基于可穿戴传感器的远程健康监护技术研究

发布时间：2017-04-09 06:08

  本文关键词：基于可穿戴传感器的远程健康监护技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国内老龄化、空巢化现象的日趋严重,老年独居群体的日常健康保护问题逐渐得到人们的广泛关注,类似移动医疗、网络医院等新颖的远程医护概念也逐渐被人们所了解并认可。论文以远程健康监护系统作为研究背景,首先分析阐述了可穿戴传感器技术、ZigBee通信技术以及无线传感器网络在远程健康监护系统中的应用价值。其次,论文研究了两项基于可穿戴传感器采集的重要体征参数:心电信号和人体行为状态。根据系统的实际需求,论文对现有检测算法进行了相应的优化工作,在计算精确度、时间复杂度等方面均取得了不错的改进效果。针对传感器节点的功耗控制以及ECG信号的噪声抑制问题,论文提出了基于小波变换和短时自相关变换的动态ECG检测算法,以心电信号R波的类周期特性取代传统算法中QRS波段特征来作为算法研究的核心。论文提出的算法利用Mexican-hat小波对心电信号进行多尺度分解逼近,对肌电干扰、运动伪迹、基线漂移、工频干扰等常见干扰有很好的抑制的作用。另外,考虑到传感器节点的功耗控制问题,算法采用短时自相关函数提取R波的类周期特性并进行峰值检测,在保证心率计算精确度的基础上,有效降低了节点的计算复杂度。最后,为了对监护对象的身体状态做出更准确更全面的判断,论文提出了基于多阈值判断的跌倒检测算法。该算法选用SMV、能量以及倾角三个跌倒特征量,并对三者的计算方法进行了优化,从而取代常用的单阈值跌倒检测算法以提升跌倒检测的精确度。最后,利用Tiny-OS平台的shimmer节点采集不同状态下的跌倒数据,通过实验分析验证,结果表明本文提出的算法在跌倒判断精确度方面符合实际应用需求。
【关键词】：可穿戴传感器 ZigBee技术 远程健康监护 ECG 跌倒检测
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.6;TN911.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 论文研究的课题背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.2.1 国外远程健康监护技术研究现状10
• 1.2.2 国内远程健康监护技术研究现状10
• 1.3 研究目标与结构安排10-12
• 第二章 远程健康监护系统关键技术研究分析12-25
• 2.1 无线体域网12-15
• 2.1.1 WBAN体系结构12-13
• 2.1.2 WBAN体系特点13-14
• 2.1.3 WBAN核心技术14-15
• 2.2 无线传感器网络15-19
• 2.2.1 WSN体系特点15-16
• 2.2.2 WSN关键技术16-18
• 2.2.3 WSN典型应用18-19
• 2.3 ZigBee通信技术19-21
• 2.3.1 ZigBee通信技术的特点19-20
• 2.3.2 其他常用无线通信技术20-21
• 2.4 可穿戴健康监护设备21-24
• 2.4.1 设备基本特征21-22
• 2.4.2 关键问题分析22-23
• 2.4.3 Shimmer介绍23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 心电监护系统检测算法研究与优化25-43
• 3.1 ECG标准波形25-26
• 3.2 ECG常见干扰26-27
• 3.3 ECG检测算法27-32
• 3.3.1 现有ECG检测算法的原理27-30
• 3.3.2 现有ECG检测算法的不足30-32
• 3.4 基于小波变换和短时自相关变换的动态ECG检测算法32-42
• 3.4.1 小波变换理论基础34-35
• 3.4.2 小波变换噪声抑制35-38
• 3.4.3 自相关变换和峰值检测38-40
• 3.4.4 实验仿真40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 跌倒监护系统检测算法研究与优化43-54
• 4.1 跌倒检测算法理论基础43-44
• 4.1.1 跌倒原因分析43-44
• 4.1.2 跌倒姿态三维建模44
• 4.2 跌倒检测算法分类44-47
• 4.2.1 基于阈值判断的跌倒检测算法45-47
• 4.2.2 基于模式识别的跌到检测算法47
• 4.3 基于多阈值判断的跌倒检测算法47-51
• 4.3.1 SMV特征47-48
• 4.3.2 能量特征48-49
• 4.3.3 倾角特征49-51
• 4.4 实验仿真51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 总结与展望54-56
• 5.1 本文总结54
• 5.2 未来展望54-56
• 参考文献56-59
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文59-60
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈志辉;夏虹;邬芝胜;邓礼平;黄伟;彭敏俊;黄华;;小波变换在突变信号识别中的应用[J];核动力工程;2013年02期

  本文关键词：基于可穿戴传感器的远程健康监护技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：294612