基于人体生理参数的智能轮椅运行舒适性研究

发布时间：2017-08-20 09:08

  本文关键词：基于人体生理参数的智能轮椅运行舒适性研究

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【摘要】：人类平均寿命随着生活水平的改善得到逐步的提高,同时新生人口数量的降低,使得加剧的社会人口老龄化现象广受人们的关注。老年人比例的逐渐扩大,智能轮椅的需求也随之增多,同时,通过智能轮椅对老年人进行长期、不间断的诸如心电、血压、血氧等生理参数的监测,是智能轮椅研究的重要意义之一。作为轮椅车的主要使用者,乘坐轮椅的舒适性成为了挑选轮椅的主要因素。相比于医院、养老院等其他护理环境,老年人更青睐于家庭护理,而对老年人实时监测并记录其身体状况对轮椅车智能化及自动化设计具有一定的参考意义,同时也为轮椅车舒适性研究领域奠定了理论基础,特别是在其实时监测方面的研究更是引起人们关注焦点。本系统是在基于模块化基础上对智能轮椅舒适性进行的研究,该系统主要由三个模块构成：一是DSP模块,该模块主要实现了驱动电机,将轮椅车的转速信息发送到CAN总线；二是ARM主控模块,该模块选择的是EBD9263,主要实现人机交互,通过智能分析、绘制多导联心电图等功能完成生理参数的诊断；三是人体生理参数采集模块,该模块选择的是CSN808,主要是采集常见的老年人生理参数,如脉率、血压、心率、呼吸率、体温等。本系统的嵌入式程序是在Windows CE 5.0平台上开发实现的,选择了Embedded Visual C++作为应用软件的开发平台,并在该平台上完成了软件的编写与测试。在PC端,开发了基于LabVIEW的上位机监控系统,实时检测乘坐者的生理参数,通过所采集到的生理参数推断乘坐者的舒适性。本课题对人体各项生理参数实时监测结果显示,系统运行正常,并且与PC端与嵌入式端绘制的生理参数曲线趋势基本保持一致,达到了预期设计要求,证明了该系统的实用价值。
【关键词】：ARM Windows CE 人体生理参数 LabVIEW
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH789
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-12
• 1.1 课题研究的背景与意义8-9
• 1.2 国外对于座椅舒适性的研究情况9
• 1.3 国内对于座椅舒适性的研究情况9-10
• 1.4 本课题的主要工作10
• 1.5 论文的组织结构10-12
• 2 系统总体设计概述以及操作系统选型12-20
• 2.1 系统总体设计12
• 2.2 智能轮椅系统硬件选型12-13
• 2.3 本地监护系统硬件选型13-17
• 2.3.1 主控模块的硬件实现13-14
• 2.3.2 生理参数检测系统的主要功能14-17
• 2.4 CAN总线无线分析仪的选型17-18
• 2.5 嵌入式操作系统的选型18-20
• 3 生理参数的采集与无线传输的实现20-34
• 3.1 CSN808的数据接收20
• 3.2 CSN808的发送协议20-21
• 3.3 无线网络以及BlackBird配置21-30
• 3.3.1 无线网络的建网模式21-22
• 3.3.2 Blackbird的网络配置22-24
• 3.3.3 BlackBird ad-hoc模式网络设置24
• 3.3.4 Blackbird设置24-26
• 3.3.5 开始设置26-30
• 3.4 BlackBird Infrastructure模式网络设置30-34
• 3.4.1 设置无线路由30-31
• 3.4.2 无线网卡设置31
• 3.4.3 BlackBird设置31-34
• 4 生理参数检测系统的软件设计34-39
• 4.1 嵌入式开发平台34
• 4.1.1 EVC编程的特点34
• 4.2 生理参数监测系统嵌入式端设计34-38
• 4.2.1 生理参数监测与报警系统主界面的设计34-38
• 4.3 智能轮椅车转速信息的实现38-39
• 4.3.1 DSP与Blackbird通讯协议38-39
• 5 基于LabVIEW的生理参数无线监测系统的测试39-53
• 5.1 LabVIEW概述39
• 5.2 生产者-消费者模式及其建立39-47
• 5.2.1 普通循环模型39-40
• 5.2.2 管道流水线模型40
• 5.2.3 生产者-消费者模型及其实现方式40-43
• 5.2.4 LabVIEW生理参数检测系统搭建43-47
• 5.3 实验过程47-49
• 5.4 实验结果49-53
• 6 结论53-54
• 7 展望54-55
• 8 参考文献55-62
• 9 致谢62-63
• 10 附录63-68

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本文编号：705726