一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备制造技术

本发明专利技术提供的一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，包括：数据采集模块，用于通过布设在用户足部和腿部的传感器阵列采集用户足部和腿部对外的压力数据集；数据传输模块，用于将压力数据集进行预处理后发送给主控模块；主控模块，用于对预处理后的压力数据集进行分析，并根据分析结果确定用户的步态以及身体健康状态。通过本发明专利技术能够实现随时随地对用户的步态以及健康状态进行监测以及分析。用户的步态以及健康状态进行监测以及分析。用户的步态以及健康状态进行监测以及分析。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备


[0001]本专利技术涉及人体数据采集与分析
，特别涉及一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备。

技术介绍

[0002]步态与健康之间存在着密切的关系。步态是人行走时身体运动的方式和规律，反映了人体的生理和运动状态。一个健康的人的步态应该是稳定、平衡、协调、自然的，而步态异常则可能预示着身体健康问题的存在。
[0003]坚持有氧运动对健康有很大益处。第一腰背疼痛，步态异常可能导致腰背疼痛。如果长期保持不良的姿势或步态，会导致肌肉和骨骼的扭曲，增加腰部负担，引起腰背疼痛；第二跌倒风险，步态异常也可能增加跌倒的风险，如果步态不稳定，容易导致失衡，从而增加跌倒的风险，尤其对于老年人来说，步态异常是常见的跌倒原因之一；第三神经系统疾病，步态异常还可能是某些神经系统疾病的表现，例如帕金森病、脑卒中等疾病可能导致步态异常，因为这些疾病会影响神经系统对肌肉和骨骼的控制；第四心血管疾病，步态异常还可能与心血管疾病有关，例如步态异常可能是冠心病、高血压等心血管疾病的早期表现。
[0004]因此，监测步态可以帮助人们及时发现身体健康问题，促进预防和治疗。同时，通过改善步态，可以减少腰背疼痛、降低跌倒风险、预防神经系统和心血管疾病等问题的发生。
[0005]基于压力传感器监测步态和身体健康的技术能够实现随时随地对用户的步态以及健康状态进行监测以及分析，并且具有非侵入性、高精准度、实时性好、数据量大和便于使用的优势，可以为相关医疗、康复、运动等领域提供更加科学的监测和分析手段，具有广泛的应用前景和市场潜力。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，能够实现随时随地对用户的步态以及健康状态进行监测以及分析。
[0007]本专利技术提供的一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，包括：
[0008]数据采集模块，用于通过布设在用户足部和腿部的传感器阵列采集用户足部和腿部对外的压力数据集；
[0009]数据传输模块，用于将压力数据集进行预处理后发送给主控模块；
[0010]主控模块，用于对预处理后的压力数据集进行分析，并根据分析结果确定用户的步态以及身体健康状态。
[0011]优选的，数据采集模块包括：
[0012]第一采集单元，用于通过布设在用户足部的第一传感器阵列采集用户足部对外的第一压力数据集；
[0013]第一调整单元，用于对第一压力数据集进行分析并根据分析结果提醒用户对所穿
戴的第一传感器阵列的位置进行调整；
[0014]第二采集单元，用于通过布设在用户腿部的第二传感器阵列采集用户腿部对外的第二压力数据集；
[0015]第二调整单元，用于对第二压力数据集进行分析并根据分析结果提醒用户对所穿戴的第二传感器阵列的位置进行调整；
[0016]数据整理单元，用于将第一传感器阵列和第二传感器阵列调整完成后所采集的第一压力数据集以及第二压力数据集进行整合，生成压力数据集。
[0017]优选的，对第一压力数据集进行分析并根据分析结果提醒用户对所穿戴的第一传感器阵列的位置进行调整包括：
[0018]根据第一压力数据集确定其中高于预设的第一压力值以及低于预设的第二压力值的多个压力数据，并确定多个压力数据对应的多个压力传感器在第一传感器阵列中的第一分布状态，并将第一分布状态与预设的第一标准分布状态进行匹配并确定第一位移向量，当第一位移向量高于预设的第一位移向量阈值时，提醒用户调整足部的第一传感器阵列的穿戴位置；
[0019]对第二压力数据集进行分析并根据分析结果提醒用户对所穿戴的第二传感器阵列的位置进行调整包括：
[0020]根据第二压力数据集确定其中高于预设的第三压力值以及低于预设的第四压力值的多个压力数据，并确定多个压力数据对应的多个压力传感器在第二传感器阵列中的第二分布状态，并将第二分布状态与预设的第二标准分布状态进行匹配并确定第二位移向量，当第二位移向量高于预设的第二位移向量阈值时，提醒用户调整腿部的第二传感器阵列的穿戴位置。
[0021]优选的，数据传输模块包括：
[0022]第一存储单元，用于将采集的压力数据集进行存储；
[0023]预处理单元，用于对压力数据集中的每个压力数据进行基于该压力数据所对应压力传感器位置坐标的数据标注；
[0024]第二存储单元，用于对标注后的压力数据集进行临时存储；
[0025]数据传输单元，用于将第二存储单元内临时存储的压力数据集通过有线或无线的方式传输到主控模块。
[0026]优选的，主控模块包括：
[0027]整体分析单元，用于根据压力数据集对用户足部的形态以及足部压力分布状态进行分析，根据分析结果进一步确定用户的身高、体重以及BMI指标；
[0028]步态分析单元，用于根据压力数据集对用户足部以及腿部的运动状态进行分析，根据分析结果进一步确定用户的步态情况；
[0029]点位分析单元，用于根据预设在传感器阵列中多个位置的压力传感器所对应的压力数据确定用户足部以及腿部上多个点位的脉搏波动信息，并根据脉搏波动信息判断用户足部以及腿部的血液循环健康状态；
[0030]健康分析单元，用于将用户的压力数据集进行同比以及环比分析，根据分析结果确定用户的身体健康状态。
[0031]优选的，整体分析单元执行以下操作：
[0032]用压力数据集中的每一个压力数据减去预设的弹性压力值得到第二压力数据集；
[0033]确定第二压力数据集中所有压力数据之和为用户单脚掌对地的第一总压力值，进一步确定同一时刻用户两只脚掌对地的第二总压力值，并根据第二总压力值确定用户的体重信息；
[0034]确定第二压力数据集中大于预设的第一压力阈值的多项压力数据所构成的集群，并确定集群中每项压力数据所对应的传感器在二维平面上的第一类坐标；
[0035]利用多个第一类坐标形成用户的脚掌图形，并对脚掌图形的长度进行测量得到用户的脚掌长度；
[0036]根据用户的脚掌长度计算出用户的身高，并根据用户的体重计算出用户的BMI指标。
[0037]优选的，步态分析单元执行以下操作：
[0038]对压力数据集进行分析，确定用户两个脚掌对地的第二总压力值，当第二总压力值与用户的体重信息相互对应时确定用户处于站立状态；
[0039]在用户处于站立状态时，根据两个脚掌所对应压力数据集中压力数据在时间线上的触发频率、压力数据大小变化关系判断用户处于正常行走状态或者跑步状态；其中，
[0040]当用户处于站立状态时，若用户存在来回交替的单脚掌对地并且对地后短暂消失的压力数据，则确定用户处于跑步状态；
[0041]当用户处于站立状态时，若用户存在来回交替的脚掌对地的压力数据，则确定用户处于行走状态。
[0042]优选的，点位分析单元执行以下操作：
[0043]确定预设在传感器阵列中多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，其特征在于，包括：数据采集模块，用于通过布设在用户足部和腿部的传感器阵列采集用户足部和腿部对外的压力数据集；数据传输模块，用于将压力数据集进行预处理后发送给主控模块；主控模块，用于对预处理后的压力数据集进行分析，并根据分析结果确定用户的步态以及身体健康状态。2.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，其特征在于，数据采集模块包括：第一采集单元，用于通过布设在用户足部的第一传感器阵列采集用户足部对外的第一压力数据集；第一调整单元，用于对第一压力数据集进行分析并根据分析结果提醒用户对所穿戴的第一传感器阵列的位置进行调整；第二采集单元，用于通过布设在用户腿部的第二传感器阵列采集用户腿部对外的第二压力数据集；第二调整单元，用于对第二压力数据集进行分析并根据分析结果提醒用户对所穿戴的第二传感器阵列的位置进行调整；数据整理单元，用于将第一传感器阵列和第二传感器阵列调整完成后所采集的第一压力数据集以及第二压力数据集进行整合，生成压力数据集。3.根据权利要求2所述的一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，其特征在于，对第一压力数据集进行分析并根据分析结果提醒用户对所穿戴的第一传感器阵列的位置进行调整包括：根据第一压力数据集确定其中高于预设的第一压力值以及低于预设的第二压力值的多个压力数据，并确定多个压力数据对应的多个压力传感器在第一传感器阵列中的第一分布状态，并将第一分布状态与预设的第一标准分布状态进行匹配并确定第一位移向量，当第一位移向量高于预设的第一位移向量阈值时，提醒用户调整足部的第一传感器阵列的穿戴位置；对第二压力数据集进行分析并根据分析结果提醒用户对所穿戴的第二传感器阵列的位置进行调整包括：根据第二压力数据集确定其中高于预设的第三压力值以及低于预设的第四压力值的多个压力数据，并确定多个压力数据对应的多个压力传感器在第二传感器阵列中的第二分布状态，并将第二分布状态与预设的第二标准分布状态进行匹配并确定第二位移向量，当第二位移向量高于预设的第二位移向量阈值时，提醒用户调整腿部的第二传感器阵列的穿戴位置。4.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，其特征在于，数据传输模块包括：第一存储单元，用于将采集的压力数据集进行存储；预处理单元，用于对压力数据集中的每个压力数据进行基于该压力数据所对应压力传感器位置坐标的数据标注；第二存储单元，用于对标注后的压力数据集进行临时存储；
数据传输单元，用于将第二存储单元内临时存储的压力数据集通过有线或无线的方式传输到主控模块。5.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，其特征在于，主控模块包括：整体分析单元，用于根据压力数据集对用户足部的形态以及足部压力分布状态进行分析，根据分析结果进一步确定用户的身高、体重以及BMI指标；步态分析单元，用于根据压力数据集对用户足部以及腿部的运动状态进行分析，根据分析结果进一步确定用户的步态情况；点位分析单元，用于根据预设在传感器阵列中多个位置的压力传感器所对应的压力数据确定用户足部以及腿部上多个点位的脉搏波动信息，并根据脉搏波动信息判断用户足部以及腿部的血液循环健康状态；健康分析单元，用于将用户的压力数据集进行同比以及环比分析，根据分析结果确定用户的身体健康状态。6.根据权利要求5所述的一种基于压力传感器监测步态和身体健康的设备，其特征在于，整体分析单元执行以下操作：用...

【专利技术属性】
技术研发人员：白伟民，
申请(专利权)人：北京雪扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：