无线体域网在FES系统中的设计与实现

发布时间：2017-05-13 16:21

  本文关键词：无线体域网在FES系统中的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在脑卒中病人的康复治疗中,功能性电刺激(Function Electrical Stimulation,FES)是一种非常有效的可靠技术。然而,目前,用功能性电刺激对病人进行康复训练的过程中,康复训练效果的评定主要于依赖康复医师对病人康复动作的连续观测,这种人工的评定方式给康复医师带来了较大的负担。因此,开发一套在康复训练中能够辅助康复医师对病人进行康复效果评定的系统是非常有必要的。本文通过结合我们现有的分布式FES系统的架构以及无线体域网的应用特点,设计并开发了一套与我们的FES系统相兼容的无线体域网系统,可以在用功能性电刺激对病人进行康复训练的同时,实时采集病人的运动信息,协助康复医师对病人的康复效果进行评估。该系统采用星型结构的网络拓扑,主要分为三大模块:传感器节点,协调器节点和PC软件。同时,为了满足医学生理信号采集对于数据通信方面速率和质量的要求,我们提出了一种专用于我们这套系统的无线通信协议,该协议主要包括MAC层协议和网络层协议,对于MAC层协议,我们是通过自主研发的基于超帧结构的时隙动态可分配的TDMA协议进行实现的。最后,为了验证我们无线体域网系统的实用性和有效性,我们进行了相关的系统测试,主要包括耗能和丢包率这两个方面。同时,我们还进行了若干组正常人的功能性电刺激实验,进一步对系统进行验证。最终的测试结果和实验结果均表明我们的系统具有较高的实用性和有效性。
【关键词】：中风康复 无线体域网 功能性电刺激 TDMA
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R743.3;R49
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 背景及意义11-16
• 1.1.1 脑卒中康复与无线体域网技术11-12
• 1.1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2 论文研究内容16-18
• 第二章 系统总体设计18-26
• 2.1 系统设计原则18-20
• 2.1.1 体域网基本概念18-19
• 2.1.2 分布式FES系统19-20
• 2.1.3 系统设计原则20
• 2.2 系统总体架构设计20-22
• 2.3 传感器节点设计22-23
• 2.4 协调器节点设计23-25
• 2.5 PC软件设计25-26
• 第三章 系统软硬件实现26-40
• 3.1 系统总体框图26-27
• 3.2 传感器节点软硬件实现27-31
• 3.2.1 硬件实现27-28
• 3.2.2 软件实现28-31
• 3.3 协调器节点软硬件实现31-35
• 3.3.1 硬件实现31-32
• 3.3.2 软件实现32-35
• 3.4 PC软件实现35-40
• 第四章 系统通信协议实现40-49
• 4.1 无线体域网常用通信协议（ZigBee，蓝牙）40-42
• 4.2 自定义无线通信协议42
• 4.3 MAC层协议42-47
• 4.3.1 基于超帧结构的时隙动态分配的TDMA协议42-45
• 4.3.2 时隙分配算法45-47
• 4.4 网络层协议47-49
• 第五章 系统测试和实验49-55
• 5.1 系统测试49-52
• 5.1.1 耗能测试49-50
• 5.1.2 丢包率测试50-52
• 5.2 系统实验52-55
• 5.2.1 实验方法52-53
• 5.2.2 实验结果53-55
• 第六章 总结和展望55-57
• 6.1 全文总结55-56
• 6.2 工作展望56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 攻读硕士学位期间发表论文与申请专利61-63

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 韦积慧;基于nRF24L01的无线网络设计与实现[D];吉林大学;2012年

  本文关键词：无线体域网在FES系统中的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：363042