1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

随着现代科技的高速发展，计算机走进了我们的日常，互联网不仅拉近了我们的距离，更为我们提供了一种全新的视野——连接，人与电脑的连接让我们突破前人局限的视野，电脑与电脑的连接为知识的传递架起桥梁，由此人们不禁思考，如何让互联网更好的服务于我们的日常生活、提升我们的工作效率、改善我们的生活品质呢？

物联网（internetof things）是一种在互联网基础上延伸和扩展的网络，通过信息传递设备（无线传感器节点、射频识别装置、红外线感应器）按照既定协议，将世间万物与互联网连接起来，并进行信息的交换和通信，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监测控制和管理^[1]。iot包括物与物的信息交互和人与物的信息交流，其整体可以分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层通过实时感知，随时随地对物体进行相关信息的采集和获取，并将收集到的物理信息传送至网络层；网络层通过将物理世界接入到信息网络，进行安全可靠的信息交互和共享；应用层则对感知信息和数据进行相关分析和处理，以实现智能化决策和控制。时至今日，物联网迎来了新的发展机遇和浪潮，极大地推动了智能交通、智能家居、智慧医疗以及智慧物流等行业的快速发展，成为社会发展的重要动力，由此可能引发新一轮的工业革命^[2]。

2. 研究的基本内容与方案

基于nb-iot技术，拟设计一套定位追踪系统，实时定位目标的地理位置，特拟定老年人为目标进行系统设计。系统架构分为三个部分：前端传感网络、数据传输网络、云处理平台。前端传感网络由n个数据采集节点组成，负责采集地理位置、心率、姿态角度、温湿度信息，并按照时间点在线实时或离线发送；数据传输网络使用nb-iot技术，通过tcp／ip协议，将数据传输到云处理平台；云处理平台对数据进行实时分析，判断老人心率是否正常、是否摔倒，并依据地理位置信息提供数据可视化展示、健康提醒、健康报警等多维度数据运营业务。

前端传感网络由心率检测模块、姿态测量模块构成。心率检测模块采用max30100模块，它拥有脉搏血氧传感器和心率监测生物传感器，集成了led阵列、光电检测器、光器件，以及带环境光抑制的低噪声电子电路。具有体积微小，性能可靠，功耗低，数据传输速率高等特点。姿态测量模块运用mpu6050模块，它集成了3轴mems陀螺仪，3轴mems加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器 dmp。 mpu-6050对陀螺仪和加速度计分别用了三个16位的adc，将其测量的模拟量转化为可输出的数字量，实现了精确的姿态估计和实时追踪。它的三个姿态角初始化时均为0度，当用户跌倒时，角度增大，若其中一个及以上姿态角大于50度时，系统即时响应，触发预警信号。

数据传输网络由中央处理器、北斗定位模块、nb-iot通讯模块组成。中央处理器负责数据节点的决策；北斗定位模块用于定位数据节点，同时为数据节点提供精确授时； nb-iot通信模块用于数据节点与云处理平台的信息交换，实现云平台的远程监测和控制。中央处理器采用stm32f407系列，高达168 mhz工作频率的内核保证了数据收发的及时，stm32f407产品还符合ieee 1588 v2标准要求的以太网mac10/100，便于nb-iot的实现。北斗定位模块拟采用atk-s1216f8-bdgps模块，模块核心采用s1216f8-bd 模组，具有 167 个通道，追踪灵敏度高达-165dbm，测量输出频率最高可达 20hz，具有体积小巧，性能优异，精确性高等特点。

3. 研究计划与安排

第1-3周：完成题目调研，查阅参考资料，设计大致框架，完成开题报告；

第4-6周：学习nb-iot移动通信系统的相关知识；

第7-8周：确定系统设计的结构，完成各部分的程序设计，掌握nb-iot技术在可穿戴设备定位追踪的应用方法；

4. 参考文献（12篇以上）

[1].sudhir k. routray;sharath anand. narrowband iot for healthcare[j]. 2017 international conferenceon information communication and embedded systems (icices). 2017, feb.

[2].sharath anand; sudhir k.routray. issues and challenges in healthcare narrowband iot[j]. 2017international conference on inventive communication and computationaltechnologies (icicct). 2017, march: 486-4892018/3/6.

[3].vitaly petrov; andreysamuylov; vyacheslav begishev, et al.vehicle-based relay assistance foropportunistic crowdsensing over narrowband iot(nb-iot)[j]. ieee internet ofthings journal. 2017.