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无线运动传感器节点设计-中北大学工训A413实验室

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作者:liqingshui 2023-03-31 03:10:14 1 33555

项目名称

无线运动传感器节点设计-中北大学工训A413实验室

项目主题

穿戴设备 

项目简介

本设计给出了基于 ADS1292、LMT70、单片机、姿态传感器、无线通讯模 块的无线运动传感器节点的设计方案。系统通过 ADS1292 采集心电信号,信号 经 FIR 带通滤波器去除基线漂移和肌电信号干扰,再使用阈值分割测量 R 波周 期,计算出瞬时心率。通过 LMT70 采集温度数据,经查表法实现温度测量,温 度可精确至 1℃。通过加速度计、陀螺仪等传感器数据融合,解算出使用者运 动姿态信息,实现运动步数测量,通过运动姿态计算步长,实现运动距离测 量。系统配备 LCD 显示器显示测量信息,同时通过 WIFI 模块将数据上传至服务 器端,服务器端可实时显示使用者心电波形、心率、温度和运动数据。

项目图片

项目图片描述

无线运动传感器节点实现了实时心电采集、心率测量、体温检测、步数测量 与联网数据传输等功能,心电信号采集使用 ADS1292R 模拟前端芯片;心率由采 集的心电波形处理运算得到;体温检测使用 LMT70 温度传感器;单片机选用 STM32F103C8T6;联网数据传输功能基于 ESP8266 模块;网络传输的物理层选择 TCP 协议;服务器端使用 C#语言搭建,服务器的 UI 界面基于 winform 窗体应用, 服务器端心电波形的实时显示基于 winform 的 chart 图表控件。

软硬件框图

软硬件框图描述

系统测试包括四部分,ECG 信号采集部分、温度采集部分、运动信息采集部分、 无线传输部分。 1.ECG 信号采集 (1) ECG 信号采集部分: 使用 FIR 带通滤波器和不使用滤波器分别测量人体,对比观察波形效果。将 导联线接入心电模拟器,观察心电波形,拔掉导联线,记录拔掉导联线到波形明 显失常的时间间隔。测量心电模拟器,查看测量出的瞬时心率与模拟器标称心率 的偏差。 (2)温度采集 首先用标准体温计测量被测试者的手掌温度并记录,重复测量 3 次,求标准 温度平均值。再利用本作品进行测量,测试者用手掌握住 LMT70 传感器的感应部 分,保持握姿直至测试温度数据稳定并记录,重复上述操作 3 次,计算出测试温 度平均值。将标准温度和测试温度数据作对比,计算误差。 (3)运动信息采集 首先被测试者应穿戴好测试设备,将主控核心部件挂在腰间,将姿态传感器 绑在大腿合适位置。接着进行被测试者的步距自校准过程,即得到平均步距信息。 最后,被测试者在标定 5 米直线上来回走动,走完 5 米整数倍距离后,根据收到 设备数据统计步数和行走距离。与实际步数和实际行走距离做对比,计算误差。

演示视频

项目代码仓库

1个附件

设计报告.pdf

1 收藏 评论2 发布时间:2023-3-31 03:10

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2个回答
liqingshui 回答时间:2023-4-3 18:56:02
021426m3izqzqz1bl2d113.png
liqingshui 回答时间:2023-4-3 18:56:42
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