隨著人口老齡化問題的日益嚴重，老年人的安全問題逐漸成為社會關注的焦點。跌倒是繼交通事故之后全球第二大意外傷害原因，對老年人的生命健康構成了嚴重威脅。據(jù)統(tǒng)計，大約30%的老年人至少經歷一次跌倒，其中90%的跌倒會導致髖部骨折，60%導致頭部受傷。此外，跌倒后長時間躺在地上的老年人面臨更高的風險，如壓瘡、體溫過低、肺炎、脫水和潛在的死亡。因此，開發(fā)一種高效、可靠的跌倒檢測方法對于提高老年人的生活質量至關重要。

基于RFID的跌倒檢測方法

近年來，RFID技術因其廉價、緊湊、非視距（NLoS）感測解決方案而備受關注。RFID技術不僅易于部署，而且具備無電池運行和低維護要求的特點，使得它在跌倒檢測領域具有顯著優(yōu)勢。最近，格拉斯哥大學科研人員提出了一種基于變壓器架構的RFID跌倒檢測系統(tǒng)，通過無源超高頻（UHF）標簽陣列，實現(xiàn)對老年人的監(jiān)測。該系統(tǒng)通過融合RSSI和相位數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了超過96.5%的活動識別和跌倒檢測準確性。

格拉斯哥大學科研人員的系統(tǒng)首先從多個RFID標簽捕獲原始RSSI和相位信息，并將其預處理成光譜幀。利用變壓器模型強大的數(shù)據(jù)擬合功能，通過最少的預處理，將原始數(shù)據(jù)作為輸入，結合數(shù)據(jù)融合技術，實現(xiàn)了對活動的精確分類。與傳統(tǒng)的卷積神經網(wǎng)絡（CNN）、遞歸神經網(wǎng)絡（RNN）和長短期記憶（LSTM）等方法相比，這個方法顯著提高了活動識別和跌倒檢測的準確性。

此外，這個系統(tǒng)還具備與現(xiàn)有RFID讀取器的兼容性，使得它成為一種具有成本效益的實用解決方案。只需要一個具有單個圓極化天線的UHF閱讀器，就可以實現(xiàn)高效的跌倒檢測。這種靈活性使得系統(tǒng)在實際應用中具有廣泛的適用性。與現(xiàn)有的可穿戴設備和視覺檢測方法相比，該系統(tǒng)具有以下幾個顯著優(yōu)勢：

1.隱私保護：無需用戶佩戴任何設備，保護了用戶的隱私。

2.經濟高效：使用最少的無電池UHF標簽和單個天線，顯著降低了成本。

3.可靠性強：在復雜環(huán)境中保持高精度，且檢測范圍擴展到3.5-4.5米。

4.訓練時間短：僅編碼器變壓器模型顯著減少了訓練時間，提高了系統(tǒng)的實時性。

傳統(tǒng)跌倒檢測方法的局限

傳統(tǒng)的跌倒檢測方法可以大致分為穿戴式和不可穿戴式兩種。穿戴式方法依靠附著在身體上的陀螺儀、加速度計等傳感器來監(jiān)控活動的變化。然而，這些設備佩戴起來可能會不舒服，并且可能對用戶體驗產生負面影響。相比之下，不可穿戴式方法包括視覺跌倒檢測、環(huán)境跌倒檢測以及基于射頻識別（RFID）的跌倒檢測。

幾種跌倒檢測技術優(yōu)缺點對比（圖源：AIOT星圖研究院）

視覺跌倒檢測通過攝像機來識別跌倒，雖然可以提供直觀的視覺反饋，但容易引發(fā)用戶隱私的擔憂，并且對光線強度的變化很敏感。環(huán)境跌倒檢測在用戶的活動區(qū)域內使用策略性放置的傳感器，如預測器和紅外傳感器，但這些系統(tǒng)對環(huán)境變化的適應性有限，且部署成本較高。因此，如果基于RFID的跌倒監(jiān)測方法越來越成熟，康養(yǎng)監(jiān)測市場很可能會迎來一條鯰魚。而根據(jù)AIOT星圖研究院的數(shù)據(jù)，康養(yǎng)監(jiān)測市場未來五年有望實現(xiàn)超十倍增長。

實際應用與未來展望

格拉斯哥大學科研人員的RFID跌倒檢測系統(tǒng)為室內跌倒檢測提供了一種隱私保護、經濟高效且可靠的解決方案。它不僅可以在家庭環(huán)境中使用，還可以在養(yǎng)老院、醫(yī)院等場所廣泛應用。通過實時監(jiān)測老年人的活動狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并預防跌倒事件的發(fā)生，可以有效降低跌倒帶來的傷害和并發(fā)癥風險。未來，他們計劃進一步優(yōu)化系統(tǒng)的算法和硬件設計，提高系統(tǒng)的準確性和可靠性。同時，他們還將探索更多應用場景和模式，如結合物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術實現(xiàn)遠程監(jiān)控和預警等功能。通過這些努力，我們期待RFID技術在跌倒檢測領域的應用推向一個新的高度，為老年人的安全保駕護航。想了解RFID在更多領域的應用，歡迎掃碼報名參加今年八月份在深圳舉行的RFID無源物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)研討會，屆時將有各行各業(yè)的代表和專家一起探討RFID的最新應用情況。