本文關(guān)鍵詞：基于手機(jī)的步態(tài)識別研究

  更多相關(guān)文章： 無線體域網(wǎng) 藍(lán)牙4.0 Android 步態(tài)識別

【摘要】：近些年隨著科技的快速發(fā)展、人們生活水平的提高、生活方式和飲食習(xí)慣的改變,使得人們對自身的健康越來越關(guān)注。這些促使步態(tài)識別技術(shù)逐步應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)系統(tǒng)治療中,主要針對于下肢病理步態(tài)的識別和矯正。傳統(tǒng)的病理步態(tài)識別方法需要觀察者有足夠的專業(yè)能力,且主觀性太強(qiáng)。目前的病理步態(tài)識別技術(shù),雖然準(zhǔn)確率提高但是測試過程復(fù)雜、成本高、對周圍環(huán)境要求大。針對目前的情況,本文的研究從病理步態(tài)識別的過程、成本、結(jié)果的可靠性等幾點(diǎn)出發(fā)設(shè)計(jì)了一款基于手機(jī)的步態(tài)識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,成本低,測試結(jié)果比較可靠,操作過程簡單。測試時用戶只需要在身體佩戴傳感器,打開手機(jī)系統(tǒng),行走一段距離即可,整個過程不受外界環(huán)境影響,也不需要醫(yī)學(xué)專業(yè)知識。步態(tài)信息采集方面:本文采用MPU6050六軸加速度傳感器、STM32F103單片機(jī)和NRF24L01射頻傳輸模塊設(shè)計(jì)一個采集模塊。利用設(shè)計(jì)好的采集模塊,在人體構(gòu)建一個體域網(wǎng),采集人體下肢腰部、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)等5個點(diǎn)的步態(tài)信息�；緜鬏敺矫�:本文使用TI公司的CC2540藍(lán)牙4.0模塊構(gòu)建一個基站接收無線體域網(wǎng)傳過來人體步態(tài)信息,并將信息匯總傳送給手機(jī)移動終端。移動顯示方面:本文移動終端使用的是用戶的Andriod手機(jī)。用戶只需要安裝一個事先調(diào)試好的步態(tài)識別APP系統(tǒng),佩戴好傳感器,打開步態(tài)識別系統(tǒng)并設(shè)定一段行走距離,然后點(diǎn)擊開始行走完這段預(yù)設(shè)置的距離。點(diǎn)擊結(jié)束以后,用戶可以在手機(jī)界面看到自己的步頻,步速,步態(tài)周期,擺動期和支撐期時間比,以及溫馨建議。數(shù)據(jù)處理方面:本文設(shè)計(jì)了體域網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)之間以及終端節(jié)點(diǎn)與基站之間的上行鏈路通信數(shù)據(jù)幀格式。通過對加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)的分析,得出人體行走的步頻、步速、步態(tài)周期、跨步長、重心位移、擺動期和支撐期時間比等步態(tài)參數(shù),最終實(shí)現(xiàn)對病理步態(tài)的識別。
【關(guān)鍵詞】：無線體域網(wǎng) 藍(lán)牙4.0 Android 步態(tài)識別
【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】：TN929.53;R49
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究目的和意義10-11
• 1.2 步態(tài)識別的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 課題的章節(jié)安排15-16
• 第2章 步態(tài)識別綜述和識別方案設(shè)計(jì)16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 步態(tài)分析16-20
• 2.2.1 正常步態(tài)17-18
• 2.2.2 病理步態(tài)18-19
• 2.2.3 正常步態(tài)與偏癱步態(tài)的特征區(qū)別19-20
• 2.3 步態(tài)數(shù)據(jù)采集方案20-22
• 2.3.1 信號采集傳感器20-21
• 2.3.2 傳感器的數(shù)量和位置21-22
• 2.4 基于無線的步態(tài)數(shù)據(jù)傳輸方案22-26
• 2.4.1 主流的無線傳輸技術(shù)簡介和對比23-24
• 2.4.2 基于NRF24L01無線體域網(wǎng)方案24-25
• 2.4.3 基于藍(lán)牙 4.0 的基站傳輸方案25-26
• 2.5 基于手機(jī)的步態(tài)識別方案26-28
• 2.5.1 主流智能手機(jī)系統(tǒng)簡介26-27
• 2.5.2 基于Android系統(tǒng)的步態(tài)識別方案27-28
• 2.6 本文步態(tài)識別的總體方案28-29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 第3章 步態(tài)識別系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 無線體域網(wǎng)硬件電路設(shè)計(jì)30-39
• 3.2.1 MPU6050傳感器電路30-32
• 3.2.2 數(shù)據(jù)處理單元電路32-36
• 3.2.3 電源管理電路36-37
• 3.2.4 NRF24L01傳輸模塊電路37-39
• 3.3 基于CC2540的基站電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 步態(tài)識別系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 無線體域網(wǎng)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)41-45
• 4.2.1 無線體域網(wǎng)程序設(shè)計(jì)41-43
• 4.2.2 MPU6050的數(shù)據(jù)處理43-44
• 4.2.3 自定義無線通信上行鏈路數(shù)據(jù)幀格式44-45
• 4.3 藍(lán)牙 4.0 中間樞紐的軟件設(shè)計(jì)45-48
• 4.3.1 BLE協(xié)議棧簡介45-46
• 4.3.2 CC2540實(shí)現(xiàn)步態(tài)信息的傳輸46-48
• 4.4 Android平臺的數(shù)據(jù)處理和顯示48-55
• 4.4.1 Android客戶端軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)48-49
• 4.4.2 藍(lán)牙掃描連接與通信49-52
• 4.4.3 步態(tài)數(shù)據(jù)波形繪制與顯示52-54
• 4.4.4 步態(tài)數(shù)據(jù)存儲與健康提示54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 步態(tài)識別與系統(tǒng)調(diào)試56-72
• 5.1 引言56
• 5.2 信號預(yù)處理56-58
• 5.3 下肢數(shù)據(jù)的分析和特征選擇58-64
• 5.4 步態(tài)參數(shù)處理和識別64-71
• 5.4.1 步態(tài)周期的處理和識別64-65
• 5.4.2 步頻、步速、跨步長的處理與識別65-66
• 5.4.3 擺動期和支撐期時間比處理與識別66-69
• 5.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：901691