一种足底压力采集系统技术方案

本申请涉及一种足底压力采集系统，该系统包括：薄膜压力传感器，用于采集当前足底压力信号；信号处理单元，用于将当前足底压力信号转换成当前足底电压信号；控制器，用于根据当前足底电压信号获取当前足底压力值。本申请提供的技术方案，不仅能够准确的获取足底压力值，而且体积小穿戴方便，造价成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种足底压力采集系统
本申请属于穿戴式智能设备
，具体涉及一种足底压力采集系统。
技术介绍
人在行走的过程中，足底的压力分布情况是时变的，研究足底的压力分布对于行走步态分析有重要意义，特别是对患有腿脚运动功能障碍(如跛脚、肢体残疾)的患者有重要的指导作用，通过统计分析这些患者的足底的压力分布变化，一方面可以帮助医生了解患者的病情、及康复过程，另一方面可以应用于医疗器械(如假肢)的控制当中。相关技术中包括采用新型导电橡胶为传感器材料研制的点阵接触力传感型人体足底压力分布的测量系统和多个微型压力传感器构成的传感器阵列等，但相关技术中的一般存在产品体积较大、穿戴不便或造价昂贵的问题。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在产品体积较大、穿戴不便或造价昂贵的问题，本申请提供一种足底压力采集系统。根据本申请实施例的第一方面，提供一种足底压力采集系统，所述系统包括：薄膜压力传感器，用于采集当前足底压力信号；信号处理单元，用于将所述当前足底压力信号转换成当前足底电压信号；控制器，用于根据所述当前足底电压信号获取当前足底压力值。优选的，所述信号处理单元，包括：若干个参考电阻和若干个模数转换模块；所述若干个模数转换模块，用于将所述当前足底压力信号转换成当前足底电压信号。进一步的，所述参考电阻的数量与所述模数转换模块的数量相同；所有的所述参考电阻的阻值均相同。进一步的，每个所述参考电阻的一端均与薄膜压力传感器的一个输出端连接，另一端与控制器连接；每个所述参考电阻与薄膜压力传感器的输出端之间的连接点均与一个模数转换模块的输入端连接；所述模数转换模块的输出端与控制器连接；未与参考电阻连接的薄膜压力传感器的输出端与控制器连接。优选的，所述控制器，包括：第一获取模块，用于根据所述当前足底电压信号，利用轮询法获取当前薄膜压力传感器中压力敏感区域的阻值；第二获取模块，用于将所述当前薄膜压力传感器中压力敏感区域的阻值为预设函数的输入，获取当前薄膜压力传感器中压力敏感区域对应的当前足底压力值。进一步的，所述第一获取模块，包括：第一确定子模块，用于令所述参考电阻与所述控制器之间的连接点为Pa；令所述薄膜压力传感器的输出端与所述控制器之间的连接点为Pb；其中，a∈[1,A]，A为所述参考电阻与所述控制器之间的连接点的总数量；b∈[1,B]，B为所述参考电阻与所述控制器之间的连接点的总数量；第一选择子模块，用于选取一个所述薄膜压力传感器的输出端与所述控制器之间的连接点Pd为输出口，输入高电平；选取一个所述参考电阻与所述控制器之间的连接点Pc为输出口，输入低电平；其中，d∈[1,B]且d≠b，c∈[1,A]且c≠a；第二选择子模块，用于选取其它所述参考电阻与所述控制器之间的连接点Pa为高阻态；选取其它所述薄膜压力传感器的输出端与所述控制器之间的连接点Pb为高阻态；第一获取子模块，用于获取薄膜压力传感器中与模数转换模块连接的有效压力敏感区域的阻值，令所述薄膜压力传感器中与模数转换模块连接的有效压力敏感区域的阻值为当前薄膜压力传感器中压力敏感区域的阻值；判断子模块，用于判断当前薄膜压力传感器中所有压力敏感区域的阻值是否全部获取，若是，则输出当前薄膜压力传感器中所有压力敏感区域的阻值；若否，则重新选取一个所述薄膜压力传感器的输出端与所述控制器之间的连接点Pd为输出口，输入高电平；重新选取一个所述参考电阻与所述控制器之间的连接点Pc为输出口，输入低电平；直至当前薄膜压力传感器中所有压力敏感区域的阻值全部获取。进一步的，所述第一获取子模块，具体用于按下式确定薄膜压力传感器中与模数转换模块连接的第j个有效压力敏感区域的阻值Rj：上式中，i∈[1,N]，N为模数转换模块的总数量；j∈[1,M]，M为薄膜压力传感器中压力敏感区域的总数量；UV为所述高电平的电压值，Ui为第i个模数转换模块与薄膜压力传感器之间的阻值；Ug为所述连接点Pd与薄膜压力传感器之间的电阻值；Rk为连接点Pc对应的参考电阻的阻值。进一步的，所述第二获取模块，包括：第二获取子模块，用于根据历史的薄膜压力传感器中压力敏感区域的阻值和历史的薄膜压力传感器中压力敏感区域的对应的足底压力值，利用数据拟合法获取预设函数；第三获取子模块，用于将所述当前薄膜压力传感器中压力敏感区域的阻值为预设函数的输入，获取当前薄膜压力传感器中压力敏感区域对应的当前足底压力值。优选的，所述系统还包括：电源单元，用于为所述足底压力采集系统供电。优选的，所述系统还包括：通信单元，用于将所述控制器获取的当前足底压力值传送至接收终端。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过薄膜压力传感器、信号处理单元和控制器构建的足底压力采集系统，不仅能够准确的获取足底压力值，而且体积小穿戴方便，造价成本低，有助于医疗事业的发展。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种足底压力采集系统的结构示意图；图2是根据一示例性实施例示出的另一种足底压力采集系统的结构示意图；图3是根据一示例性实施例示出的另一种足底压力采集系统的结构示意图；图4是根据一示例性实施例示出的另一种足底压力采集系统中薄膜压力传感器中压力敏感区域的分布示意图；图5是根据一示例性实施例示出的另一种足底压力采集系统的薄膜压力传感器的结构示意图；图6是根据一示例性实施例示出的另一种足底压力采集系统中的等效电阻网络的示意图；图7是根据一示例性实施例示出的另一种足底压力采集系统的结构示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。图1是根据一示例性实施例示出的一种足底压力采集系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：薄膜压力传感器，用于采集当前足底压力信号；信号处理单元，用于将当前足底压力信号转换成当前足底电压信号；控制器，用于根据当前足底电压信号获取当前足底压力值。本实施例提供的一种足底压力采集系统，不仅能够准确的足底压力值，而且体积小穿戴方便，造价成本低，有助于医疗事业的发展。作为上述实施例的一种改进，本专利技术实施例提供另一种足底压力采集系统的结构示意图，如图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种足底压力采集系统，其特征在于，所述系统包括：/n薄膜压力传感器，用于采集当前足底压力信号；/n信号处理单元，用于将所述当前足底压力信号转换成当前足底电压信号；/n控制器，用于根据所述当前足底电压信号获取当前足底压力值。/n

【技术特征摘要】
1.一种足底压力采集系统，其特征在于，所述系统包括：
薄膜压力传感器，用于采集当前足底压力信号；
信号处理单元，用于将所述当前足底压力信号转换成当前足底电压信号；
控制器，用于根据所述当前足底电压信号获取当前足底压力值。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号处理单元，包括：若干个参考电阻和若干个模数转换模块；
所述若干个模数转换模块，用于将所述当前足底压力信号转换成当前足底电压信号。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述参考电阻的数量与所述模数转换模块的数量相同；
所有的所述参考电阻的阻值均相同。


4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，每个所述参考电阻的一端均与薄膜压力传感器的一个输出端连接，另一端与控制器连接；
每个所述参考电阻与薄膜压力传感器的输出端之间的连接点均与一个模数转换模块的输入端连接；
所述模数转换模块的输出端与控制器连接；
未与参考电阻连接的薄膜压力传感器的输出端与控制器连接。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器，包括：
第一获取模块，用于根据所述当前足底电压信号，利用轮询法获取当前薄膜压力传感器中压力敏感区域的阻值；
第二获取模块，用于将所述当前薄膜压力传感器中压力敏感区域的阻值为预设函数的输入，获取当前薄膜压力传感器中压力敏感区域对应的当前足底压力值。


6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一获取模块，包括：
第一确定子模块，用于令所述参考电阻与所述控制器之间的连接点为Pa；
令所述薄膜压力传感器的输出端与所述控制器之间的连接点为Pb；
其中，a∈[1,A]，A为所述参考电阻与所述控制器之间的连接点的总数量；b∈[1,B]，B为所述参考电阻与所述控制器之间的连接点的总数量；
第一选择子模块，用于选取一个所述薄膜压力传感器的输出端与所述控制器之间的连接点Pd为输出口，输入高电平；
选取一个所述参考电阻与所述控制器之间的连接点Pc为输出口，输入低电平；
其中，d∈[1,B]且d≠b，c∈[1,A]且c...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵正，陈伟海，杨尚，艾平华，王建华，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33