動版API[ 2 ]，提供更加準確，詳細的位置信息，為迷路的老人提供導航功能，完善軟件的功能。

參考文獻：

[1] 任文靜. 基于Android平臺摔倒報警系統的設計與實現[D].中國科學院大學（工程管理與信息技術學院），2013.

[2] 石婷，賀志楠，姜寧，王秀梅.基于Android平臺的老人摔倒檢測系統設計[J].電子科技，2014，09：82-84+88.

作者簡介：

彭曉波（1994-），江蘇徐州人， 徐州醫科大學醫學影像學院在讀。