独居老人的安全问题随着我国独居老人数量的增加日益引起社会关注。独居老人跌倒后不能及时告警得到救助而造成严重后果甚至危及生命,使得跌倒成为威胁独居老人安全的第一因素。因此,设计一套可随身穿戴、能够在老人跌倒时准确判别、主动报警的系统,对于保障独居老人生活安全,提高其生活质量,有着较为突出的工程价值和社会意义。基于人体跌倒的运动学特征,本文设计了一套基于可穿戴设备的跌倒检测系统,使用先进的九轴运动传感器实时获取人体姿态角信息,同时将基于加速度传感器的跌倒检测算法与人体姿态检测算法结合,设计了基于多级阈值的跌倒检测算法,提高了跌倒判别的准确性。论文所做的主要工作有:1、分析阐述了研究独居老人跌倒检测系统的现实意义,介绍当前已有的跌倒检测技术,最终确定了本文基于可穿戴设备的跌倒检测方案及以阈值为基础的跌倒判断方法;介绍了人体运动姿态及跌倒相关的理论,通过对人体各部位质量占比确定检测系统佩戴的最佳位置,结合最佳位置建立人体笛卡尔坐标系对人体的跌倒过程进行了详细分析,同时引入人体姿态角参数进行姿态解算。2、明确系统需求,完成了系统总体方案设计及具体硬件平台搭建,完成了包括微处理器、人体运动传感器、通信定位模块、数据存储模块以及电源管理模块的选型与系统电路设计,编写程序并对系统进行实际测试。3、完成系统的软件设计。软件重点在数据的采集与处理,实现了以人体加速度、角速度以及姿态角为特征参数的多级阈值跌倒检测算法;对算法进行实验测试,对比验证了以“加速度+角速度”、“加速度+角速度+姿态角”分别作为特征参数的两种跌倒检测算法的有效性,实验表明引进人体姿态角参数的跌倒检测算法能够进一步提高跌倒检测的准确率。本文实现了可穿戴的独居老人跌倒检测系统的硬件与软件设计,并研究了跌倒检测算法的优化与实现。该设计对相关工程应用与理论研究都具有一定的现实意义。