多路足底壓力測量系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著人們對足部醫(yī)療以及足部與人體運動功能聯(lián)系性認識的逐步提高,足底壓力測量技術便飛速發(fā)展,并廣泛應用于生物力學、康復醫(yī)療、體育訓練等諸多領域。
   因此,對足底壓力測量系統(tǒng)的探究和開發(fā)具有實用價值和現(xiàn)實意義。本文主要介紹了一種以MSP430 系列單片機為核心,配以nRF24L01 無線模塊傳輸數(shù)據(jù),并采用串口技術將獲取的數(shù)據(jù)傳送給上位機,最終在LabVIEW 界面實時顯示的多路足底壓力測量系統(tǒng)。
   為了達到精確便捷

2、地測量人體足底壓力的目的,本文首先探討了PVDF 壓電薄膜傳感器的特性及其優(yōu)勢所在,并給出了合理的前置級放大電路,為選用該傳感器作了詳細的理論分析和應用設計。根據(jù)系統(tǒng)需求,本文提出了系統(tǒng)總體硬件設計方案,該方案為將整個系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)通訊兩部分,數(shù)據(jù)采集部分包括八路PVDF 壓電薄膜傳感器、電荷放大、前級濾波、多路模擬開關、單片機最小系統(tǒng)以及無線收發(fā)模塊等電路;數(shù)據(jù)通訊部分包括單片機最小系統(tǒng)、無線收發(fā)模塊、串口通訊等電路。本文對以

3、上電路一一做了詳盡的分析和原理圖設計,為足底壓力測量硬件平臺的搭建奠定基礎。此外,還設計了對應的單片機軟件以及上位機數(shù)據(jù)顯示界面。單片機軟件由C 語言編寫,主要實現(xiàn)多路模擬開關的通道切換、數(shù)據(jù)的采集和A/D 轉換、數(shù)據(jù)無線傳輸以及與上位機建立串口通信等功能。文中給出了各個功能相應的程序流程圖和部分關鍵代碼,對單片機軟件的實現(xiàn)流程和具體實現(xiàn)方法都進行了詳細闡述。上位機數(shù)據(jù)顯示界面由LabVIEW 軟件開發(fā),能以多種風格顯示數(shù)據(jù),如波形圖、

4、強度圖等,并能夠對數(shù)據(jù)進行保存、回放以及處理分析。硬件設計和軟件設計完成后,對系統(tǒng)進行調試,進一步完善系統(tǒng)設計。最后,針對系統(tǒng)一般使用環(huán)境,設計了相應的實驗范式,獲取足底壓力測量結果,對照人體工程學理論,以驗證系統(tǒng)的可行性和可靠性。
   系統(tǒng)所用核心器件皆為低功耗,僅電池供電即可正常工作。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分可與被試相固定,使得被試能在一定范圍內自由運動,運動參數(shù)將無線發(fā)送給數(shù)據(jù)通訊部分。整個系統(tǒng)由LabVIEW 控制,被試僅需

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