基于Android平台的老人跌倒检测软件系统

彭晓波 黄俊 王海容 杨肖 邱红星

摘 要：本文主要介绍一款基于Android平台，借助Eclipse等开发工具进行研发的手机软件。文中主要对软件的功能及各模块的功能分析做了详细介绍，并提出软件的下一步研发的方向，从而完善该软件的功能。

关键词：Android；Eclipse等开发工具；功能模块

随着经济和医疗产业的快速发展，人们的寿命普遍延长，人口老龄化越来越严重。人体机能随着年龄的增长，而逐渐退化，问题越来越多，极大增加了老人跌倒的概率。而老人跌倒无人问津的现象已是屡见不鲜，老人如何求救成了我们亟需解决的问题。市场上出现了许多摔倒报警系统，但其便携性和方便度均不高。本文便是基于以上考虑设计了一款专门为老年人服务的基于Android平台的老人跌倒检测软件系统，利用以普及的安卓智能手机，及时方便的为老人提供跌倒报警和发送求救短信的功能。

1 软件简介

该软件系统主要基于Android平台，一般使用java语言并基于Android的SDK进行程序开发[ 1 ]。Android是一款开源式的系统操作平台，可用多种语言进行编写和修改，为后续软件的开发与完善提供良好的基础。

Android开发环境的搭建：包括Java环境变量配置，Android开发包Android Development Kit （ADT）、Java开发包 Java Development Kit（JDK）和Eclipse的下载、安装及配置。

软件开发工具：本文介绍的系统主要基于Eclipse的安卓开发，Eclipse是一个开源的集成开发环境，是目前开发Java项目的主流工具，其在构建开发环境时必须有其他插件的组合才能有效运行。

2 功能实现

本系统主要实现自动获取位置信息，阈值判断，跌到检测报警功能，设置功能，人机交互功能，自动发送短信和异常处理功能等。

总体功能运用Java 语言在Eclipse中开发程序，与安卓手机结合在一起，利用安卓智能手机的多种传感器，GPS定位功能，短信发送等功能。当手机检测到老人的加速度达到所设置的阈值时便会发出警报，提醒周围的行人及时给予帮助，同时提醒老人查看手机，若无意外，老人可关闭提醒。若老人发生意外，该系统将于10s后自动发送短信，并将手机自动获取到位置信息编辑为短信内容发送给老人的亲属，可实现及时求救的功能。

3 阈值测定

功能实现原理：老人跌倒或受到撞击时，身体重心会在瞬间发生偏移，从而产生一个较大的加速度值，老人在行走和正常的日常活动中所产生的加速度较小，老人摔倒时所产生的加速度远大于前者。而安卓手机自带的三轴加速度传感器可以及时准确的测量出携带者的加速度。本文介绍的软件系统便以其合加速度值来判断老人是否跌倒。

基于以上原理，本系统借助三轴加速度传感器，即x，y，z轴，分别表示手机短轴方向，长轴方向和垂直方向。

将手机固定与腰间，用手机获取到的加速度值来模拟老人所产生的三个方向加速度值的分量，根据SVM阈值跌倒检测算法计算其合加速度，即a=■，其中x2，y2，z2分别表示x轴，y轴，z轴方向上加速度的平方值。

根据上述算法，分别模拟老人正常生活中的日常行为，进行大量实验，跌倒时的合加速度（含重力加速度）均大于14.5m/s2，即规定该系统的阈值为14.5m/s2。

4 功能模块分析

设置模块：打开软件进入设置界面，完善个人信息，填写亲属求救号码，点击保存，便设置完成。系统提供5个可填号码，可同时给填写的号码发送短息，这大大提高了老人使用系统的便利性、稳定性和可操作性。

功能选择模块：打开软件进入功能选择界面，系统提供跌倒检测和心率监测两个功能。点击跌倒检测功能选项便启动了该功能。点击返回后，系统在后台运行。同时还有心率测试功能，可供老人在家中随时监测自己的心率情况。

位置信息模块：启动系统时，若手机没有开启GPS位置定位功能，就会跳出消息提示框，提示内容为“请开启GPS导航”，以便老人及时打开GPS。若老人不会操作智能手机，亲属可提前设置好，便于老人直接使用。

获取信息模块：软件运行过程中，系统会利用安卓手机自带GPS定位功能，随着老人的位置改变而自动获取老人所处的位置信息，0.1秒更新一次位置信息。系统将数据存入数据库中，待系统检测到老人合加速度达到阈值时便允许短信功能获取访问权限，将实时的位置信息编辑为短息内容发送出去。

阈值判断模块：当系统检测到老人的加速度达到设置的阈值时，便会跳出提示对话框，同时发出警报声，系统可根据老人的功能选择而进行相应的操作。

执行模块：软件跳出提示框时，若老人点击确定，系统便会调取位置信息模块获取到的位置信息，通过短信方式发送给亲属；若因手机掉落或其他原因致使手机自身的加速度达到阈值，而跳出对话框，老人可点击取消按钮，将关闭对话框；若老人昏迷，无法进行任何行为，系统会在提示框跳出10s后自动给亲属发送求救短信，并将老人所处的位置信息一同发送给亲属。

5 结语

本系统基于Android平台，运用专门为老年人设计，不需老人进行过多操作，智能方便；采用手机高灵敏度的传感器，结合现在主流的SVM阈值测定算法，准确测定出该系统的报警阈值，减少漏报率、误报率，准确性高；接下来将进一步完善系统功能，结合百度地图移动版API[ 2 ]，提供更加准确，详细的位置信息，为迷路的老人提供导航功能，完善软件的功能。

参考文献：

[1] 任文静. 基于Android平台摔倒报警系统的设计与实现[D].中国科学院大学（工程管理与信息技术学院），2013.

[2] 石婷，贺志楠，姜宁，王秀梅.基于Android平台的老人摔倒检测系统设计[J].电子科技，2014，09：82-84+88.

作者簡介：

彭晓波（1994-），江苏徐州人， 徐州医科大学医学影像学院在读。