基于Android的穿戴式人体运动采集分析系统的开发

• 作 者: 施黄骏
• 机 构: 上海交通大学
• 出 处: 上海交通大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 运动监护 采集分析系统 Android系统 体域网 嵌入式系统 移动医疗

现代社会，随着老龄化的加速、工业交通事故的频发导致运动障碍人群的增多，这些群体的康复、运动监测和评价成为了越来越紧迫的需求。人体运动数据是进行运动评价和平衡分析的基本元素，故对人体运动数据的采集成为了这些需求的基础。目前，基于加速度仪和陀螺仪设计的运动传感节点已证实可以采集、分析复杂的人体运动。　　本文结合了嵌入式、无线通讯和智能机技术，设计了一套穿戴式运动采集分析系统，包含了具有小巧，轻便，低功耗特点的穿戴式运动数据采集节点以及基于Android系统的上位机程序，能够为步态分析和运动平衡功能研究提供可靠、实时的运动数据信息。　　其中，穿戴式传感器节点采用超低功耗的微控制器MSP430结合加速度、角速度传感器，能够以超过150HZ的速率实时动态地获取人体不同节段的运动数据，并通过融合校正算法得到肢体的姿态信息，再将采集及计算结果通过蓝牙通讯设备传输给上位Android智能机。　　Android智能机部分实现了基于多线程编程的多节点运动数据采集、验证和转化功能，并提供了步态测量、跌倒检测算法和相关的报警机制，能够通过简单、直接的图形图像将结果展示在界面上，并简单实现了与远程医疗服务器的数据通讯功能。　　实验结果表明，本课题所设计的穿戴式运动采集分析系统具有实时性强，可靠性高的特点，非常适用于人体运动功能和日常生活的监测分析。