步態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的嵌入式軟件設計與實現.pdf

1、步行是人類最常見的日常活動之一，步態(tài)的監(jiān)測和分析可以反映人體運動的相關信息，不但在醫(yī)療康復治療中有很高的參考價值，對于兩足仿生機器人的研究也有重要意義。傳統(tǒng)基于視頻的步態(tài)監(jiān)測平臺由于安裝價格成本較高、易受環(huán)境遮擋等因素的影響，在實際應用中很難獲得推廣。隨著集成電路技術的不斷進步和傳感器網絡的迅速發(fā)展，使用慣性測量單元設計可穿戴人體步態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)成為研究的熱點。
　　本文采用慣性器件模塊ADIS16405，搭建了步態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)嵌入式軟件

2、的整體架構?；贛SP430F169單片機的I/O接口、時鐘單元、USART串口通信等開發(fā)設計了軟件的四個功能模塊:數據采集模塊、片外Flash數據讀寫模塊、RS-485總線數據傳輸模塊和SD卡數據存儲模塊。通過編寫并調試慣性測量單元ADIS16405的初始校準和步態(tài)數據采集、片外Flash緩存模塊AT45DB161中的數據讀寫、RS485總線模塊對數據的傳送與接收、以及SD卡的初始化和數據存儲，整個步態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實現了三軸加速度和角速度

3、數據的實時采集、緩存、向上位機準確傳送并存儲在SD卡中等一系列功能。
　　本文所開發(fā)設計的便攜式可穿戴監(jiān)測系統(tǒng)為實時獲取人體步態(tài)中的運動信息提供了平臺，可以將其用在人體步態(tài)參數分析和跌倒檢測預警等領域中，對此我們進行了相關實驗的設計和分析。實驗中通過在人體腰部和兩腳腳踝處佩戴慣性傳感器節(jié)點，運行系統(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據。在PC端步態(tài)分析軟件中，根據相關算法得到了步態(tài)的一些主要參數，