hello-akhilesh/FPGA-Based-Real-Time-Fall-Detection-System-using-Verilog

# 🧠 基于FPGA的实时跌倒检测系统 ## 📌 概述 本项目实现了一个**基于FPGA的实时跌倒检测系统**，采用轻量级、硬件高效的方法。 该系统使用**信号处理与规则逻辑**，而非复杂的机器学习模型，从而在FPGA硬件上实现**低延迟、可靠的推理**。 ## 🚀 关键特性 * ⚡ 实时跌倒检测（无需云端） * 🔁 单脉冲检测 * 🚨 告警锁存（持续紧急信号） * 🧩 完全模块化的Verilog设计 * 📉 低资源占用 ## 🧠 检测逻辑 系统通过以下方式检测跌倒： * 加速度的突然峰值 * 随后进入静止状态 ### 规则： ``` IF (spike_count ≥ 1) AND (mean < threshold for 3 cycles) AND (not previously detected) → FALL DETECTED ``` ## 🏗️ 系统架构 基于流水线硬件设计： ``` Accelerometer (x, y, z) ↓ Magnitude Calculation ↓ Spike Detection ↓ Mean Calculation ↓ Decision Logic ↓ Alert Latch → ALERT ``` ## 🧩 RTL模块 - `magnitude_calc.v` → 计算 √(x² + y² + z²) - `spike_detector.v` → 检测加速度的突然峰值 - `mean_calc.v` → 计算运行均值以检测静止 - `decision_logic.v` → 应用跌倒检测条件，并使用 `fall_prev` 实现单脉冲逻辑 - `alert_latch.v` → 在系统复位前保持告警信号 - `top_module.v` → 集成所有模块构成完整流水线 ## ⚙️ 工具与硬件 * **Vivado Design Suite（RTL流程）** * **Verilog HDL** * **目标FPGA：** ZedBoard * **时钟频率：** 50 MHz ## 📊 性能 * ⏱️ 极低延迟（几个时钟周期） * ⚡ 实时处理 * 🔋 低功耗 * 📉 LUT/FF使用量极少 ## 📁 项目结构 ``` ├── src/ # Verilog source files ├── sim/ # Testbench files ├── constraints/ # XDC file ├── results/ # Simulation screenshots ├── README.md ``` ## 📊 结果 ### 波形图  ### RTL原理图  ### 资源利用率  ## 📌 应用场景 * 老年人监护系统 * 可穿戴医疗设备 * 实时安全系统

标签：50MHz, FPGA, Verilog, Vivado, ZedBoard, 云计算, 低延迟, 低资源占用, 信号处理, 决策逻辑, 实时跌倒检测, 峰值检测, 嵌入式系统, 时序电路, 硬件加速, 硬件实现, 紧急告警, 规则引擎, 边缘AI, 运行均值, 门级设计