基于藍牙技術的步態監測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于藍牙技術的步態監測系統，包括：控制單元(1)、壓力采集模塊(2)、加速度采集模塊(3)、RF天線匹配模塊(4)和電源模塊(5)，所述的控制單元(1)分別與壓力采集模塊(2)、加速度采集模塊(3)、RF天線匹配模塊(4)和電源模塊(5)連接。本實用新型專利技術通過采用控制單元、壓力采集模塊、加速度采集模塊、RF天線匹配模塊和電源模塊，尤其是通過采用RF天線匹配模塊，從而可以實現與終端設備的無線連接，不僅省去了應用調制解調器進行連接的繁瑣步驟，而且節約了成本，適合大規模推廣應用。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種基于藍牙技術的步態監測系統，屬于步態監控

技術介紹
人口老齡化已經成為了全球性的趨勢，根據世界衛生組織調查報告。目前世界人口有72億，其中老年人口為6億。預計到2025年六十歲以上的老年人口數將上升到12億人，到2050年，老年人口數將達到20億。與此同時，國家、社會對老年人口的醫療保障和安全衛生等方面的投入也呈現出不斷上升的趨勢。但是，一方面，由于勞動力資源有限，青壯年勞動力的人口數量相對的不斷的減少，對老年人的照顧難以全面。另一方面，老年人的精神，身體都或多或少有各種不可避免的缺陷，包括其認知能力的下降，這可能會使他們忽略一些對健康有潛在危險的因素。這些潛在因素最終會導致一些慢性病的發生，導致老人在晚年受到病痛的折磨，造成無法挽回的后果。更為急切的是，在這個生活節奏不斷上升的社會，子女們忙于工作也不可能時時刻刻照顧老人，老年人獨處的時間越來越多。但是，為了保持老年人的身體健康適當的戶外鍛煉是必不可少的。可是，在沒有子女的監督下，對老年人而言獨自進行運動是很危險的。由此觀之，利用科技的手段對老年人的生活進行監督、管理是迫在眉睫的需要，應用高科技技術給老年人提供服務將會給老年人的生活質量帶來提高，給他們的生活安全帶來保障。另外，據我國衛生部統計，摔倒已成為導致老年人死亡率上升的四大因素之一。每年我國有4000萬以上的(65歲以上)老年人跌倒，輕者導致殘疾，重者則可能導致死亡。因而對老年人的步態進行監控顯得十分必要。雖然在老年人的健康監護方面，目前已經有專門給老年人設計的服務型機器人、醫療保健設備、各種提醒服務、無線健康監護平臺以及各種各樣的穿戴設備，這些確實給老年人提供了或多或少的幫助，但是這些設備或平臺成本較高，因而很難推廣普及。此外，現有的步態監控設備只能通過調制解調器與終端設備連接進行參數的處理，不僅成本高昂，而且操作較為繁瑣。
技術實現思路
本技術的目的在于，提供一種基于藍牙技術的步態監測系統，它可以有效解決現有技術中存在的問題，尤其是現有的步態監控設備只能通過調制解調器與終端設備連接進行參數的處理，不僅成本高昂，而且操作較為繁瑣的問題。為解決上述技術問題，本技術采用如下的技術方案:基于藍牙技術的步態監測系統，包括:控制單元、壓力采集模塊、加速度采集模塊、RF天線匹配模塊和電源模塊，所述的控制單元分別與壓力采集模塊、加速度采集模塊、RF天線匹配模塊和電源模塊連接。優選的，所述的RF天線匹配模塊中包括Balum匹配電路和倒F藍牙天線，所述的Balum匹配電路分別與控制單元和倒F藍牙天線連接，采用Balum匹配電路對倒F藍牙天線信號進行阻抗匹配。上述系統中，所述的壓力采集模塊包括壓力傳感器和運算放大器，所述的運算放大器分別與壓力傳感器和控制單元連接，通過壓力傳感器得到模擬的壓力數值，再經過運算放大器放大輸入到控制單元的內部AD，從而實現了壓力到數值的轉換。優選的，所述的電源模塊包括蓄電池和電壓轉換電路，所述的電壓轉換電路分別與蓄電池和控制單元連接，其中，蓄電池可采用紐扣電池3v供電，通過電壓轉換電路將3v電壓上升為3.3v，供系統中其他模塊正常運行。更優選的，還包括第一濾波電路、第二濾波電路和第三濾波電路，所述的第一濾波電路與蓄電池連接；第二濾波電路分別與電壓轉換電路和第三濾波電路連接，所述的第三濾波電路與控制單元連接，從而可以濾除雜波，穩定系統電源。 前述的基于藍牙技術的步態監測系統中，還包括JTAG下載及串口模塊，所述的JTAG下載及串口模塊分別與控制單元和電壓轉換電路連接，從而可以實現程序的燒錄以及終端與計算機的串口通信。前述的基于藍牙技術的步態監測系統中，還包括晶振電路接口，所述的晶振電路接口中包括I個或2個晶振，晶振電路接口與控制單元連接，從而可以為控制單元提供正常工作以及休眠狀態下的工作頻率。本技術還包括復位電路，所述的復位電路與控制單元連接，從而可以實現系統復位功能。前述的基于藍牙技術的步態監測系統中，所述的控制單元采用CC2540控制模塊；壓力采集模塊中的運算放大器采用AD8031芯片；加速度采集模塊采用MPU6050芯片及其外圍電路，所述的MPU6050芯片及其外圍電路通過模擬I2C方式與CC2540控制模塊進行通信；所述的電源模塊中的電壓轉換電路采用TPS63001DRCR芯片及其外圍電路；所述的JTAG下載及串口模塊采用MAX232芯片及其外圍電路，所述的復位電路采用CAT811T芯片及其外圍電路，從而使得本技術的成本低廉同時信號的匹配程度較好，系統運行較穩定。與現有技術相比，本技術通過采用控制單元、壓力采集模塊、加速度采集模塊、RF天線匹配模塊和電源模塊，尤其是通過采用RF天線匹配模塊，從而可以實現傳感器節點數據直接無線傳送至終端設備，不僅省去了應用調制解調器進行連接的繁瑣步驟，而且節約了成本，適合大規模推廣應用。此外，本技術中所述的控制單元采用CC2540控制模塊；壓力采集模塊中的運算放大器采用AD8031芯片；加速度采集模塊采用MPU6050芯片及其外圍電路，所述的MPU6050芯片及其外圍電路通過模擬I2C方式與CC2540控制模塊進行通信；所述的電源模塊中的電壓轉換電路采用TPS63001DRCR芯片及其外圍電路；所述的JTAG下載及串口模塊采用MAX232芯片及其外圍電路，所述的復位電路采用CAT811T芯片及其外圍電路，從而使得本技術的成本低廉同時信號的匹配程度較好，系統運行較穩定，數據傳輸速率較高。【附圖說明】圖1是本技術的一種實施例的結構連接方框示意圖；圖2是控制單元與RF天線匹配模塊及晶振電路接口的電路連接原理圖；圖3是復位電路的電路原理圖；圖4是JTAG下載及串口模塊的電路原理圖；圖5是加速度采集模塊的電路原理圖；圖6是電源模塊與第一濾波電路及第一濾波電路、第二濾波電路和第三濾波電路的電路連接原理圖；圖7是壓力采集模塊的電路原理圖。附圖標記:1_控制單元，2-壓力采集模塊，3-加速度采集模塊，4-RF天線匹配模塊，5-電源模塊，6-壓力傳感器，7-運算放大器，8-蓄電池，9-電壓轉換電路，10-第一濾波電路，11-第二濾波電路，12-第三濾波電路，13-JTAG下載及串口模塊，14-晶振電路接口，15-復位電路，16-Balum匹配電路，17-倒F藍牙天線。下面結合附圖和【具體實施方式】對本技術作進一步的說明。【具體實施方式】本技術的實施例1:基于藍牙技術的步態監測系統，如圖1所示，包括:控制單元1、壓力采集模塊2、加速度采集模塊3、RF天線匹配模塊4和電源模塊5，所述的控制單元I分別與壓力采集模塊2、加速度采集模塊3、RF天線匹配模塊4和電源模塊5連接。所述的RF天線匹配模塊4中包括Balum匹配電路16和倒F藍牙天線17，所述的Balum匹配電路16分別與控制單元I和倒F藍牙天線17連接。所述的壓力采集模塊2包括壓力傳感器6和運算放大器7，所述的運算放大器7分別與壓力傳感器6和控制單元I連接。所述的電源模塊5包括蓄電池8和電壓轉換電路9，所述的電壓轉換電路9分別與蓄電池8和控制單元I連接。還包括第一濾波電路10、第二濾波電路11和第三濾波電路12，所述的第本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于藍牙技術的步態監測系統，其特征在于，包括：控制單元（1）、壓力采集模塊（2）、加速度采集模塊（3）、RF天線匹配模塊（4）和電源模塊（5），所述的控制單元（1）分別與壓力采集模塊（2）、加速度采集模塊（3）、RF天線匹配模塊（4）和電源模塊（5）連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉志剛，歐陽潤宇，趙嘉均，
申請(專利權)人：東北大學秦皇島分校，
類型：新型
國別省市：河北;13