一种基于嵌入式linux人体平衡监测系统设计-design of a human body balance monitoring system based on embedded linux.docxVIP

一、绪论1.1课题背景与研究意义进入二十一世纪以来，人口结构老龄化问题发展的越来越严重。据联合国人口司06年发布的数据显示：2006年世界60岁以上的老年人口达到6.68亿，预计2050年这一数字将达到20亿，同时也将第一次超过全世界儿童(0—14岁)的人口数。目前，世界上一半多的老年人生活在亚洲（占54%），其次是欧洲（占22%）。在人口发展趋势上，老年人口本身也在老化，2006年80岁以上的老年人已经占到老年人总数的13%，到2050年这一数字将增加到20%。百岁以上的老人也将从06年得28.7万增加到2050年的370万，多达13倍增幅。由于女性的预期寿命大于男性，所以60岁以上的老年人的男女性别比率是82:100。80岁以上人群中这一比例更是只有55:100。独居老年人占老年人总数的14%。独居的女性老人比例为19%，明显高于男性的8%。发达国家独居老年人比列为24%，明显高于发展中国家的7%。[1]中国也面临着同样严峻的形势。根据中国社会科学院财政与贸易经济研究所发布的《中国财政政策报告2010/2011》指出，到2030年，中国65岁以上人口占比重将超过日本，成为全球人口老龄化程度最高的国家。到2050年，60岁及以上老人占比重将超过30%，中国社会将进入深度老龄化阶段[2]。而且在最近刚发布的第六次人口普查的结果也显示，在内地的31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口中，60岁及以上的人口为177648705人，占人口总数的13.26%；其中65岁以上人口为118831709人，占人口总数的8.87%。这些数据同2000年的第五次人口普查结果相比，60岁及以上人口的比重上升2.93个百分点，65岁及以上人口的比重上升1.91个百分点[3]。这些数据也在一定程度上印证了中国社会将进入深度老龄化阶段的推测。我国的人口结构老龄化与发达国家的人口结构老龄化又存在不同之处，在西方发达国家里，有完善的社会医疗体系和高度发达的工商业基础支撑人口结构老龄化所需的保障条件；但是我国的人口结构老龄化是由于计划生育政策下的人口出生率的降低和医疗环境的改善延长了人民的平均寿命，这一结果超出了经济发展的成果。如果不及早采取应对措施，不仅会影响经济发展的成果，而且会危及整个社会的正常运转。由于现代社会的生活模式，很多老人在生活中要经历一定的独居时间。根据前述分析，现在尚不具备为这些老人提供完善保障的条件。在缺少监护的环境下，由于体能衰退、体质变差、以及部分疾病的影响，失去平衡后跌倒成为了老人安全的威胁之一。通用电气公司曾经对一些社区服务人员进行调查[4]，这些人有的照顾过独自居住的老人，有的在老年痴呆患者的社区中服务过，他们总结出了诸如失去平衡后跌倒、忘记按时吃药、外出以后迷路、忘记按时就餐、发生火灾、陌生人入侵等对老年人生活中的安全最可能会造成损害的事件。在这些事件发生的时候，独自居住的老人往往没有意识到要通知监护人寻求帮助，或者是在还来不及通知监护人时就已经失去了这种能力。在这些容易对老年人造成伤害的事件中，失去平衡后跌倒是对健康和生命安全的最严重威胁事件。根据国外资料，超过65年龄的老人有1/3以上的概率会发生跌倒[5][6]。在我国的这个年龄区间的老年人也很容易发生跌倒事件，而起随着年龄越来越高，其发生率也越高[7][8]。失去平衡后跌倒会给老年人的健康和安全带来严重伤害，而且很多伤害是由于失去平衡跌倒后没能得到及时的救助而长时间平躺造成的，这种平躺的事件通常都超过一个小时甚至更多[9]。造成这种情况的原因很复杂，比如失去平衡跌倒后昏迷，肌肉拉伤或骨折，体温迅速降低，身体大量脱水，恐惧带来的心里紧张或者是诱发了本身潜在的疾病等。由此可知，在老年人失去平衡发生跌倒后，最重要的是要及时获得救助，以减低伤害。因此，建立一套有效的人体平衡监测与伤害信息报告系统非常重要。当前的计算机、通信等技术在物资生产、商品流通以及商业服务等业务范围内应用广泛，但是在对本文提到的人口结构老龄化问题中的独居老人以及其他弱势群体的服务应用方面才刚刚起步。本文在此希望通过设计一款基于这些高科技技术的便携式人体平衡监测系统，对人体的行为进行分析计算，在认为当前人体失去平衡后跌倒在地并急需紧急援助时，通过无线通信将当前人体所处位置及伤害事件发生时间及时报告给指定看护人，以便获得及时救助。该便携式平衡监测系统可以在不影响使用者日常活动的前提下使用，在一定程度上可以给老年人及其看护人以心理依靠，使其可以放心的进行日常活动，甚至可以放心的进行轻度的户外活动，提高了老年人的生活质量，也减轻了其看护人的压力，对促进社会健康发展也有一定的积极作用。1.2国内外的研究现状与发展趋势对人体平衡进行监测的方法很多，发展至今，按照信号采集的方式来看，可以大致分为3种类型：基于视频采集的