【毕设参考】跌倒检测 ESP32+HaaS Python Motion API 快速打造上云的跌倒检测系统

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跌倒检测系统

   下图是本案例除硬件连线外的 3 步导学，每个步骤中实现的功能请参考图中的说明。

简介

   据 Forbes 报道，到 2050 年，全球 60 岁以上的人口预计将达到 20 亿。根据美国疾病控制与预防中心的数据，每年有近四分之一的老年人跌倒，而跌倒是老年人因创伤入院的主要原因。跌到检测系统能够第一时间检测到老人跌到的情况并及时报警，配合及时的救治措施能很大程度降低老人收到的伤害。本案例通过 MPU 传感器采集到的惯性数据来检测老人跌倒时的位姿，来实现非接触、非隐私的跌倒检测并及时报警。

背景知识

   本系统的核心在于如何确定老年人的跌倒状态，并及时通知给家人或亲戚朋友。

   MPU6886(6-Axis IMU Unit)是一款 6 轴姿态传感器，可以获取器件当前的三轴加速度分量和三轴旋转角速度。由于其体积小巧，功能强大，精度较高，适合集成到跌倒检测系统中，用于检测老人行走过程中的位姿。此外，依靠 IoT Studio 的 业务逻辑 开发工具，可以及时把跌倒状态通知给家人或亲戚朋友的钉钉账号，实现对老人跌倒的远程监控。

   三轴加速度：加速度计的三轴分量 ACC_X、ACC_Y 和 ACC_Z，均为 16 位有符号浮点数，分别表示器件在三个轴向上的加速度，取负值时加速度沿坐标轴负向，取正值时沿坐标轴正向。

   三轴角速度：绕 X、Y 和 Z 三个坐标轴旋转的角速度分量 GYR_X、GYR_Y 和 GYR_Z，均为 16 位有符号浮点数。从原点向旋转轴方向看去，取正值时为顺时针旋转，取负值时为逆时针旋转。

准备

   M5StackCore2 开发板一套，已内置 MPU6886 传感器，无需外接传感器。

物联网平台开发

开通公共实例

   对于第一次使用物联网平台的读者，需要开通实例以使用物联网平台的功能。这里可以使用免费的公共实例进行开发。

   在物联网平台中，左上角选择“华东 2-上海”，点击“公共实例”，即可开通。

   开通物联网平台功能之后，需要完成下面的 3 个步骤完成云端设备的创建：

1. 创建云端产品
2. 创建产品属性（物模型）
3. 创建云端设备（获取三元组）

创建云端产品

   点击上图中的“公共实例”，即可进入控制台进行产品创建。然后，点击 创建产品 按钮，如下图所示。

   在新建产品设定页面按照下图所示，设定“产品名称”，选择所属的“自定义品类”（自定义品类的物模型为空，需要自己创建，也可以通过导入外部物模型的方式导入），节点类型选择“直连设备”，联网方式选择“Wi-Fi”，数据格式选择“ICA 标准数据格式”，检验类型和认证方式选择默认设定即可。还可以根据开发者自己的需求在“产品描述”页面添加针对此产品的描述。

   选择之后，点击“确认”按钮，即可完成产品创建。返回“产品”页面之后可以看到产品类表中会出现刚刚创建的“fall_detection”的产品，如下图所示。

创建产品属性（物模型）

   点击上图中的“查看”按钮，即可看到产品信息，Topic 列表，功能定义，数据解析等跟产品相关功能的设定。点开“功能定义”标签页，可以看到设备物模型定义。

   标识符是设备端上报设备属性状态的消息中需要使用的标识符，并且只有在设备上报的属性内容符合数据定义中的数据取值范围的时候才会被物联网平台记录，否则会被物联网平台认定为非法属性而过滤掉。

   本节我们选择创建自定义物模型的方式来创建此系统需要的物模型信息，点击上图