摘要：为了便于对老人、儿童及智障者进行实时监护，给出了一种采用B/S架构设计的、适用于户外监护的系统设计方法。该系统由监护终端、通信链路、监控中心组成，系统集GPS定位技术、GPRS通信技术、摔倒检测技术为一体。监护终端通过GPRS将采集到的信息实时传输到服务器，以便于客户端可以随时通过WWW浏览器访问服务器的方式进行远程监护，从而达到预防走失和摔倒警报之目的。

　　关键词：户外监护；B/S架构；GPS定位；GPRS通信；摔倒检测

　　中图分类号：TN401文献标识码：A文章编号：2095-1302（2014）01-0060-03

　　0引言

　　据联合国预测[2]，我国老年人口增长将分为三个阶段：第一个阶段是平缓加速阶段（2000—2028年），65岁及以上人口将从不足1亿增加到并超过2亿，平均每年增加近400万；第二个阶段是急速增加阶段（2028—2038年），65岁及以上人口将由2亿增加到并超过3亿，平均每年增加1000万；第三个阶段是基本平稳阶段（2038—2050）年，65岁及以上人口将由3亿增加到3.34亿，平均每年增加280万。老年人口激增，社会对应用于老年人的监护系统的需求越来越迫切。摔倒是老年人经常遇到的危险情况，尤其是老人摔倒后未得到及时救治已成为造成老年人意外伤亡的首要原因。另外，老人、智障者以及儿童“走失”的问题时有发生，也成为困扰许多家庭的难题。因此，开发一款实用便捷的户外监护系统非常有意义。目前市场上存在的户外监控系统多为针对用户地理位置的，并没有摔倒检测功能，监控平台多为采用C/S架构。本文设计的系统是基于B/S架构的，同时也具备摔倒检测功能，因而具有更高的应用价值。

　　1系统总体设计方案

　　系统主要由监护终端和监控中心两大部分组成。监护终端以MCU（MicroControlUnit）微控制器为中心，在GPS卫星定位模块、摔倒检测模块和GPRS/GSM无线通信模块的配合下，实现位置信息的采集、摔倒判断、数据传输的功能，同时在外观上制作成腕表的样式，以便于携带。监控中心采用B/S（Browser/Server）架构设计，这种架构设计统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。系统的总体框图如图1所示。

　　系统设计的总体目标是实现对老人摔倒后的及时准确警报，对老年人、儿童、智障者的准确定位追踪。为保证以上总体目标的实现，系统需要达到三个具体目标：第一，摔倒检测算法的优化，既要使算法的准确性满足要求，确保足够低误报率，又要使算法尽可能简洁，保证实时性的要求。第二，警报信息的及时准确传输，确保无线通信模块准确地响应MCU微控制器的指令，并把用户的地理位置信息实时上传到远程服务端。第三，用户地理位置的远程追踪，查询实时化，并保证可以通过访问网络数据库查询用户的历史记录和进行实时追踪。

　　2系统硬件设计

　　系统的硬件部分主要由卫星定位模块、摔倒检测和无线通信三个模块组成。卫星定位模块用于实时监测用户所处位置和移动速度参数，摔倒检测模块用于实时监测加速度参数，无线通信模块用于发送警报和求救信息，实时上传用户所处位置信息到远程服务端。各模块在MCU的控制下相互配合，实现系统的各种功能，系统硬件原理框图如图2所示。

　　2.1MCU微控制器

　　MCU采用msp430f149单片机，该单片机采用16位的RSIC结构，指令的执行速度快，单条指令执行的时间只需125ns。同时该单片机具有超低功耗的特点，在待机模式下工作的电流只有1.6μA，就是在2.2V、1MHz的活动模式下工作电流只有280μA[7]。因此，选用这款单片机作为本系统的MCU非常合适。

　　2.2卫星定位模块

　　卫星定位模块采用环天世通科技公司ET-662卫星接收模块，该模块具有体积小，敏感度高，定位速度快等特点。它通过UART与MCU通信，实现数据的传输，定位数据每秒刷新一次。

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