基于无线体域网的可穿戴式多节点三维运动监测系统

摘要

一种基于无线体域网的可穿戴式多节点三维运动监测系统，可实时同步采集和监测人体多节段、多关节、多自由度的运动数据，采集的运动数据经过姿态解算后，通过蓝牙通信方式传输到移动智能终端，其中多节点数据采集频率可达900Hz以上，应用姿态解算后的人体运动姿态数据输出速率可达150Hz，满足实时监测人体完整运动状况的需求。其次，针对多节点运动数据特性，通过建立相应的多节点采集数据结构、在内存中开辟对应大小的动态数组，以及充分利用读写锁的特性，保证了实时采集数据的准确性和完整性。最后通过建立多个在系统后台负责不同任务的线程，实现三维运动监测系统多节点数据采集、蓝牙通讯、姿态解算处理和在移动终端上的可视化功能，以满足临床对人体运动障碍诊断和评估的需求。

主权项

一种基于无线体域网的可穿戴式多节点三维运动监测系统，其特征在于，包括：含有传感器、节点微控制器和蓝牙收发模块的传感器节点和设置于移动终端上的多节点数据处理模块及可视化模块，其中：移动终端通过蓝牙方式与多个传感器节点建立一对多的通信网络；所述的传感器内设有三轴加速度计和三轴陀螺仪，实时采集人体各节段或各关节在X、Y、Z三个方向的加速度和角速度数据，并通过I2C的总线协议传输至节点微控制器，节点微控制器通过UART接口将压缩并打上时间戳后的数据包传输给蓝牙收发模块；所述的多节点数据处理模块采用多线程架构方式进行多节点数据处理，对多个传感器节点发送的数据进行解析处理，可视化模块显示多节点数据处理模块的处理结果。