多路足底壓力測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人們對足部醫(yī)療以及足部與人體運(yùn)動(dòng)功能聯(lián)系性認(rèn)識(shí)的逐步提高，足底壓力測量技術(shù)便飛速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于生物力學(xué)、康復(fù)醫(yī)療、體育訓(xùn)練等諸多領(lǐng)域。
　　 因此，對足底壓力測量系統(tǒng)的探究和開發(fā)具有實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文主要介紹了一種以MSP430 系列單片機(jī)為核心，配以nRF24L01 無線模塊傳輸數(shù)據(jù)，并采用串口技術(shù)將獲取的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)，最終在LabVIEW 界面實(shí)時(shí)顯示的多路足底壓力測量系統(tǒng)。
　　 為了達(dá)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(jí)放大電路，為選用該傳感器作了詳細(xì)的理論分析和應(yīng)用設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)需求，本文提出了系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)方案，該方案為將整個(gè)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(jí)濾波、多路模擬開關(guān)、單片機(jī)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(jī)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(shè)計(jì)，為足底壓力測量硬件平臺(tái)的搭建奠定基礎(chǔ)。此外，還設(shè)計(jì)了對應(yīng)的單片機(jī)軟件以及上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示界面。單片機(jī)軟件由C 語言編寫，主要實(shí)現(xiàn)多路模擬開關(guān)的通道切換、數(shù)據(jù)的采集和A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)無線傳輸以及與上位機(jī)建立串口通信等功能。文中給出了各個(gè)功能相應(yīng)的程序流程圖和部分關(guān)鍵代碼，對單片機(jī)軟件的實(shí)現(xiàn)流程和具體實(shí)現(xiàn)方法都進(jìn)行了詳細(xì)闡述。上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示界面由LabVIEW 軟件開發(fā)，能以多種風(fēng)格顯示數(shù)據(jù)，如波形圖、

4、強(qiáng)度圖等，并能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行保存、回放以及處理分析。硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)完成后，對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，進(jìn)一步完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。最后，針對系統(tǒng)一般使用環(huán)境，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)范式，獲取足底壓力測量結(jié)果，對照人體工程學(xué)理論，以驗(yàn)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(nèi)自由運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)將無線發(fā)送給數(shù)據(jù)通訊部分。整個(gè)系統(tǒng)由LabVIEW 控制，被試僅需