本文關(guān)鍵詞：肌電—慣性信息無線采集系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：隨著康復(fù)醫(yī)療、運動控制、體育科學(xué)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,運動中的肌電信號實時獲取及分析技術(shù)已經(jīng)成為研究熱點,并逐漸向著便攜式、多元化信息采集方向發(fā)展。其中,將肌電傳感和慣性測量技術(shù)相結(jié)合,獲取運動狀態(tài)下的多源實時信號,可以實現(xiàn)康復(fù)訓(xùn)練和運動監(jiān)控中的運動姿態(tài)分析和狀態(tài)評價。為此本文設(shè)計了無線肌電和慣性信息采集系統(tǒng),通過完成肌電信號與慣性傳感器數(shù)據(jù)的實時獲取、前端硬件信號處理、外部信息同步擴展及便攜式多平臺數(shù)據(jù)處理等功能,實現(xiàn)適用于運動狀態(tài)下的多源信號便攜、實時采集。本文具體工作如下:(1)闡述了肌電信號產(chǎn)生機理、基本特點及檢測原理,對比分析當前主流肌電采集設(shè)備的優(yōu)勢和局限;提出了本文無線肌電和慣性信息采集系統(tǒng)的總體設(shè)計方案;介紹了肌電采集模塊、慣性傳感器模塊、無線傳輸模塊的設(shè)計原理及系統(tǒng)開發(fā)流程。(2)設(shè)計了肌電-慣性信息采集系統(tǒng)的硬件部分,針對運動中抗干擾性能的提升及自定義前端濾波處理功能需求,從前置放大電路、濾波電路、電壓抬升電路以及電源系統(tǒng)四方面完成肌電信號調(diào)理電路設(shè)計;從慣性芯片驅(qū)動電路和慣性芯片數(shù)據(jù)通信協(xié)議兩方面進行九軸慣性信息檢測電路設(shè)計;對肌電信號調(diào)理電路和九軸慣性信息檢測電路進行硬件集成。(3)設(shè)計了肌電-慣性信息系統(tǒng)的軟件部分,通過硬件處理器任務(wù)調(diào)度、AD-DMA聯(lián)合采集、串口通信協(xié)議實現(xiàn)采集結(jié)點軟件主要功能;從WiFi網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置三方面實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計;從PC機數(shù)據(jù)處理和安卓平臺數(shù)據(jù)接口進行多平臺數(shù)據(jù)接口設(shè)計。(4)將無線肌電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用于上肢屈伸運動實驗測試中,依靠肌電-慣性信息采集系統(tǒng)有效獲取不同上肢運動模式下的兩路肌電信號和九軸慣性信息,提取肌間一致性特征、運動方向特征和運動范圍特征,分別分析通道間肌電信號耦合關(guān)系和上肢運動協(xié)調(diào)性,并與Delsys肌電采集分析結(jié)果進行對比,驗證系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的正確性和合理性。
【關(guān)鍵詞】：肌電信號 慣性傳感 無線采集 多平臺處理 肌間一致性
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274.2;TN911.7;R318
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題的研究背景的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 肌電采集設(shè)備主要分類11-14
• 1.2.2 肌電采集設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.3 肌電采集設(shè)備存在的問題17-18
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 肌電-慣性信息無線采集系統(tǒng)總體設(shè)計20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 肌電信號特點及測試原理20-21
• 2.3 慣性信號特點及測試原理21-23
• 2.4 肌電-慣性信息無線采集系統(tǒng)總體設(shè)計23-29
• 2.4.1 采集系統(tǒng)總體方案23-26
• 2.4.2 肌電采集模塊設(shè)計原理26-28
• 2.4.3 慣性信息采集模塊設(shè)計原理28
• 2.4.4 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計原理28-29
• 2.5 肌電-慣性信息采集系統(tǒng)開發(fā)流程29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 肌電-慣性信息無線采集系統(tǒng)硬件設(shè)計32-51
• 3.1 引言32
• 3.2 肌電信號調(diào)理電路設(shè)計32-40
• 3.2.1 前置放大電路32-35
• 3.2.2 濾波電路35-37
• 3.2.3 電壓抬升電路37
• 3.2.4 電源系統(tǒng)37-40
• 3.3 慣性信息檢測電路設(shè)計40-43
• 3.3.1 慣性傳感器驅(qū)動電路40-42
• 3.3.2 慣性傳感器數(shù)據(jù)協(xié)議42-43
• 3.4 肌電-慣性信息采集系統(tǒng)硬件集成43-45
• 3.5 電路性能測試45-49
• 3.5.1 干擾源分析45-46
• 3.5.2 肌電電路仿真分析46-48
• 3.5.3 硬件電路測試分析48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第4章 肌電-慣性信息無線采集系統(tǒng)軟件設(shè)計51-62
• 4.1 引言51
• 4.2 肌電-慣性信息采集節(jié)點軟件設(shè)計51-53
• 4.2.1 控制器任務(wù)調(diào)度51-52
• 4.2.2 控制器AD-DMA聯(lián)合采集52-53
• 4.2.3 采集節(jié)點串口數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議53
• 4.3 肌電-慣性信息采集系統(tǒng)WIFI傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計53-58
• 4.3.1 肌電-慣性信息采集節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)54-55
• 4.3.2 基于WiFi的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議55-57
• 4.3.3 肌電-慣性信息采集節(jié)點網(wǎng)絡(luò)設(shè)置方式57-58
• 4.4 肌電-慣性信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計58-61
• 4.4.1 多平臺上位機數(shù)據(jù)處理接口實現(xiàn)58-59
• 4.4.2 PC機平臺數(shù)據(jù)處理軟件59-60
• 4.4.3 安卓平臺數(shù)據(jù)接口60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 系統(tǒng)性能測試及實驗研究62-74
• 5.1 引言62
• 5.2 肌電-慣性信息采集系統(tǒng)性能測試62-65
• 5.2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)協(xié)議格式62-63
• 5.2.2 對比實驗分析63-65
• 5.3 上肢屈伸運動測試實驗65-72
• 5.3.1 實驗方案及數(shù)據(jù)采集65-67
• 5.3.2 肌電信號與慣性信息特征提取67-68
• 5.3.3 測試結(jié)果分析68-72
• 5.4 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果80-81
• 致謝81

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1 蔣振平,熊光楠;X光影像儀光采集系統(tǒng)的研制[J];激光雜志;2003年05期

2 劉國萍;王憶勤;郭睿;許朝霞;李福鳳;錢鵬;張曉丹;邸丹;;中醫(yī)心系問診采集系統(tǒng)初步研制及評價[J];世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化;2008年05期

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4 王琦;姚愛琴;;基于藍牙的心肺音采集系統(tǒng)[J];電子測試;2010年01期

5 屈學(xué)民,文峻,巨宏博,王斯剛;AT89C2051單片機A/D串行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J];醫(yī)學(xué)信息;2000年11期

6 李正軍 ,蔣閱峰 ,楊燕紅;心電信號實時采集系統(tǒng)[J];現(xiàn)代儀器使用與維修;1997年04期

7 何史林;陳廣飛;應(yīng)俊;;基于藍牙技術(shù)的生理參數(shù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J];中國醫(yī)療設(shè)備;2009年04期

8 郝興海;萬峰;解基嚴;趙鴻;崔仲奇;宋之明;劉強;;內(nèi)鏡血管采集系統(tǒng)與傳統(tǒng)切開行橈動脈取材的對比研究[J];中國微創(chuàng)外科雜志;2014年08期

9 朱帆三;;一種用于采集誘發(fā)電位的模板法[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;1991年06期

10 尤波;周麗娜;黃玲;;實時肌電信號采集系統(tǒng)設(shè)計與探究[J];黑龍江大學(xué)工程學(xué)報;2011年01期

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1 宋箭;;表面肌電采集系統(tǒng)及其應(yīng)用[A];第十一屆全國運動生物力學(xué)學(xué)術(shù)交流大會論文匯編（摘要）[C];2006年

2 于海業(yè);李國臣;馬成林;;植物電位信號采集系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用(英文)[A];第三屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

3 李春勝;王恩美;范鑫;王宏;;磁場刺激誘發(fā)肌電信號的采集系統(tǒng)[A];中國儀器儀表學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2001年

4 詹瑜;;標本數(shù)字化管理軟件與三維數(shù)字模型采集系統(tǒng)[A];博物館藏品保管學(xué)術(shù)論文集[C];2004年

5 劉揚;賈海濤;曹麗;;手寫動態(tài)特征采集系統(tǒng)的設(shè)計[A];第七屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

6 王鵬;左旺孟;李乃民;張宏志;劉珊;;多路邁向采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];中國中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會第六屆全國診斷學(xué)術(shù)會議論文集[C];2012年

7 巫懿;何建平;姜春海;;太鋼能源計量采集系統(tǒng)的分析與應(yīng)用[A];企業(yè)計量測試與質(zhì)量管理——中國科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

8 趙欣;許春艷;;基于ADS8364和ARM7單片機的導(dǎo)航姿態(tài)角采集系統(tǒng)設(shè)計[A];第八屆工業(yè)儀表與自動化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

9 陳錫輝;謝小希;高翠山;聶振東;;MDC模型實驗參量采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計[A];第11屆全國計算機在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

10 鄭永輝;;一種基于DSP的回波信號實時采集系統(tǒng)設(shè)計[A];中國聲學(xué)學(xué)會2005年青年學(xué)術(shù)會議[CYCA'05]論文集[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李岳鵬;民爆物品信息化采集系統(tǒng)獲好評[N];中煤地質(zhì)報;2007年

2 侯利平 汪國民 記者劉領(lǐng);校安工程采集系統(tǒng)通過國家級校驗[N];錦州日報;2010年

3 朱元旦 黃東;大連市建成統(tǒng)計數(shù)據(jù)網(wǎng)上采集系統(tǒng)[N];中國信息報;2007年

4 通訊員 鄒爭春 記者 張國圣;交通事故現(xiàn)場信息快速采集系統(tǒng)問世[N];光明日報;2013年

5 中國聯(lián)通太原市分公司設(shè)備維護中心 周毅;淺談聯(lián)機計費采集系統(tǒng)的實現(xiàn)[N];山西科技報;2010年

6 ;社會化采集系統(tǒng)倍增效能[N];常州日報;2008年

7 通訊員 張春云　陳愛紅;采集系統(tǒng)帶來的變化[N];臨汾日報;2010年

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1 陳亮;核素識別算法及數(shù)字化能譜采集系統(tǒng)研究[D];清華大學(xué);2009年

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1 晁志峰;基于城市快速公交BRT的棋盤式道路能量采集系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 王旭輝;溫室氣象要素遠程無線采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 李宇菲;基于DSP的發(fā)動機參數(shù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

4 陳雯;電信綜合告警采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

5 王鏵棟;高速模擬采集系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

6 虞瀟鎣;基于CPLD的線陣CCD光譜信息采集系統(tǒng)研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

7 郭嘉;基于FPGA的無創(chuàng)傷血液成分光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所);2015年

8 張凱;便攜式四導(dǎo)心音采集系統(tǒng)[D];西華大學(xué);2015年

9 劉光曉;流體輸送管道泄漏音波信號特性研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

10 朱倩倩;基于FPGA的耐高壓水聲采集系統(tǒng)[D];中北大學(xué);2016年

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