基于體感網(wǎng)的可穿戴運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

作者：汪豐高帥鋒薛詩(shī)靜時(shí)間：2014-12-29 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：可穿戴運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可方便地實(shí)現(xiàn)人體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測(cè)以及運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估。本系統(tǒng)采用高集成度慣性傳感器及近距離無(wú)線通信技術(shù)構(gòu)建體感網(wǎng)，同步采集人體多個(gè)部位加速度和角速度信號(hào)，實(shí)現(xiàn)可穿戴的多節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)可應(yīng)用于與人體運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)的研究，如帕金森病人運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估等。　　引言　　本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了包含5個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的可穿戴運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)將傳感器節(jié)點(diǎn)置于被試者的雙腳腳踝、雙手手腕和腰部，采集人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和角速度等運(yùn)動(dòng)信號(hào)。此后，將采集到的信號(hào)上傳至上位機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算與運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)

　　3.2 終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

本文引用地址：http://2s4d.com/article/267435.htm

　　3.2.1 主程序

　　上電，進(jìn)行時(shí)鐘模塊、定時(shí)器模塊、SPI接口、IIC接口以及無(wú)線通信模塊的初始化配置，將無(wú)線通信模塊配置為接收模式，然后進(jìn)入主循環(huán)。在主循環(huán)中通過(guò)判斷標(biāo)志位“ComFlag”來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作。當(dāng)ComFlag為“1”時(shí)，打開(kāi)定時(shí)器中斷，讀取傳感器數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫(xiě)入Flash。當(dāng)ComFlag為“2”時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器中斷，停止數(shù)據(jù)采集。當(dāng)ComFlag為“3”時(shí)將Flash數(shù)據(jù)全部擦除。當(dāng)ComFlag為“4”時(shí)進(jìn)入無(wú)線發(fā)送狀態(tài)，將數(shù)據(jù)從Flash讀出并發(fā)送。詳見(jiàn)圖6。

　　3.2.2 無(wú)線接收中斷服務(wù)程序

　　當(dāng)接收無(wú)線數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)“IRQ”引腳可觸發(fā)單片機(jī)外部中斷。在中斷服務(wù)程序中進(jìn)行無(wú)線命令字符串的匹配，并給標(biāo)志位ComFlag賦值。當(dāng)接收到上傳命令后會(huì)進(jìn)行ID匹配，與本機(jī)地址一致時(shí)，將ComFlag賦值。此部分的程序流程與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的中斷服務(wù)程序流程基本一樣，請(qǐng)參考圖5。

　　3.2.3 定時(shí)器中斷服務(wù)程序

　　當(dāng)收到“開(kāi)始”命令后，打開(kāi)定時(shí)器中斷，開(kāi)始讀取傳感器數(shù)據(jù)，每次讀取為12字節(jié)數(shù)據(jù)，在讀取后將數(shù)據(jù)寫(xiě)入Flash，記錄Flash地址。用Flash寫(xiě)入的最終地址減去初始地址進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。具體見(jiàn)圖7。

　　3.2.4 無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送流程

　　與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的接收流程對(duì)應(yīng)，終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)入無(wú)線發(fā)送狀態(tài)后，從Flash中讀取30字節(jié)數(shù)據(jù)，按位相加，將和的奇偶性作為校驗(yàn)標(biāo)志，添加至每幀數(shù)據(jù)尾部，打包發(fā)送一幀數(shù)據(jù)。進(jìn)入無(wú)線接收狀態(tài)，等待網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)應(yīng)答信號(hào)，若收到“Success”則表示當(dāng)前幀發(fā)送成功，繼續(xù)發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)，若收到“Fail”則需重新發(fā)送當(dāng)前數(shù)據(jù)幀。每幀數(shù)據(jù)發(fā)送成功后Flash地址增加。當(dāng)Flash讀取到記錄的最終地址時(shí)候表示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。詳見(jiàn)圖8。

　　3.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　無(wú)線通信模塊負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)間命令的廣播和數(shù)據(jù)的傳輸，是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配置是體感網(wǎng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。