步态监测系统的嵌入式软件设计与实现

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1、专业学位硕士学位论文步态监测系统的嵌人式软件设计与实现EmbeddedSoftwareDesignandImplementationofGaitMonitoringSystem(专业)工程领域：控制工程学号：31109056指导完成大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所

2、做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：生查监测丕统鲍邀△盎熬住遮进曼塞垫作者签名：童拯霞日期：迎摩年—厶月—厶日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要步行是人类最常见的日常活动之一，步态的监测和分析可以反映人体运动的相关信息，不但在医疗康复治疗中有很高的参考价值，对于两足仿生机器人的研究也有重要意义。传统基于视频的步态监测平台由于安装价格成本较高、易受环境遮挡等因素的影响，在实际应用中很难获得推广。随着集成电路技术的不断进步和传感器网络的迅速发展，使用惯性测量单元设计可穿戴人体步态监测系统成为研究的热点。本文

3、采用惯性器件模块ADISl6405，搭建了步态监测系统嵌入式软件的整体架构。基于MSP430F169单片机的I／0接口、时钟单元、USART串口通信等开发设计了软件的四个功能模块：数据采集模块、片外Flash数据读写模块、RS-485总线数据传输模块和SD卡数据存储模块。通过编写并调试惯性测量单元ADISl6405的初始校准和步态数据采集、片外Flash缓存模块AT45DBl61中的数据读写、RS485总线模块对数据的传送与接收、以及SD卡的初始化和数据存储，整个步态监测系统实现了三轴加速度和角速度数据的实时采集、缓存、向上位机准确传送并存储在SD卡中等一系列功能。本文

4、所开发设计的便携式可穿戴监测系统为实时获取人体步态中的运动信息提供了平台，可以将其用在人体步态参数分析和跌倒检测预警等领域中，对此我们进行了相关实验的设计和分析。实验中通过在人体腰部和两脚脚踝处佩戴惯性传感器节点，运行系统的嵌入式软件程序，收集人体步态和跌倒过程中的三轴加速度和角速度量化数据。在PC端步态分析软件中，根据相关算法得到了步态的，一些主要参数，包括足夹角、步长、步态时相和跌倒检测阈值等信息，验证了该监测系统的实用性和有效性。关键词：惯性测量单元；步态；嵌入式软件；跌倒检测步态监测系统的嵌入式软件设计与实现EmbeddedSoftwareDesignandIm

5、plementationofGaitMonitoringSystemAbstractWalkingisoneofthemostcommonhumandalilyactivities．Gaitmonitoringandanalysiscouldreflecthumanmotion，whichnotonlyhasahighreaserchvalueinthemedicaltreatment，butalsoisimportantforthestudyofbipedrobot．Traditionalvideo-basedgaitmonitoringplatformisdiffi

6、culttobeappliedinpracticeduetothehigh-costandconstraintsintheenvironment．Withtherapiddevelopmentofintegratedcircuittechnologyandsensornetworks，usinginertialmeasurementunit(IMU)todesignwearablegaitmonitoringsystemshavebecomearesearchhotspot．Inthispaper，theinertialmoduleADIS16405wasusedtos

7、etuptheoverallarchitectureofgaitmornitoringsystemsbasedonembeddedsoftware．Fourmoduleswhichincludeddatacollectionmodule，datareadandwritechipmodule，RS-485busmoduleandSDcardstoragemoduleweredesignedbasedontheMSP430FI69microcontroller’SI／Ointerface，clockunitandUSARTserialcomm