基于STM32的可穿戴鞋垫式足底压力检测系统设计

摘要

足底压力参数是人体非常重要的生理参数之一，它在临床医疗领域和康复领域都有很大的参考价值。本文设计了一个足底压力检测装置来检测人体足底压力参数，该装置共包括三部分：鞋垫式足底压力传感器，硬件主控采集板和上位机压力测量软件。硬件主控采集板依次扫描足底压力传感器每个传感单元获取数据，然后将采样数据传输到压力测量软件进行绘图和数据分析，即完成了一次足底压力检测。
　　鞋垫式足底压力传感器分为左右脚压力传感器，每个传感器包括多达900个传感单元，每平方厘米4个传感单元。每个压力传感器一共有三层，中间层选用了一款导电的具有压阻功能的压阻薄膜作为传感器，上下层选用银浆薄膜作为行列导线层。上下表面银浆薄膜的每行每列都与模拟开关的某一通道相连，通过模拟开关来选通某一传感单元，再经过阵列扫描就可实现对所有传感单元的测量。
　　硬件主控采集板主控芯片采用基于 Cortex-M3内核的 stm32f103vet6。硬件电路包括电源电路，多路模拟开关电路，可调恒定电流源电路，信号调理电路，模数转换电路，通信电路，人机交互电路等。其中模数转换采用 stm32f103vet6内部自带12位 ADC，其他电路模块各自采用分立芯片加外围电路组成。硬件主控板采样程序基于stm32官方固件库，以RVMDK作为开发工具。
　　上位机压力测量软件用于实时显示压力云图和对采样数据分析。该软件集成开发环境基于MyEclipse，用JAVA语言编写上位机程序，以MySQL作为数据库后台，主要包括用户信息、压力绘图、数据分析、历史纪录和系统设置五大模块。
　　本文最后对整个设计做了测试和验证，具体包括足底压力数据标定与校准和软件各个功能模块的测试。

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第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究进展及现状

1.3本文的研究内容和目的

第二章鞋垫式足底压力检测传感器设计

2.1压力传感器分类

2.2压阻薄膜

2.3鞋垫式柔性阵列传感器设计

2.4本章小结

第三章足底压力硬件主控采集电路板设计

3.1主控芯片

3.2单元电路的设计

3.3本章小结

第四章鞋垫式压力测量系统的软件设计

4.1下位机设计

4.2数据传输与解包

4.3上位机设计

4.4本章小结

第五章系统测试及验证

5.1足底压力数据的标定与校准

5.2软件功能模块的测试

5.3本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献