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        基于體感網的可穿戴運動監測系統

        作者:汪豐 高帥鋒 薛詩靜 時間:2014-12-29 來源:電子產品世界 收藏
        編者按:  摘要:可穿戴運動監測系統可方便地實現人體的運動姿態檢測以及運動功能評估。本系統采用高集成度慣性傳感器及近距離無線通信技術構建體感網,同步采集人體多個部位加速度和角速度信號,實現可穿戴的多節點運動監測。系統可應用于與人體運動功能相關的研究,如帕金森病人運動功能評估等。   引言   本文設計實現了包含5個傳感器節點的可穿戴運動監測系統。通過將傳感器節點置于被試者的雙腳腳踝、雙手手腕和腰部,采集人體運動過程中的加速度和角速度等運動信號。此后,將采集到的信號上傳至上位機,進行數據分析,計算與運動功能相關

          NRF24L01擁有6個接收通道0-5,可以同時接收6路數據,每個接收通道擁有獨立的接收地址。用NRF24L01實現“開始”、“結束”和“擦除”命令的廣播傳輸以及“上傳”命令的定點傳輸,需要配置每個節點的本機地址及接收通道地址,這是無線通信模塊的關鍵設計。網絡拓撲結構如圖9所示。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/267435.htm

          通過終端節點地址和地址的配置來進行網絡構建。每個終端節點的通道1接收地址跟本機地址一致,實現命令的廣播發送和接收,從而保證每個終端節點的同步性。的通道1-5接收地址分別跟五個終端節點的本機地址一一對應,實現數據上傳時候的點對點輪詢傳輸,用5個接收通道可以避免網關接收地址的切換配置,提高數據接收效率。

          4 系統實驗測試

          如圖所示,將系統節點佩戴在人體雙腳腳踝、雙手手腕和腰部進行實驗。

          測試者完成十米折返行走實驗。測試者首先靜止站立,然后直線行走約10米,到達折返點后靜止站立一段時間,然后轉身,再靜止一段時間,之后正常行走至出發位置。實驗數據采用Matlab軟件進行濾波平滑。圖12和圖13反映了左腳腳踝傳感節點采集到的數據。

          從圖12和13中可以明顯看到加速度和角速度信號能夠有效反映被試者的步態周期性,可計算步數,腳的邁步時間等信息。

          5 結束語

          本系統具有良好的穩定性,性能指標可以滿足人體運動信號的采集要求。該系統目前已經被蘇州大學第二附屬醫院用于進行帕金森患者的運動功能評估研究。

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