膝蓋智能保護實時監測系統設計

蔡雄友　阮太元　周昊　陳虹安

摘要：針對人們對膝蓋健康監測設備的需求，設計了一種智能保護膝蓋的實時監測系統。系統以ARM處理器STM32F407為控制與信號處理核心，通過對加速度和壓力傳感器等多種傳感器采集的信號進行實時處理和分析，獲取運動狀態下膝蓋的壓力及疲勞信息，可實時LCD液晶顯示和語音提示膝蓋信息，完成人機交互功能。此外，監測數據和信息可本地存儲和通過WiFi發送給手機終端和云服務管理端。實驗證明，該設計的監測數據準確可靠。

關鍵詞：膝蓋健康監測；STM32F407；WiFi；云服務

中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0171-02

近年來，隨著人們物質生活水平的不斷提高，人們對身體健康的要求也在提高。人們喜歡運動，如跑步、登山，但在運動之前沒有做準備活動或運動量太大，可造成關節疼痛。特別是身患關節滑膜炎或骨性關節炎的人，更容易引起關節疾病發作或加重。如何實現對人們膝蓋勞損的情況進行實時監測是現今亟須解決的問題。針對現階段對膝蓋健康監測設備的需求，本文提出了一種基于云服務和移動終端相結合的低成本、實用性強的智能膝蓋實時監測系統。

1 系統工作原理

本設計主要包括膝蓋保護終端、移動實時監測終端和云服務管理端三大模塊，如圖1所示。膝蓋保護終端采用嵌入式系統、無線通信、傳感器檢測、語音提示和LCD顯示等技術，實現運動員在運動的過程中，柔性壓力傳感器檢測運動員的膝蓋肌肉及關節的數據，通過嵌入式系統對該數據進行分析與處理，從而得到相應的膝蓋承受安全指數信息，接著，該終端把膝蓋信息實時語音和LCD顯示提醒運動員。……