基于加速度计的步态数据无线采集系统设计

2011-09-28 10:04:53来源: 互联网
    引 言
    步态作为生物特征之一,在身份识别和运动分析方面都有着重要的研究意义,国内外已有许多学者投入到该热点研究中。步态研究需要以大量可靠的原始步态数据为基础,目前公开的步态数据库都基于步态图像口。然而动态环境中拍摄的图像容易受光照变化、运动目标的影子等多种因素影响,给步态特征的提取带来较大困难。Ailisto H.等人提出了一种采用加速度传感器来获取步态数据的新方法,避免了动态环境中多方面因素对捕捉图像的不利影响,降低了数据处理的难度,从而开辟了步态数据获取的新途径。但是该方法采用装有DAQl200数据采集卡的笔记本电脑采集数据,不仅成本高,而且不便于测试对象携带。
    近几年随着传感器技术的发展和制作工艺的不断改进,具有尺寸小、精度高、功耗低等优点的MEMS(Micro-Electro-MecHanical-System)加速度传感器已经进入应用领域,使得基于运动传感器的步态研究更为方便。本文介绍的步态加速度信号无线采集装置,就是采用了MEMS三轴加速度计LIS3LV02DQ、无线收发芯片nRF2401、8位微控制器μPD78F0547等主要器件而设计的。


1 硬件电路设计
    步态加速度信号无线采集装置主要由两部分构成:数据采集及无线发送模块,无线接收及数据传输模块。主要的接口电路包括微控制器与加速度计之间的CSIA0串行接口电路,与无线收发芯片之间的CSIll串行接口电路,以及UART转USB的桥接电路等。其原理如图1、图2所示。由固定于人体腰后部的数据采集及无线发送模块获取并无线发送人运动时的三维加速度数据;计算机端的无线接收及传输模块将接收到的数据通过USB串行接口传输到计算机中,作为后续数据处理的数据源。

2 控制软件设计
    数据采集及无线发送程序流程如图3所示。其中初始化包括微控制器的I/O端口初始化、串行接口初始化、中断初始化、加速度计和无线收发芯片的初始化配置。初始化完成后等待按键命令,第一次按键进入开始采集数据状态,再按一次键则停止采集数据。按键由被测试人控制。

[1] [2]

关键字:加速度计  步态数据  无线采集  μPD78F0547  LIS3LV02DQ

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0928/article_3592.html
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