当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

坐姿状态下人体压力分布状态参数测量系统的研究

发布时间:2018-01-19 19:04

  本文关键词: 人体压力分布 导电橡胶 多路模拟开关 双线性插值 分布式压缩感知 出处:《南京理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:坐姿是人类最基本的活动之一,假如人体长期处于不良的坐姿状态时,由于身体受压不平衡会导致一些疾病的发生,比如驼背、腰椎脊椎疾病以及压疮。因此,对于人体压力状态参数的测量引起广泛的关注。但是目前国内外的研究主要集中在足底压力测量以及可穿戴式健康设备方面,而对于坐姿状态下的人体压力分布的研究很少。另外,随着信息技术的飞速发展,压缩感知理论的研究日渐增多,对于布置有多个传感器节点的系统而言,研究人员提出了分布式压缩感知这一概念。本文基于柔性触觉传感器-导电橡胶设计了一个人体压力状态参数的测量系统,主要工作内容有以下几点:首先通过对比多种压力传感器的优缺点,选择了 64个填充有炭黑颗粒的导电橡胶作为该系统的压力敏感元件,利用其压阻效应,设计了一种传感器阵列,将人体压力信号转换成电压信号,从而进入后续的电路进行处理。为了简化系统结构,64个信号采集通道选择多路模拟开关分为两级进行快速切换。微处理器采用TI公司的超低功耗单片机MSP430G2553芯片,其自带有10位的ADC。信号的传输使用的是蓝牙模块。上位机实现的主要功能为信号的处理,包括数字滤波、伪彩色配色方案以及双线性插值方法,并基于分布式压缩感知的第二联合稀疏模型,减少采样值,最终形成清晰直观的人体压力分布图像。最后,应用本系统进行实际测试,实验结果表明该系统可以对人体压力的分布情况进行辨别,稳定性和分辨率较好,且能够实现人体压力分布的实时测量和显示。
[Abstract]:Sitting posture is one of the most basic human activities, if the human body is in a bad posture for a long time, because the body pressure imbalance will lead to the occurrence of some diseases, such as hunchback, lumbar spine disease and pressure sores. Therefore. The measurement of human pressure state parameters has attracted wide attention. However, the research at home and abroad is mainly focused on foot pressure measurement and wearable health equipment. In addition, with the rapid development of information technology, the research of compression sensing theory is increasing day by day, for the system with multiple sensor nodes. The concept of distributed compression sensing is proposed in this paper. Based on flexible tactile sensor, conductive rubber, a measurement system of human body pressure state parameters is designed in this paper. The main work is as follows: firstly, 64 conductive rubber filled with carbon black particles are selected as pressure sensitive elements by comparing the advantages and disadvantages of various pressure sensors. The piezoresistive effect is used. In order to simplify the system structure, a sensor array is designed to convert the pressure signal of human body into a voltage signal, and then enter the subsequent circuit to process it. Sixty-four signal acquisition channels are divided into two stages for fast switching. The microprocessor is based on TI's ultra-low power MCU MSP430G2553 chip. The main functions of the upper computer are signal processing, including digital filtering, pseudo-color matching scheme and bilinear interpolation. And based on the second joint sparse model of distributed compression perception, the sampling value is reduced, and finally a clear and intuitive image of human pressure distribution is formed. Finally, the system is applied to the actual test. The experimental results show that the system can distinguish the distribution of human pressure, has good stability and resolution, and can realize the real-time measurement and display of human pressure distribution.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R318;TP212.9

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周胜,孙晓霞,高霈生;管道中圆化突体的压力分布和初生空化数[J];水利学报;1984年06期

2 亢晨钢;李守巨;刘迎曦;;EPB盾构机土仓压力分布有限元数值模拟[J];工程建设;2009年04期

3 赵子刚;几种常见油气藏的压力分布及应用[J];应用数学;1996年04期

4 谢晓明,蒋亦民,王焕友,曹晓平,刘佑;颗粒堆密度变化对堆底压力分布的影响[J];物理学报;2003年09期

5 李会知,张亮亮,叶倩,史美发,朱江;上海电视塔球形部件的压力分布和气动力[J];实验力学;1997年03期

6 李炜,谢齐;管道中沿任意不平整体的压力分布[J];武汉水利电力学院学报;1985年04期

7 吴岱峰;鲁晓兵;刘庆杰;高建;;低渗岩心驱替过程中的压力分布特征研究[J];力学与实践;2012年05期

8 罗笑南,曾龙,聂卉;三维紧身内衣的压力分布计算模型[J];中山大学学报(自然科学版);2001年06期

9 陈网桦,冯伟,彭金华,胡毅亭,王正宏,刘荣海;空气及半硬质聚氨酯泡沫塑料中爆炸波传播特性的研究[J];火炸药学报;2001年04期

10 曾辉;沿压板弧线的压力分布及压板对物料的总压力[J];力学与实践;1994年04期

相关会议论文 前2条

1 陈学锐;顾志福;;边界层气流中立方体顶面的压力分布特性[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年

2 马文琦;孙昂;姜继海;;非接触旋转连通中静压控制密封缝隙的特性分析[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 江子烨;坐姿状态下人体压力分布状态参数测量系统的研究[D];南京理工大学;2017年

2 李新阳;保健压力袜工艺与压力分布的研究[D];浙江理工大学;2015年

3 王迎红;基于人体压力分布的防压疮坐垫的研究[D];天津科技大学;2012年

4 张潇逸;考虑边缘人压力分布的座椅舒适性研究[D];吉林大学;2014年

5 刘涛;基于压力分布的座椅舒适性设计方法研究[D];吉林大学;2015年

6 施豪亮;基于足部压力分布的鞋楦CAD研究[D];合肥工业大学;2009年

7 白世琪;基于人体工学的坐垫压力分布研究[D];浙江理工大学;2014年

8 秦田;基于人体压力分布的轮椅舒适性角度分析与研究[D];天津科技大学;2014年

9 杨丽丽;坐姿压力分布测量系统的设计[D];重庆大学;2008年

10 王保华;中性束注入系统低温抽气系统的工程设计及压力分布研究[D];合肥工业大学;2007年



本文编号:1445179

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1445179.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b45ee***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com