Please use this identifier to cite or link to this item:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48108
Title: | Методи та засоби виявлення падіння людини похилого віку на основі IoT технологій |
Other Titles: | Methods and tools for detecting falls of elderly people based on IoT technologies |
Authors: | Куляс, Іван Іванович Kulias, Ivan |
Affiliation: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University |
Bibliographic description (Ukraine): | Куляс І. І. Методи та засоби виявлення падіння людини похилого віку на основі IoT технологій : кваліфікаційна робота на здобуття ступеня магістр: спец. 123 — комп’ютерна інженерія / наук.кер. А.М. Паламар. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 79 с. |
Bibliographic description (International): | Kulias I. Methods and tools for detecting falls of elderly people based on IoT technologies : Master Thesis „123 — Computer Engineering“ / Ivan Kulias - Ternopil, TNTU, 2024 – 79 p. |
Issue Date: | 19-Dec-2024 |
Submitted date: | 26-Jun-2024 |
Date of entry: | 2-Feb-2025 |
Publisher: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
Country (code): | UA |
Place of the edition/event: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
Supervisor: | Паламар, Андрій Михайлович Palamar, Andriy |
Committee members: | Карпінський, Микола Петрович Karpinski, Mikolaj |
UDC: | УДК 681.518.3 |
Keywords: | 123 комп’ютерна інженерія Інтернет речей виявлення падіння давач fall detection remote monitoring Internet of Things microcontroller sensor. дистанційний моніторинг мікроконтролер |
Number of pages: | 79 |
Abstract: | Кваліфікаційна робота присвячена вирішенню проблеми підвищення безпеки осіб похилого віку шляхом автоматизованого моніторингу їхнього стану здоров’я з використанням IoT-технологій. Запропоновано та реалізовано комп’ютеризовану систему, що поєднує в собі сенсори вібрації, акселерометра, гіроскопа і GPS-модуль, забезпечуючи виявлення падінь, передачу даних у реальному часі на хмарну платформу та оповіщення через мобільний пристрій.
У роботі розроблено алгоритм обробки даних сенсорів для виявлення падінь із високою точністю. Протестовано прототип системи, що демонструє стабільну роботу та коректне інформування користувачів. Система має потенціал для впровадження у сфері догляду за людьми похилого віку, підвищення їхньої безпеки та оперативного реагування на критичні ситуації. Результати роботи можуть бути використані як основа для подальших досліджень і розробок у галузі IoT-систем моніторингу стану здоров’я. The Master’s graduation thesis is devoted to solving the problem of improving the safety of the elderly by automated monitoring of their health status using IoT technologies. A computerized system that combines vibration, accelerometer, gyroscope and GPS sensors and provides fall detection, real-time data transmission to a cloud platform and alerts via a mobile device has been proposed and implemented. An algorithm for processing sensor data to detect falls with high accuracy has been developed. A prototype of the system has been tested, demonstrating stable operation and correct user notification. The system has the potential to be implemented in the field of elderly care, improving their safety and prompt response to critical situations. The results of the work can be used as a basis for further research and development in the field of IoT health monitoring systems |
Content: | ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ 7 ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У СФЕРІ ВИЯВЛЕННЯ ПАДІННЯ ЛЮДИНИ ПОХИЛОГО ВІКУ 11 1.1. Аналіз сфери застосування систем виявлення падіння людини 11 1.2. Огляд наукових досліджень у сфері виявлення падіння людини 13 1.3. Проблеми та виклики, які виникають при розробці систем виявлення падіння на основі IoT 21 1.4. Перспективи розвитку систем виявлення падіння 23 1.5. Висновки до розділу 1 25 РОЗДІЛ 2 МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ДИСТАНЦІЙНОГО ВИЯВЛЕННЯ ПАДІННЯ ЛЮДЕЙ 26 2.1. Класифікація та порівняльний аналіз існуючих методів виявлення падіння людини 26 2.2. Характеристика дистанційних методів виявлення падіння 30 2.3. Огляд сенсорів та алгоритмів обробки даних, які використовуються для виявлення падіння людини 33 2.4. Теоретичні аспекти роботи акселерометра та гіроскопа 35 2.5. Метод виявлення падіння на основі використання акселерометра, гіроскопа та давача вібрації 39 2.6. Висновки до розділу 2 40 РОЗДІЛ 3 РЕАЛІЗАЦІЯ АПАРАТНО-ПРОГРАМНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ПАДІННЯ ЛЮДИНИ 42 3.1. Апаратна реалізація системи виявлення падіння людини 42 3.2. Реалізація алгоритмічного та програмного забезпечення системи 50 3.3. Реалізація взаємодії з IoT платформою Blynk 55 3.4. Тестування розробленої системи 57 3.5. Висновки до розділу 3 59 РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 61 4.1. Охорона праці 61 4.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях 64 4.2.1. Влив електромагнітного імпульсу на функціонування обладнання на основі ІоТ технологій та заходи захисту 64 4.3. Висновки до розділу 4 66 ВИСНОВКИ 67 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 68 Додаток А Тези конференцій 73 |
URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48108 |
Copyright owner: | © Куляс Іван Іванович, 2024 © Kulias Ivan, 2024 |
References (Ukraine): | Куляс І., Паламар А. Використання технологій інтернету речей для
моніторингу стану здоров'я осіб похилого віку в умовах сталого розвитку суспільства.
Матеріали V міжнародної науково-практичної конференції учених та студентів
«Цифрова економіка як фактор інновацій та сталого розвитку суспільства»
Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя
(Тернопіль, 28-29 листопада 2024 року), Тернопіль: ТНТУ, 2024. С. 114-115.
Паламар А., Куляс І., Тимошенко Ю. Розробка комп’ютеризованої IoT-
системи для підтримки безпеки людей похилого віку. Актуальні задачі сучасних
технологій : збірник тез доповідей ХIII міжнародної науково-практичної конференції
молодих учених та студентів (Тернопіль, 11-12 грудня 2024 року), Тернопіль: ФОП
Паляниця В. А., 2024. С. 417. Луцик Н.С., Луцків А.М., Осухівська Г.М., Тиш Є.В. Методичні рекомендації до виконання кваліфікаційної роботи магістра для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» другого (магістерського) рівня вищої освіти усіх форм навчання. Тернопіль. 2024. 44 с. Варавін А.В., Лещишин Ю.З., Чайковський А.В. Методичні вказівки до виконання курсового проєкту з дисципліни «Дослідження і проєктування комп’ютерних систем та мереж» для здобувачів другого (магістерського) рівня вищої освіти спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 32 с. Лазарєва О.Б., Шевчук Ю.Б. Фактори ризику падінь у розробленні стратегій втручань ерготерапевта для осіб похилого та старечого віку. Спортивна медицина, фізична терапія та ерготерапія, № 2, 2021. С. 127-132. Karar M.E., Shehata H.I., Reyad O. A survey of IoT-based fall detection for aiding elderly care: Sensors, methods, challenges and future trends. Applied Sciences. 12(7). 2022 3276. Radmanesh E., Delrobaei M., Habachi O., Chamani S., Pousset Y., Meghdadi V. A wearable IoT-based fall detection system using triaxial accelerometer and barometric pressure sensor. In Ubiquitous Networking: 5th International Symposium. 2020. P. 158-170. Nooruddin S., Islam M.M., Sharna F. A. An IoT based device-type invariant fall detection system. Internet of Things. Vol. 9. 2020. 100130. Yacchirema D., De Puga J.S., Palau C., Esteve M. Fall detection system for elderly people using IoT and big data. Procedia computer science. Vol. 130. 2018. P. 603-610. Ribeiro O., Gomes L., Vale Z. IoT-based human fall detection system. Electronics. 11(4). 2022. 592. Wang G., Li Q., Wang L., Zhang Y., Liu Z. Elderly fall detection with an accelerometer using lightweight neural networks. Electronics. 8(11). 2019. P. 1354. Gia T. N., Sarker V. K., Tcarenko I., Rahmani A. M., Westerlund T., Liljeberg P., Tenhunen H. Energy efficient wearable sensor node for IoT-based fall detection systems. Microprocessors and Microsystems. Vol. 56. 2018. P. 34-46. Alhimale L., Zedan H., Al-Bayatti A. The implementation of an intelligent and video-based fall detection system using a neural network. Applied Soft Computing. Vol. 18. 2014. P. 59-69. Gupta A., Srivastava R., Gupta H., Kumar B. IoT based fall detection monitoring and alarm system for elderly. In 2020 IEEE 7th Uttar Pradesh Section International Conference on Electrical, Electronics and Computer Engineering. 2020. P. 1-5. Паламар А.М., Сомін Д.С. Комп’ютеризована система моніторингу рівня насичення киснем крові людини на основі IoMT. Матеріали XI науково-технічної конференції «Інформаційні моделі, системи та технології», Тернопіль: ТНТУ, 2023. С. 177. Stadnyk M., Palamar A. Project management features in the cybersecurity area. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 106, No 2. P. 54–62. Vasylkivskyi I., Ishchenko V., Pohrebennyk V., Palamar M., Palamar A. System of water objects pollution monitoring. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management (SGEM 2017), Vienna, Austria, November, 27–29, 2017. Vol. 17, No. 33. P. 355-362. Palamar A., Karpinski M., Palamar M., Osukhivska H., Mytnyk M. Remote Air Pollution Monitoring System Based on Internet of Things. CEUR Workshop Proceedings, 2nd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems, Ternopil, Ukraine, November 22–24, 2022. Vol. 3309. P. 194-204. Palamar A., Karpinskyy M., Vodovozov V. Design and Implementation of a Digital Control and Monitoring System for an AC/DC UPS. 7th International Conference-Workshop «Compatibility and Power Electronics» (CPE 2011), June 1-3, 2011. P. 173–177. Palamar A. Intelligent control and monitoring module for uninterruptible power supply system. II International Scientific and Practical Conference «Theoretical and Applied Aspects of Device Development on Microcontrollers and FPGAs» (MC&FPGA-2020), Kharkiv, Ukraine. 2020. P. 12-13. Palamar A., Karpinskyy M. Control of an Uninterruptible Power Supply in a DC Microgrid System. 10th International Symposium Symposium "Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering" and "Doctoral School of Energy and Geotechnology II" (January 10-15, 2011), Pärnu, Estonia, 2011. P. 80-84. Palamar A. Control system simulation by modular uninterruptible power supply unit with adaptive regulation function. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2020. Vol. 98, No 2. P. 129–136. Palamar A., Pettai E. Microgrid for the Department of Electrical Drives and Power Electronics. 8th International Symposium "Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering" and "Doctoral School of Energy and Geotechnology II" (January 11-16, 2010), Pärnu, Estonia, 2010. P. 54-61 Погребенник В.Д., Клим Г.І., Бордун І.М., Пташник В.В., Паламар А.М. Системи оперативного контролю інтегральних параметрів водного середовища. Т. 2. Елементи комп’ютерних систем оперативного контролю: колективна монографія. Житомир: Видавничий дім «Бук-Друк», 2021. 180 c. Palamar A. Methods and means of increasing the reliability of computerized modular uninterruptible power supply system. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2020. Vol. 99, No 3. P. 133–141. Паламар М., Пастернак Ю., Паламар А. Дослідження динамічних похибок системи прецизійного керування антеною з асинхронним електроприводом. Вісник ТНТУ, Тернопіль: ТНТУ, 2014. Вип. 76, № 4. С. 164–173. Паламар А.М., Купратий І.Г. Система для дистанційного моніторингу стану здоров'я пацієнтів на основі інтернету медичних речей. Матеріали X науково-технічної конференції «Інформаційні моделі, системи та технології», Тернопіль: ТНТУ, 2022. С. 85. Palamar A., Palamar M. Fire Safety Monitoring System Based on Internet of Things. CEUR Workshop Proceedings, 2023. 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023), Ternopil, Ukraine, June 14-16, 2023. Vol. 3468. P. 164-172. Palamar A., Palamar M., Osukhivska H. Real-time Health Monitoring Computer System Based on Internet of Medical Things. CEUR Workshop Proceedings, 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2023), Ternopil, Ukraine, Opole, Poland, November 22–24, 2023. Vol. 3628. P. 106-115. Voloskyi V., Leshchyshyn Y., Romanyshyn N., Palamar A., Tarasenko L. Method and algorithm for efficient cell balancing in the lithium-ion battery control system. CEUR Workshop Proceedings, The 1st International Workshop on Bioinformatics and Applied Information Technologies (BAIT 2024), Zboriv, Ukraine, October 02-04, 2024. Vol. 3842. P. 258-267. Palamar A., Stadnyk M., Palamar М. Adaptive PID regulation method of uninterruptible power supply batterу charge current based on artificial neural network. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 107, No 3. P. 5–13. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д., Пасічник В. В. Комп’ютерні мережі. Книга 2. [навчальний посібник]. Львів : "Магнолія 2006", 2014. 312 с. Palamar M., Horyn T., Palamar A., Batuk V. Method of calibration MEMS accelerometer and magnetometer for increasing the accuracy determination angular orientation of satellite antenna reflector. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 108, No 4. P. 79–88. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д. Телекомунікаційні системи та мережі. Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2017. 384 с. Зеркалов Д.В. Охорона праці в галузі: Загальні вимоги. Навчальний посібник. К.: Основа. 2011. 551 с. Желібо Є. П., Сагайдак І. С. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник для аудиторної та практичної роботи. К.:ЕКОМЕН. 2011. 200 с. Васійчук В.О., Гончарук В.Є., Качан С.І., Мохняк С.М. Основи цивільного захисту: Навчальний посібник. Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка". 2010. 417с. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання «Безпека в надзвичайних ситуаціях» / В.С. Стручок. Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 156 с. Навчальний посібник «Техноекологія та цивільна безпека. Частина «Цивільна безпека»» / автор-укладач В.С. Стручок. Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 156 с. |
Content type: | Master Thesis |
Appears in Collections: | 123 — комп’ютерна інженерія |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Ivan_Kulias.pdf | 4,64 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Admin Tools