基于安卓的人體運動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

1、課題背景和目的：近幾年，健康己成為人們討論的熱門話題。影響身體健康的因素有許多，可以從外因與內(nèi)因兩個角度出發(fā)。外因是指外部的環(huán)境因素，包括空氣、光照和平時飲食、作息安排等。而內(nèi)因則是與人們的內(nèi)心密切相關(guān)。隨著生活節(jié)奏的加快，大部分人基本忙于工作，作息時間不規(guī)律，少運動，時間越長，積累的問題可能就越多，身體會慢慢地出現(xiàn)各種各樣不適。身體健康是一切的基礎(chǔ)，如果沒有良好的身體作為支撐，進行其他的工作活動會相當(dāng)?shù)乩щy。為了能讓身體保持良好的狀態(tài)，必須尋求使身體保持良好狀況的方式。除了改善飲食和作息習(xí)慣外，適量是日常運動也是很必要的。而人的日常運動恰好是人們行為活動的重要組成部分，與人的身體健康程度密切

2、相關(guān)，因此可以考慮把人的日常運動量作為健康評估的一個參考。日常的運動包括走、跑、跳、上樓梯和下樓梯等各項運動，通過這些日?；顒拥倪\動量統(tǒng)計就可以間接反映出一個身體狀況的走向。獲取人體行為信息方法現(xiàn)在基本有兩種:一種為基于視覺，另一種基于傳感器?；谝曈X的人體行為識別技術(shù)起步比較早，理論研究比較成熟，識別成功率與算法的復(fù)雜度都比較理想，但是基于視覺的人體行為識別方法有一個缺陷:容易受對外部環(huán)境的影響，需要充足的光線、背景條件才可以獲取運動的圖像。還有，基于視覺的方法可能會侵犯用戶的隱私，畢竟是要在攝像儀器下進行。與之相比，基于加速度傳感器的人體行為識別方法有著十分明顯的優(yōu)勢，它可以自由地獲取人體

3、日常行為數(shù)據(jù)，方便用戶攜帶，而且不侵犯用戶隱私。加速度為力學(xué)信息，只要用戶身上攜帶著加速度傳感器的設(shè)備，就可以通過傳感器來獲取人體運動信息，通過相應(yīng)的算法就可以估算出人所走的步數(shù)、路程和消耗能量，或者是走路、跑步持續(xù)的時間，這些算法己經(jīng)有人在研究，但其效果和研究者采集到數(shù)據(jù)密切相關(guān)。隨著微型機系統(tǒng)技術(shù)(MEMS)的不斷提高，體積小、靈敏度高和價格低廉的MEMS加速度傳感器開始廣泛地應(yīng)用于手機、游戲機等電子消費產(chǎn)品，這為本應(yīng)用研究提供硬件的基礎(chǔ)。近幾年，智能手機深受廣大的消費者青睞，尤其智能手機應(yīng)用市場。Android操作系統(tǒng)，自2005年被Google收購后，并建成手機開發(fā)者聯(lián)盟，提供免費的開

4、發(fā)環(huán)境和大大部分源碼的開放，自此飛速地發(fā)展。到2013年初，據(jù)中關(guān)村在線軟件資訊盡管在大多數(shù)人的印象里Android應(yīng)用軟件的數(shù)量遠比不上i0S應(yīng)用，但在2012的最后一個月，Android應(yīng)用數(shù)量首先突破100萬大關(guān)，成功超越了蘋果。不管是i0S，還是Android，都為移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了無限應(yīng)用開發(fā)前景市場。課題擬解決的問題：1、部分健康運動應(yīng)用利用GPS進行運動軌跡跟蹤，但從使用的用戶評論中看到定位結(jié)果與實際運動軌跡出現(xiàn)很大偏差的情況，這可能沒有考慮除去用戶在建筑內(nèi)部的情況。2、幾乎大部分的健康運動應(yīng)用都可以記錄用戶的基本運動信息，例如計步、運動速度、運動時間、運動消耗能量、運動距離

5、等，但是缺乏精細運動的分析識別(例如區(qū)分走路或跑步、區(qū)分跳躍運動等)，也沒有跌倒檢測功能。有些有歷史記錄，卻沒有分時段的歷史記錄。本課題需要的軟硬件環(huán)境：Windows環(huán)境下Eclipse Juno Service Release 1JDK1.6Android SDK和ADT組成開發(fā)環(huán)境，編譯環(huán)境為android課題的預(yù)期目標(biāo)和成果：根據(jù)官方提供的加速度傳感器接器，本應(yīng)用實現(xiàn)走、跑、跳和靜止、上和下樓梯等各種運動狀態(tài)的采集，并對其歸一化處理，保存在手機記憶卡。采集的方式，分定時采集和非定集。定時采集，即手動開啟采集功能，在設(shè)定的時間內(nèi)，自動完成數(shù)據(jù)采集、保存和停止采集;非定時采集方式即手動開啟

6、采集功能，在沒有手動關(guān)閉前，采集數(shù)據(jù)是一直進行著，直至手動關(guān)閉或者內(nèi)存耗盡出錯為止。兩種采集的方式在開啟時，都有一個5秒的鐘的倒計時，這樣可以給受測者有準(zhǔn)備的時間。除了采集數(shù)據(jù)外，還需要對所采集到的數(shù)據(jù)進行查看。還有額外附加功能，記錄受測者的性別、身高和體重等信息。主要工作任務(wù)：本應(yīng)用研究，將會在Android與ios兩個平臺分別實現(xiàn)人體日常行為識別，統(tǒng)計人在一天當(dāng)中的各時間段的運動情況，基本動作包括靜止、走、跑、跳和跌倒，運動數(shù)據(jù)包括能量消耗、路程和速度。借助GPS定位功能記錄用戶的運動路線，以供用戶網(wǎng)絡(luò)分享。并實現(xiàn)了結(jié)合地理信息的跌倒檢測、久坐檢測。本課題的成果形式：基于安卓的人體運動狀態(tài)

7、監(jiān)測系統(tǒng)的程序代碼完成該課題人員的畢業(yè)論文基于安卓的人體運動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件與演示平臺主要參考文獻：1王培勇,張新貴,傅蘭英. 運動心率和運動動作實時監(jiān)控裝置的設(shè)計和集成J. 中國康復(fù)理論與實踐,2016,01:23-26.2劉業(yè)飛. 基于共性功能需求的智能化健身器械的研發(fā)J. 自動化與儀器儀表,2016,07:264-265.3魏秀梅. 加速度傳感器在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用J. 中國醫(yī)療設(shè)備,2016,09:84-86+99.4郭曉光. 可穿戴式運動負荷監(jiān)測技術(shù)的研究D.中北大學(xué),2016.5劉敏. 中國優(yōu)秀手槍射擊運動員持槍臂表面肌電特征及其訓(xùn)練監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用研究D.山西大學(xué),2010.6王昊然. 基于WSN的智能礦