步態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、步行是人類最常見的日常活動(dòng)之一，步態(tài)的監(jiān)測(cè)和分析可以反映人體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)信息，不但在醫(yī)療康復(fù)治療中有很高的參考價(jià)值，對(duì)于兩足仿生機(jī)器人的研究也有重要意義。傳統(tǒng)基于視頻的步態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)由于安裝價(jià)格成本較高、易受環(huán)境遮擋等因素的影響，在實(shí)際應(yīng)用中很難獲得推廣。隨著集成電路技術(shù)的不斷進(jìn)步和傳感器網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，使用慣性測(cè)量單元設(shè)計(jì)可穿戴人體步態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文采用慣性器件模塊ADIS16405，搭建了步態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)嵌入式軟件

2、的整體架構(gòu)?；贛SP430F169單片機(jī)的I/O接口、時(shí)鐘單元、USART串口通信等開發(fā)設(shè)計(jì)了軟件的四個(gè)功能模塊:數(shù)據(jù)采集模塊、片外Flash數(shù)據(jù)讀寫模塊、RS-485總線數(shù)據(jù)傳輸模塊和SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。通過編寫并調(diào)試慣性測(cè)量單元ADIS16405的初始校準(zhǔn)和步態(tài)數(shù)據(jù)采集、片外Flash緩存模塊AT45DB161中的數(shù)據(jù)讀寫、RS485總線模塊對(duì)數(shù)據(jù)的傳送與接收、以及SD卡的初始化和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，整個(gè)步態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了三軸加速度和角速度

3、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、緩存、向上位機(jī)準(zhǔn)確傳送并存儲(chǔ)在SD卡中等一系列功能。
　　本文所開發(fā)設(shè)計(jì)的便攜式可穿戴監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為實(shí)時(shí)獲取人體步態(tài)中的運(yùn)動(dòng)信息提供了平臺(tái)，可以將其用在人體步態(tài)參數(shù)分析和跌倒檢測(cè)預(yù)警等領(lǐng)域中，對(duì)此我們進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析。實(shí)驗(yàn)中通過在人體腰部和兩腳腳踝處佩戴慣性傳感器節(jié)點(diǎn)，運(yùn)行系統(tǒng)的嵌入式軟件程序，收集人體步態(tài)和跌倒過程中的三軸加速度和角速度量化數(shù)據(jù)。在PC端步態(tài)分析軟件中，根據(jù)相關(guān)算法得到了步態(tài)的一些主要參數(shù)，