智慧养老服务平台中移动APP的设计与实现
这是一篇关于智慧养老,移动应用,后台开发,摔倒检测的论文, 主要内容为随着我国经济社会的发展,老年人口占比逐渐增多,养老智慧化将成为社会发展趋势。如何利用现代化信息通信技术如物联网在线监测、大数据分析、人工智能预测、分布式部署等实现养老服务智能化管理是智慧养老中的热点研究问题。本文基于已有智慧养老服务平台的基础架构,以普遍使用的智能终端设备为着力点,从客户端、后台服务、边缘端三方面给出了智慧养老服务平台移动APP的设计实现方案。该方案包括以组件化开发方式抽离出公共组件,搭建涉及多方用户角色的移动客户端;提出了一种智慧养老服务平台数据库模块和功能模块的接口设计与实现方案;提出了一种利用边缘计算及计算机视觉的老人摔倒检测设计与实现方案,该方案在选用的目标检测模型的anchor设定机制和正负样本的判定方式等方面进行了优化,提高了老人识别的准确率。本文的主要工作如下:(1)立足于养老生活中的实际需求,面向老人、子女及智慧养老服务平台运营人员多方用户角色,本文提出了一种智慧养老服务平台中客户端APP的设计与实现方案,该方案采用组件化开发策略,抽离出公共组件,将不同通用程度的功能组件分层设计,实现功能组合,减少了开发多个客户端的冗余工作,提高了功能组件的复用性与拓展性。(2)提出了一种智慧养老服务平台移动APP的后端功能模块框架的设计与实现方案,该方案整体上使用Spring Cloud框架进行构建。各个业务模块上,使用基于Spring Boot的微服务架构,结构上从上到下采取层次化设计对外提供可调用接口。提出了一种智慧养老服务平台中移动APP的后台服务数据存储设计与实现方案。实现了基础信息管理、异常告警、服务管理、订单管理、消息同步等功能模块。(3)提出了一种利用边缘计算及计算机视觉技术的老人摔倒检测设计与实现方案。该方案考虑了智慧养老服务平台在多用户条件下的服务器计算压力,以目标检测模型为基础,结合人体姿态变化判断摔倒状态,权衡计算精准度和时间延迟度后,选择SSD＿MobileNet＿v2网络为目标检测网络;以自行收集标注的人体图片作为训练数据集,将训练好的网络做轻量化处理,以docker形式打包部署到边缘侧。针对智慧养老服务平台中单类目标检测场景的特点,对SSD算法中的anchor固有设定方式进行了优化,使用聚类算法分析出数据集的宽高比值集中值,依据聚类结果对SSD算法中的anchor长宽比重新设定以提高识别准确度。针对当前SSD算法中anchor的正负样本判别方式忽略了数据集自身统计特性的问题,提出了一种在SSD＿MobileNet＿v2网络中自适应判定正负样本的方法,提升了智慧养老服务平台中摔倒检测功能。理论分析与实验结果表明提高了老人摔倒识别的准确率。
“福气”老人应急救助辅助系统的研究与实现
这是一篇关于安卓开发,定位监控,加速度传感器,摔倒检测,急救辅助的论文, 主要内容为随着我国进入“老年化”社会,“独巢”老人的养老问题越发凸显。虽然老人由于意外摔倒极易引发死亡,但“扶与不扶”的纠结却更是我们都无法回避的问题。随着社会医疗体系的不断完善,如何利用日益发达的信息技术,整合数以亿计的老人的医疗救助信息,辅助路人跨越“扶与不扶”的鸿沟“安心”地扶起摔倒的老人们,并及时给予他们必要的、科学的和安全的医疗急救辅助,从而在第一时间挽救老人的生命,是本课题研究的初衷。本文提出利用Android智能终端的GPS、WIFI和GPRS联合定位,借助高德地图AMAP地图定位API实现对老人实时定位监控和围栏监护,利用Android加速度传感器,实现“摔倒自动检测报警”,使用WebService技术,由Tomcat应用服务器从社会保障系统的MySQL数据库中获取个人相关的应急救助指南,从而指导路人对摔倒老人实施及时、安全、有效的救助,力争形成一个全社会参与的、多方联动的老人急救辅助系统,从科技的层面破解老龄化给我们带来的诸多社会问题;同时还利用智能手机的录音、录像等手段留存证据,以化解扶与不扶的尴尬。Android平台的开放性、丰富的传感器类型、统一编程接口,使得系统的开发、维护和后续升级服务等诸多环节都变得更容易,也可以让老人的生活在移动互联的世界变得更自由,也更安全。
“福气”老人应急救助辅助系统的研究与实现
这是一篇关于安卓开发,定位监控,加速度传感器,摔倒检测,急救辅助的论文, 主要内容为随着我国进入“老年化”社会,“独巢”老人的养老问题越发凸显。虽然老人由于意外摔倒极易引发死亡,但“扶与不扶”的纠结却更是我们都无法回避的问题。随着社会医疗体系的不断完善,如何利用日益发达的信息技术,整合数以亿计的老人的医疗救助信息,辅助路人跨越“扶与不扶”的鸿沟“安心”地扶起摔倒的老人们,并及时给予他们必要的、科学的和安全的医疗急救辅助,从而在第一时间挽救老人的生命,是本课题研究的初衷。本文提出利用Android智能终端的GPS、WIFI和GPRS联合定位,借助高德地图AMAP地图定位API实现对老人实时定位监控和围栏监护,利用Android加速度传感器,实现“摔倒自动检测报警”,使用WebService技术,由Tomcat应用服务器从社会保障系统的MySQL数据库中获取个人相关的应急救助指南,从而指导路人对摔倒老人实施及时、安全、有效的救助,力争形成一个全社会参与的、多方联动的老人急救辅助系统,从科技的层面破解老龄化给我们带来的诸多社会问题;同时还利用智能手机的录音、录像等手段留存证据,以化解扶与不扶的尴尬。Android平台的开放性、丰富的传感器类型、统一编程接口,使得系统的开发、维护和后续升级服务等诸多环节都变得更容易,也可以让老人的生活在移动互联的世界变得更自由,也更安全。
居家老人云后台摔倒远程监测系统设计与实现
这是一篇关于居家养老,摔倒检测,GPRS模块,远程监测,云后台的论文, 主要内容为随着社会的发展,人口老龄化问题在发达国家和部分发展中国家己经凸显。目前,中国老年人口数量日渐庞大,社会养老压力与日俱增。居家养老是一种新型的适合我国国情的养老方式,对解决老人的养老问题有着不可替代的作用。在居家老人因病晕倒,或手脚不便意外摔倒时,很难第一时间被察觉并得到救助。目前对居家老人多采用视频监控,不仅需要专人实时观察老人状态,还会出现成本高、侵犯老人隐私等问题。而摔倒报警器等设备对摔倒检测的准确度不高,若老人摔倒没有受到太大伤害,在站起后不能及时取消报警。老人家属、医生、社区管理人员不能同时通过后台数据查看老人状态,无法进行数据共享,难以对老人进行实时看护和及时关怀。针对以上问题,本文提出了居家老人云后台摔倒远程监测系统设计与实现。本系统采用可穿戴式检测摔倒设备,成本低,私密性高。在老人摔倒后可自动检测站起并取消报警,提高摔倒检测的准确性。将居家老人摔倒监控系统后台搭建至云服务器,云后台可以将老人摔倒信息进行分析、显示与保存,实现数据的共享。本文主要工作内容如下:(1)为实现摔倒和站起判断的功能,实验并测量人体活动的三维加速度和角度变化,分析摔倒和站起时的运动特征,以推理判断算法。(2)为保证摔倒和站起检测的准确性,选取MPU6050作为检测摔倒加速度和摔倒后站起角度的传感器,主控芯片采用Arduino UNO R3单片机,通讯方式为GPRS。(3)为了达到数据实时共享的功能,实现了云服务器的搭建。(4)利用C#语言设计了上位机软件,接收、显示并保存硬件发送的数据。(5)测试并验证了系统功能,统计出了系统的误判率。在以上研究工作基础上,最终完成了居家老人云后台摔倒远程监测系统设计与实现。提高了系统监测的准确性与实时性,实现了居家老人摔倒的远程监测及数据云后台共享功能。
智慧养老服务平台中移动APP的设计与实现
这是一篇关于智慧养老,移动应用,后台开发,摔倒检测的论文, 主要内容为随着我国经济社会的发展,老年人口占比逐渐增多,养老智慧化将成为社会发展趋势。如何利用现代化信息通信技术如物联网在线监测、大数据分析、人工智能预测、分布式部署等实现养老服务智能化管理是智慧养老中的热点研究问题。本文基于已有智慧养老服务平台的基础架构,以普遍使用的智能终端设备为着力点,从客户端、后台服务、边缘端三方面给出了智慧养老服务平台移动APP的设计实现方案。该方案包括以组件化开发方式抽离出公共组件,搭建涉及多方用户角色的移动客户端;提出了一种智慧养老服务平台数据库模块和功能模块的接口设计与实现方案;提出了一种利用边缘计算及计算机视觉的老人摔倒检测设计与实现方案,该方案在选用的目标检测模型的anchor设定机制和正负样本的判定方式等方面进行了优化,提高了老人识别的准确率。本文的主要工作如下:(1)立足于养老生活中的实际需求,面向老人、子女及智慧养老服务平台运营人员多方用户角色,本文提出了一种智慧养老服务平台中客户端APP的设计与实现方案,该方案采用组件化开发策略,抽离出公共组件,将不同通用程度的功能组件分层设计,实现功能组合,减少了开发多个客户端的冗余工作,提高了功能组件的复用性与拓展性。(2)提出了一种智慧养老服务平台移动APP的后端功能模块框架的设计与实现方案,该方案整体上使用Spring Cloud框架进行构建。各个业务模块上,使用基于Spring Boot的微服务架构,结构上从上到下采取层次化设计对外提供可调用接口。提出了一种智慧养老服务平台中移动APP的后台服务数据存储设计与实现方案。实现了基础信息管理、异常告警、服务管理、订单管理、消息同步等功能模块。(3)提出了一种利用边缘计算及计算机视觉技术的老人摔倒检测设计与实现方案。该方案考虑了智慧养老服务平台在多用户条件下的服务器计算压力,以目标检测模型为基础,结合人体姿态变化判断摔倒状态,权衡计算精准度和时间延迟度后,选择SSD＿MobileNet＿v2网络为目标检测网络;以自行收集标注的人体图片作为训练数据集,将训练好的网络做轻量化处理,以docker形式打包部署到边缘侧。针对智慧养老服务平台中单类目标检测场景的特点,对SSD算法中的anchor固有设定方式进行了优化,使用聚类算法分析出数据集的宽高比值集中值,依据聚类结果对SSD算法中的anchor长宽比重新设定以提高识别准确度。针对当前SSD算法中anchor的正负样本判别方式忽略了数据集自身统计特性的问题,提出了一种在SSD＿MobileNet＿v2网络中自适应判定正负样本的方法,提升了智慧养老服务平台中摔倒检测功能。理论分析与实验结果表明提高了老人摔倒识别的准确率。
居家老人云后台摔倒远程监测系统设计与实现
这是一篇关于居家养老,摔倒检测,GPRS模块,远程监测,云后台的论文, 主要内容为随着社会的发展,人口老龄化问题在发达国家和部分发展中国家己经凸显。目前,中国老年人口数量日渐庞大,社会养老压力与日俱增。居家养老是一种新型的适合我国国情的养老方式,对解决老人的养老问题有着不可替代的作用。在居家老人因病晕倒,或手脚不便意外摔倒时,很难第一时间被察觉并得到救助。目前对居家老人多采用视频监控,不仅需要专人实时观察老人状态,还会出现成本高、侵犯老人隐私等问题。而摔倒报警器等设备对摔倒检测的准确度不高,若老人摔倒没有受到太大伤害,在站起后不能及时取消报警。老人家属、医生、社区管理人员不能同时通过后台数据查看老人状态,无法进行数据共享,难以对老人进行实时看护和及时关怀。针对以上问题,本文提出了居家老人云后台摔倒远程监测系统设计与实现。本系统采用可穿戴式检测摔倒设备,成本低,私密性高。在老人摔倒后可自动检测站起并取消报警,提高摔倒检测的准确性。将居家老人摔倒监控系统后台搭建至云服务器,云后台可以将老人摔倒信息进行分析、显示与保存,实现数据的共享。本文主要工作内容如下:(1)为实现摔倒和站起判断的功能,实验并测量人体活动的三维加速度和角度变化,分析摔倒和站起时的运动特征,以推理判断算法。(2)为保证摔倒和站起检测的准确性,选取MPU6050作为检测摔倒加速度和摔倒后站起角度的传感器,主控芯片采用Arduino UNO R3单片机,通讯方式为GPRS。(3)为了达到数据实时共享的功能,实现了云服务器的搭建。(4)利用C#语言设计了上位机软件,接收、显示并保存硬件发送的数据。(5)测试并验证了系统功能,统计出了系统的误判率。在以上研究工作基础上,最终完成了居家老人云后台摔倒远程监测系统设计与实现。提高了系统监测的准确性与实时性,实现了居家老人摔倒的远程监测及数据云后台共享功能。
基于物联网的居家老人智能安防系统设计
这是一篇关于居家老人,安防系统,气体检测,摔倒检测,物联网的论文, 主要内容为随着智能化时代的到来,物联网技术快速发展,人民生活水平逐渐提高,智能家居已经成为时代的热点话题,同时国内老龄化人口越来越多,而厨房与客厅作为老人日常活动最为频繁的区域,对居家老人的生活安全极为重要。本文针对当前智能安防系统的燃气检测可靠性低、摔倒检测模型部署困难和终端设备数据传输不稳定等问题展开研究,具体研究内容如下:(1)传统燃气报警器检测可靠性一般,且缺少有效地应急措施根除厨房燃气隐患,本文分别从硬件和软件两个方面对其进行设计。在硬件电路方面通过抗浪涌保护、防静电保护和滤波处理等操作提高电路的稳定性,同时使用低温漂电阻增强气体检测的抗干扰性;在软件设计方面首先选用限幅平均滤波去除传感器初始采样值的异常值,再通过卡尔曼滤波和滑动平均滤波获得一个平滑稳定的采样信号,最后结合线性函数换算得到稳定可靠的真实可燃气体浓度。此外,考虑到燃气泄漏时老人身体不便或出门不在家等情况,本文还设计了智能应急措施自主降低厨房内燃气浓度,保证厨房燃气安全。(2)由于轻量级人体姿态估计模型检测准确性低,且基于关键点信息的摔倒检测网络计算量大不适用于边缘设备,为此本文对轻量级模型进行改进,以较小计算量提高模型的检测精度。本文在原主干网络的最深层设计了一个计算量较小的特征增强模块,有效建立图像中不同像素点之间的联系,提高对四肢等远离人体几何中心位置关键点预测的准确性;此外,本文构建了一个双向加权特征金字塔网络,通过双向跨尺度连接和带权重的特征融合机制提高模型的特征融合效率,增加关键点位置预测的准确性;同时为了提高摔倒判定的准确性,本文根据人体关键点坐标之间的相对位置和角度关系设计了多方向摔倒的判定标准。最后通过Open CV实现该模型在边缘设备上的实际部署。(3)在居家老人智能安防系统中,繁琐的联网操作会给老人带来很大不便,同时需要下载且占用内存的手机APP降低了监护人的使用体验感,本文通过对比选出即插即用、安全稳定的物联网模块和云平台,并基于mpvue框架设计开发了快捷方便的客户端软件。此外,本文将厨房可燃气体检测装置和客厅摔倒检测装置作为节点,组建了蓝牙mesh网络,并将NB-Io T模块与蓝牙mesh网络结合设计了经济高效的网关控制器,通过Free RTOS操作系统进行多任务管理,有效提高网关的数据传输效率并降低系统的网络运营成本,实现各模块终端设备与微信小程序之间的数据通信。
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