申请/专利权人：华南理工大学

申请日：2019-10-17

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN110638462B

主分类号：A61B5/11

分类号：A61B5/11;A61B5/103;A61B5/0205;A61B5/145;A61B5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2020.02.04#实质审查的生效;2020.01.03#公开

摘要：本发明公开了一种带步态分析的穿戴式足底生理信息采集系统。所述系统包括供电单元、信息采集单元、控制单元、无线传输单元、上位应用单元以及可穿戴载体。本发明可实时采集足底温度、湿度、心率、血氧浓度等生理信息以及足底压力、脚掌姿态，使测试者了解自身的生理状况以及步态情况。通过综合步态与生理信息，系统能更加全面、直观地反映测试者的实际行为以及生理状态、心理状态与实际行为的联系，增加了可穿戴设备对身体状态识别的数据来源，提高了其实用性。本发明的采集、分析方法低成本、低功耗、操作简单，其可穿戴性、小型化符合人性化设计，系统整体满足智能化的设计要求。

主权项：1.一种带步态分析的穿戴式足底生理信息采集系统，其特征在于，包括供电单元、信息采集单元、控制单元、无线传输单元、上位应用单元以及系统载体；在供电单元的能量供给下，控制单元接收信息采集单元所采集到的系统载体上的信息，并通过无线传输单元以无线传输的方式将信息发送到上位应用单元中处理、分析，使测试者实时、直观地了解其步态信息、生理信息、步态与心理、生理之间的联系以及测试者的身体状态；所述供电单元分别与信息采集单元、无线传输单元和控制单元连接并为其供电；供电单元包括整流器、稳压器、电池、充电管理芯片、电池电量计；整流器、稳压器与充电管理芯片通过电路连接后实现电量输入；充电时，整流器和稳压器将对充电电流进行整流并使其电压稳定到系统所需的电压数值；充电管理芯片用于根据电池的实际状态去控制充电电流的大小以保持电池的最佳性能；电池、电池电量计与稳压器通过电路连接后实现电量输出；电池电量计用于测量电池的电量，以实时监测电池的实际状态；所述信息采集单元包括信号调理电路、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、心率血氧传感器、惯性传感器；信号调理电路包括信号放大器和滤波电路；所述压力传感器根据传感器上压力的变化，产生相应的电信号变化，最终通过控制单元中的模数转换功能转换成数字信号；所述温度传感器根据系统载体内温度的高低，输出对应温度的数字信号通过总线通信的方式发送至控制单元；所述湿度传感器根据系统载体内湿度的高低，输出对应湿度的数字信号通过总线通信的方式发送至控制单元；所述心率血氧传感器根据所测区域的血管变化，产生相应的电信号差异，最终处理成为数字信号通过IIC总线发送到控制单元；所述惯性传感器根据加速度的差异，产生相对应的电信号，最终处理成为数字信号通过串口的方式发送至控制单元；其中，通过信号调理电路对压力传感器的信号进行放大、滤波；所述控制单元包括主控芯片、晶振电路、唤醒电路、复位电路；其中主控芯片通过引脚与晶振电路、唤醒电路与复位电路分别相连接，以实现到控制的功能；唤醒电路用于实现人为唤醒系统的功能；晶振电路用于提供系统时间；主控芯片用于运行程序，发送相应指令并将采集到的信息储存到内部寄存器中；复位电路用于在系统出现运行故障时，重新运行程序；控制单元实时接收信息采集单元中各个传感器发送的生理信息以及步态信息后，在信息的前后加入校验编码并归类整理，将处理后的信息发送至无线传输单元；所述无线传输单元包括传输控制芯片、天线；所述传输控制芯片将所需传输的数据进行打包后分时传输；无线传输单元通过串口与控制单元连接并接收控制单元发送的信息；无线传输单元使用天线通过无线通信的方式与上位应用单元连接并向其发送从控制单元处接收的信息；所述上位应用单元包括上位机；其中，上位机为带无线传输功能的智能手机或者电子计算机；上位应用单元读取并处理无线传输单元所发送的信息；上位应用单元实时、直观反映测试者足底的生理信息与步态信息，并且直观反映生理、心理信息与步态之间的关系；上位应用单元将接收到的信息发送到服务器中存储以便进行数据分析，实现身体状态的数据化；上位机根据压力传感器采集的足底压力信息，绘制脚掌受力分布图，直观地反映脚掌受力情况；根据惯性传感器的信息，给出脚掌实时的姿态角并且通过三维模型实时地反映脚掌姿势；通过综合处理足底压力信息与脚掌姿态信息，准确地反映测试者的步态信息；上位机根据温度传感器、湿度传感器、心率血氧传感器采集的信息，直接反映测试者的生理信息，包括足底温度、足底湿度、心率以及血氧浓度；根据测试者的生理信息，实时反映测试者的基本生理状态；上位机根据测试者的步态信息以及生理信息，深层次地、更准确地反映测试者潜在的身体状况。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华南理工大学 一种带步态分析的穿戴式足底生理信息采集系统

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD