一种用于足压采集的鞋垫的制作方法

本发明涉及足底压力测量
技术领域：
，具体涉及一种用于足压采集的鞋垫。
背景技术：
：足底压力是指日常运动活动中，人体足部和支撑表面之间作用的压力场。它不仅是一种表征人体生理健康状况的医学指标数据，而且可以表征受试者步态、平衡等人体运动协调性健康状况，并与人体其他器官健康密切相关。足底压力被广泛应用于现代医学、运动功能检测、机器人感知和现代制鞋业等多个领域。研究发现，糖尿病足溃烂与足部压力分布异常紧密相关，足底压力测量成为该类疾病早期预防及后期治疗的重要方法之一。不仅如此，足底压力也为医生提供了丰富且详实的病人步态及肢体平衡等重要研究数据。在专业运动中，足底压力数据是教练分析运动员姿态动作的重要参考依据之一，用于运动员的动作分析与改进，以获得更加运动表现。在机器人技术中，类人机器人的步态规划大量参考了人体足底压力相关研究。在现代制鞋业中，足底压力是鞋靴设计中的关键因素之一。足底压力信息的获取一般采用压力测试板或者足底压力测试鞋垫。这些压力采集系统设备中，应用广泛的是美国的takscan公司的f-scan鞋垫系统、比利时rsscan公司的footscan平板系统、瑞士kistler测力台、德国novel公司的emed平板系统和pedar鞋垫系统。传统的这些压力测试板和测试台装置复杂价格高昂，不具备可穿戴性，存在极大的空间局限性。测试系统仅限于专用鞋或裸足使用，不适合测量不同环境下的足底压力情况。鞋垫式压力传感器由于放置于鞋内，可以测量运动过程中鞋内的足底压力变化，是监测运动过程中人足部承受压力分布状态的重要工具。但现有技术中，为提高鞋垫式压力传感器的空间分辨率与采样率，需要在鞋垫内设置由多个独立的压力传感器，且因鞋子有多个尺码，需要针对不同尺码的鞋子调整鞋垫中传感器的位置，进而使鞋垫式压力传感器的结构复杂，造价高昂。技术实现要素：本发明公开了一种用于足压采集的鞋垫，简化压力传感器的结构，降低生产成本。根据第一方面，一种实施例中提供一种鞋垫，包括依次贴合设置的行导线层、电阻式压力传感层和列导线层；所述行导线层包括多条沿电阻式压力传感层一面的第一方向设置的多条导线；所述列导线层包括多条沿电阻式压力传感层另一面的第二方向设置的多条导线。进一步，还包括：列选择器，与所述列导线层的各导线电连接，用于选通所述列导线层的各列；r-v转换器，与所述行导线层的各导线电连接，用于将所述行导线层的各行在压力作用下导致的电阻变化转换成模拟电压信号；模数转换器，与所述r-v转换器电连接，用于将r-v转换器输出的各行的模拟电压信号转换为数字电压信号。进一步，所述列选择器选通的所述列导线层的导线接地；所述r-v转换器包括多个反相比例运放电路；所述反相比例运放电路的输入端与所述行导线层中的一导线连接；所述鞋垫还包括行选择器，所述行选择器与所述反相比例运放电路的输出端连接，用于选通所述r-v转换器的反相比例运放电路的输出端。进一步，还包括处理器，用于依据所述模数转换器输出的数字电压信号，计算所述鞋垫所感应到的压力的分布值。依据上述实施例的一种鞋垫，由于采用阵列式压力传感器，使得鞋垫的压力传感器结构简单，可以适应不同尺码的鞋子，以简化用于足压采集的鞋垫的结构，降低生产成本。附图说明图1为一种实施例中鞋垫的压力传感器的结构示意图；图2为与各鞋号相对应的鞋垫尺寸示意图；图3为一实施例中不同尺寸鞋垫的压力传感器的裁剪示意图；图4为一实施例中鞋垫的压力传感器在鞋垫封装的位置示意图；图5为一实施例中行导线层的各导线与行引线层的引线连接示意图；图6为一实施例中列导线层的各导线与列引线层的引线连接示意图；图7为一实施例中鞋垫的压力传感器的结构示意图；图8为一实施例中鞋垫的压力传感器的压力感应点编号示意图；图9为一种实施例中鞋垫的压力传感器的局部结构的平面示意图；图10为一种实施例中鞋垫的压力传感器的局部结构的截面示意图；图11为不同量程的传感器单元的压力与电阻变化曲线示意图；图12为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的结构示意图；图13为一种实施例中的r-v转换运放阵列的r-v转换电路单元的结构示意图；图14为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的结构示意图；图15为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的工作流程示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明实施例中，公开了一种用于足压采集的鞋垫，由于采用阵列式的压力传感器，且同行压力感应点共用一个行引出导线，同列压力感应点共用一个列引出导线，进而简化鞋垫的压力传感器的结构，降低生产成本。实施例一：请参考图1，为一种实施例中鞋垫的压力传感器的结构示意图，该鞋垫包括压力传感器，其压力传感器依次包括紧密接触的行引线层31、行导线层21、电阻式压力传感层10、列导线层22和列引线层32。一实施例中，鞋垫的压力传感器可以是柔性片状结构。行导线层21包括多条沿电阻式压力传感层10一面的第一方向设置的多条导线。列导线层22包括多条沿电阻式压力传感层10另一面的第二方向设置的多条导线。一实施例中，第一方向与第二方向垂直，例如第一方向是行方向，第二方向是列方向。本申请的实施例中，第二方向为鞋垫的长轴方向，第一方向为鞋垫的短轴方向。一实施例中，鞋垫的长轴方向可为脚长方向，鞋垫的短轴方向可为脚宽方向。一实施例中，第二方向与鞋垫的长轴方向平行，且第一方向与第二方向垂直。行导线层21和列导线层22中的导线可以是具有预设宽度的带状导体，带状导体可以采用金、银、铜等金属导体来制成。一实施例中，列导线层的每条导线在鞋垫中间与鞋垫前端之间沿第一方向具有一断裂带，该断裂带用于将列导线层的每条导线都断开，其中，列导线层的每条导线在断开处的两端都通过一小于预设的宽度的断裂带引线电连接。一实施例中，行导线层21的导线宽度为5毫米，各导线之间的距离为3毫米。一实施例中，行导线层21的导线数量为35。一实施例中，列导线层22的导线数量为11。电阻式压力传感层10用于当该鞋垫式压力传感器在受到外力作用时，受压处的电阻率会发生变化。一实施例中，电阻式压力传感层10可以采用具有压敏特性的导电橡胶薄膜或pvdf(聚偏氟乙烯)等高分子材料，在受到外力作用时，其材质颗粒密度发生变化，使其电阻率发生变化。一实施例中，鞋垫式压力传感器还包括多个柔性电路板接口，柔性电路板接口与行导线层21中各导线电连接，用于作为行导线层21的输出接口。柔性电路板接口还与列导线层22中各导线电连接，用于作为列导线层22的输入接口。行引线层31贴合设置在行导线层21上。列引线层32贴合设置在列导线层22上。行引线层31包括多条行引线，用于将行导线层21中各导线与柔性电路板接口电连接，每条行引线与行导线层21的一根导线电连接。列引线层32包括多条列引线，用于将列导线层22中各导线与柔性电路板接口电连接，每条列引线与列导线层22的一根导线电连接。柔性电路板接口是柔性印刷电路板(flexibleprintedcircuitboard，fpc)引线接口，用于通过柔性印刷电路板引线接口的排针接口与外电路连接。行引线与行导线层21中各导线的电连接点位于各导线的中线上。列引线与列导线层22中各导线的电连接点位于断裂带引线上。行导线层21与行引线层31设置有行绝缘涂层，用于隔离行导线层21与行引线层31。列导线层22与列引线层32设置有列绝缘涂层，用于隔离列导线层22与列引线层32。一实施例中鞋垫的压力传感器还可以包括两个紧密接触的保护层。其中一个保护层与行引线层31贴合设置，另一个保护层与列引线层32贴合设置，即一实施例中鞋垫的压力传感器可以包括依次贴合设置的保护层、行引线层31、行导线层21、电阻式压力传感层10、列导线层22、列引线层32和保护层。一实施例中保护层的材质可以采用聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(pet)、聚醚酮或透明导电涤纶等高分子材料。如图2所示，为与各鞋号相对应的鞋垫尺寸示意图，依据35号至46号的鞋垫尺寸，在本实施例中设置了7种不同鞋垫的压力传感器的尺码，分别的长宽尺寸如下表所示：长(cm)21.522.523.524.525.526.527.7宽(cm)6.97.27.57.78.08.38.5如图3所示，为不同尺寸鞋垫的压力传感器的裁剪示意图，可先制作长度大于27.7cm和宽度大于8.5cm的鞋垫状薄膜式压力传感器，然后依据图中相应尺寸的标识线裁剪。例如，制作39号鞋的鞋垫，其39号鞋垫的长为25.5，脚掌位置宽度8.2，脚跟部宽度为6.0。则按照图3所示的25.5/8.0标识线进行裁剪。如图4所示，为鞋垫的压力传感器在鞋垫封装的位置示意图，在对鞋垫进行封装时，将压力传感器设置在鞋垫的中央。采用此种方式设计的薄膜式压力传感器，在制作用于压力采集的鞋垫时，不但可以针对不同尺寸和形状的鞋垫进行裁剪，还会最大程度的保留压力传感器的数量。另，该鞋垫的压力传感器可直接放入鞋内与脚直接接触使用，也可将压力传感器放入现有鞋垫材料中后，在一起放入鞋内使用，现有鞋垫材料包括eva，pu，硅胶，海绵等。同时，因行引线与行导线层21中各导线的电连接点位于各导线的中线上，且列引线与列导线层22中各导线的电连接点位于断裂带引线上，所以在对不同尺寸鞋垫的裁剪过程中不会对压力传感器的电路产生影响。因此不同尺寸的鞋垫在制作过程中，对行引线层、行导线层、电阻式压力传感层、列导线层、列引线层及保护层进行裁剪和封装时，只需要7种尺寸的刀模。一实施例中，行导线层和列导线层的导线宽度为5毫米，各导线之间的距离为3毫米，则行导线层的导线数量为35，列导线层的导线数量为11。行引线层与列引线层的引出部分的中心线可设置在对应鞋垫长度靠脚跟的四分之一处的位置，即对于最大尺寸鞋垫，其引出部分的中心距脚跟距离为69.25mm(获取方法是鞋垫长度除以4，即27.7cm的四分之一处)。进一步，行导线层和列导线层的导线宽度可依据对空间分辨率与采样率的要求进行调整，例如行导线层和列导线层的导线宽度可在2-10毫米之间调整，同理各导线之间的距离可在0.5-5毫米之间调整。通过优化鞋垫的压力传感器的结构设计，使该传感器的加工制造过程中，只需要针对最大尺寸的鞋垫制作一套模具。对于不同尺码的鞋垫，只需要使用不同的刀模进行切割即可。该设计方法大程度的降低了制造成本。另外，还可以对鞋垫的压力传感器进行任意剪切使其适合鞋子内底的形状，而不影响传感器的使用，更加方便实用。如图5所示，为一实施例中行导线层的各导线与行引线层的引线连接示意图，行引线与行导线层中各导线的电连接点位于各导线的中线上，该电连接点的设置有利于鞋垫的压力传感器在针对不同鞋号的裁剪时，不会影响鞋垫的压力传感器的电路。另一方面，该电连接点设置在行导线层的导线接近中心的位置，也有利于减少各压力感应点(即压力传感器的传感器单元)因与电连接点距离的远近引起的电阻偏差。该电阻偏差是指，因物理连接的近电连接点的压力感应点必然比远电连接点的压力感应点因线路长度不同引起的电阻值得偏差。如图6所示，为一实施例中列导线层的各导线与列引线层的引线连接示意图，列引线与列导线层中各导线的电连接点位于断裂带引线上，该电连接点的设置有利于压力传感器在针对不同鞋号的鞋垫裁剪时，不会影响压力传感器的电路。另一方面，该电连接点设置在列导线层的导线接近中心的位置，也有利于减少各压力感应点因与电连接点距离的远近引起的电阻偏差。进一步，列导线层的每条导线在该鞋垫式压力传感器的短轴方向中心线偏脚尖方向设置断点，断点处通过引线电连接。鞋垫在实际使用时，由于行走时脚掌与鞋垫的接触过程中，脚掌会对与鞋垫的接触处产生一个与运动方向相反的挤压力，为了减少此横向挤压力对该鞋垫的压力传感器的干扰，所以在脚掌接触处的列导线层的导线上设置断点。该断点设置的位置与行导线层的行导线设置位置错开。如图7所示，为一实施例中鞋垫的压力传感器的结构示意图，行引线层、行导线层、电阻式压力传感层、列导线层和列引线层依次紧密接触。在行引线层和行导线层之间设置行绝缘涂层，用于绝缘。在列引线层和列导线层之间设置列绝缘涂层，用于绝缘。一实施例中，为了方便布线，将行引线和列引线的接口设计在压力传感器的同侧，行引线层和列引线层的引出部分的中心线可设置在对应鞋垫长度靠脚跟的四分之一处的位置。图7所示的鞋垫为一只，如需测量另一只脚，将鞋垫延长轴方向旋转180度使用(即翻面使用)。如需同时测量两只脚，可采用两只相同如图7所示的鞋垫(一个正面使用，另一个翻面使用)，也可采用结构相同而脚心位置相对的两只鞋垫组成一副鞋垫，进而可以同时进行足压测量。如图8所示，为一实施例中鞋垫的压力传感器的压力感应点编号示意图，是依据图7中的压力感应点进行编号的。压力感应点是指列导线层以列排列的导体与行导线层以行排列的导体的交叉点。对于鞋垫内的压力感应点阵，相当于每个传感器单元尺寸为5mm*5mm，相邻传感单元间隔3mm。对于最大尺码的鞋垫中的传感器单元，包含纵向11列，横向35行。在鞋垫的边缘位置，可保留大小超过2/3面积的传感器单元均可正常使用。最大尺码的鞋垫中包含288个传感单元。以左脚的鞋垫为例，在35*11的点阵中，设定右侧拇趾方向的传感单元编号为1，则左侧足跟方向的传感单元编号为385(35*11)，则图8所示为该鞋垫的每个传感器单元的编号。请参考图9和图10，为一种实施例中鞋垫的压力传感器的局部结构的平面示意图和截面示意图。包括行导线层24和列导线层25、压力感应点201。压力感应点201的大小为行导线层24的导线的宽度和列导线层25的导线的宽度的乘积。压力感应点201之间的压力感应点间距202的宽度为导线之间缝隙的宽度。本实施例中，压力感应点201面积的大小为5mm*5mm。压力感应点201间距202的宽度为3mm。本发明公开的压力传感器采用电阻式传感器单元组成，其原理是接触力作用在力敏电阻元件上，力敏电阻元件将物理量转化为电阻变化，通过变换电路又转换为电压变化从而得到相关的力信息。本实施例的电阻式传感器单元是基于电阻式压力传感层的导电颗粒密度。即当电阻式压力传感层受到应力作用时，由于应力引起电阻式压力传感层形变，其中的导电颗粒密度发生变化，使其电阻率发生变化。对于单个压力感应点，按照公式f＝a×rsb，其中，f为施加压力的大小，rs为传感单元阻值，a为系数，b为rs指数常数。一般a系数为正值，b为负值。通过调整电阻式压力传感层的密度，就可调整传感器单元的量程大小。对应不同量程的传感器单元，其特性曲线的a，b常数值也不同。如图11所示，为不同量程的传感器单元的压力与电阻变化曲线示意图，分别是量程1kg曲线、量程10kg、量程50kg和量程100kg的传感器单元特性曲线。请参考图12，为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的结构示意图，包括压力传感器40、数据采集模块50、通讯模块60和控制模块70。传感器40包括本实施例所述的压力传感器，当受到外部压力作用时，压力传感器的压力感应点的电阻率发生变化。数据采集模块50用于获取压力传感器40的各个压力感应点的电阻值，并将电阻值转化为数字信号数据发送给控制模块70。控制模块70用于依据数据采集模块50转化的数字信号数据，获取传感器40受到足部压力的压力值的分布数据。通讯模块60用于数据采集模块50和控制模块70之间的数据传输。其中，数据采集模块50包括行列选择器501、r-v转换运放阵列502和模数转换器503。行列选择器501包括行选择器和列选择器，通过引线接口与压力传感器40的各行和各列连接，以预设顺序逐个选通阵列式压力传感器40的列引线和行引线，用于逐个选通阵列式压力传感器40的压力感应点。r-v转换运放阵列502用于将行列选择器501选通的压力感应点的电阻值转化为电压信号，并发送给模数转换器503。模数转换器503用于将r-v转换运放阵列502转化的电压信号转换为数字信号发送给控制模块70。如图13所示，为一种实施例中的r-v转换运放阵列的r-v转换电路单元的结构示意图，包括第一电阻rs、第二电阻rg和运放电路。该电路属于反相比例运放电路包括基准电压vref输入端和输出电压vout输出端，运放电路要求输入电阻高，带宽大于10倍采样率与传感阵列单元数的乘积。在本实施例中采用ada4891运放电路。其中，第一电阻rs为压力传感器选通的压力感应点(传感器单元)的电阻，当每个传感单元所在的行列均导通时，该传感器单元被接入r-v转换电路。第一电阻rs的a端对应传感器的列引线，b端对应传感器的行引线。第二电阻rg为负反馈电阻。压力传感器选通的压力感应单元的电阻的一端接地，另一端接入运放电路的负输入端，运放电路的正输入端接基准电压vref。计算得到模拟运算电路的输出电压vout为其中，输出电压vout连接后级模数转换器的输入，因此第二电阻rg的取值要求对应采集足底压力采集的压力区间范围，使输出电压vout输出的最大值小于等于后级模数转换器的最大输入电压，即对应第一电阻rs的最小阻值，如：即，其中，vref为基准电压，vadcmax为输出电压vout输出的最大值,rsmin为第一电阻rs的最小值，rg为第二电阻。请参考图14，为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的结构示意图，包括压力传感器91、r-v转换器92、列选择器93、行选择器94、模数转换器95、wi-fi接口97和上位机96。列选择器93与阵列式压力传感器91的列导线层各导线电连接，用于选通压力传感器91的各列。r-v转换器92的各个r-v转换单元分别与压力传感器91的行导线层各导线电连接，用于将压力传感器91的各行在压力作用下导致的电阻变化转换成模拟电压信号。行选择器94连接于r-v转换器和模数转换器之间，用于选通r-v转换器输出的模拟电压信号发送给模数转换器。行选择器94与r-v转换器92的各个r-v转换单元的输出端电连接，用于当列选择器93选通压力传感器91的某一列时，选通该列上的各个压力感应点对应的r-v转换单元输出的模拟电压信号。r-v转换器92包括多个r-v转换器单元，并由该多个r-v转换器单元组成r-v转换运放阵列。r-v转换器单元包括反相比例运放电路。列选择器93选通的压力传感器的列导线层的导线接地。反相比例运放电路的负输入端与阵列式压力传感器91的行导线层中的一导线连接。反相比例运放电路的输出端与行选择器94连接。模数转换器95用于将选通的模拟电压信号转换为数字电压信号。通讯模块可以采用wi-fi接口，用于模数转换器95与上位机96之间数据通讯。上位机96包括处理器，用于依据模数转换器输出的数字电压信号，计算压力传感器的所感应到的压力的分布值。具体是依据模数转换器92输出的数字电压信号，计算压力传感器91所感应到的压力值变化的分布情况。在本实施例中，压力传感器91的行导线层包括35根行导线，列导线层包括11根列导线。行导线层和列导线层之间有288个压力感应点。35根行导线的每个引线(a1至a35)与r-v转换器92的35个r-v转换单元的b端点(b1至b35)分别连接。11个列导线的每个引线(b1至b11)与列选择器93连接。列选择器93包括2个adg708芯片，用于对11列行引线进行选择性选通，每次选通一列。选通一列后，阵列式压力传感器91该列上的压力感应点的一端与r-v转换器92的35个r-v转换单元的a端电连接。此时，r-v转换器92的35个r-v转换单元都被选通，在每个r-v转换单元输出端会产生电压信号，并发送给行选择器94。行选择器94用于将输入35个电压信号分时选择6个电压信号发送给模数转换器95。行选择器94包括6个adg708芯片。每个adg708芯片包括8个输入端，选其中5个adg708芯片使用6个输入端，1个adg708芯片使用5个输入端，这样有35个输入端。将多路选择器94的35个输入端分别与35个r-v转换单元输出端电连接。多路选择器94从35个输入端输入的35个电压信号中分时选通6个电压信号发送给模数转换器95。模数转换器95包括stm32f1型arm处理器。处理器内部包含3个adc，每个adc有若干通道，在本实施例中只选用其中2个adc的各3个通道，共计6个通道，与行选择器94的adg708芯片输出的6路电压信号相对应连接。应用arm的“双adc同步规则采样”功能，只用2次采样的时间就可以完成6通道输入信号的ad转换。如上所述，通过控制信号对压力传感器91的传感器单元进行选择，传感器单元即压力传感器91的压力感应点。列选择器93的作用是每次采样时，选通一列传感器单元，将该列传感器单元的每个点均接入r-v转换器92中，即对应m*n(m≥n，m为行数，n为列数)的压力传感点阵，在扫描采集过程中，每次将一列中的m个传感单元接入r-v转换器92的r-v转换运放阵列中，产生m个电压值，由后端多路模数转换器进行同时采样。该结构设计取消了行传感器的切换过程，使每次采样过程只需要对列传感器进行切换，有效简化了传感阵列的扫描采样流程，使在指定采样率下，相邻列传感单元之间的切换时间间隔可以得到加长。仍以m*n(m≥n，m为行数，n为列数)的压力传感点阵列为例，对于指定的采样率k，则相邻列通道选通的时间间隔tinv可延长至：其中，tinv为列通道选通时间间隔，k为采样率，n为阵列式传感器的列数。行选择电路的作用是，选通r-v转换运放阵列产生的m组电压值，与后端的模数转换器的输入通道数相对应。在本实施例中，鞋垫的足压采集电路还包括下位机，用于对整个足压采集电路进行控制。具体是，下位机通过脉冲控制信号对行选择器94和列选择器93的选通时序进行控制(包括选通行列顺序和选通频率)。下位机还控制数模转换器95的模数转换时序，还对转换后的数字信号进行打包，并通过控制通讯模块97发送给上位机96。一实施例中，下位机对数模转换器95转换后的数字信号采取如下表所示的格式进行打包：1)数据包的第1和第2字节为aabb，用于标识数据包的开头；2)数据包的第3个字节为时间标识符，数值为0-ff，比后一个数据包多1，比前一个数据包少1。例如本数据包的时间标识符为12，采集频率为10ms，则该位字节比前10ms采集的数据包多1，比后10ms采集的数据包少1。当数据包的时间标识为ff时，则下一数据包从0开始。此数据包还可以用于校验数据是否有丢包现象；3)数据包的第4至第773字节为数据位，每两个字节对应一个传感器单元，为模数转换器对应该通道输出信号的量化数值。例如，鞋垫的压力传感器有35行11列，则共计需要35*11＝770个字节；4)数据包最后两个字节为ccdd，用于标识数据包的结束。因此，一个数据包包括775个字节。本实施例中，下位机采用mcu，具体采用arm(advancedriscmachines)处理器架构，具体可使用stm32f1系列处理器芯片，其内置有数模转换器95。在每次采样过程中，通过stm32f1系列处理器芯片内置的模数转换器95对r-v转换器92产生的电压进行采样并对数据进行打包。通讯模块包括无线通讯模块和有线通讯模块。无线通讯模块具体可包括lpwan(low-powerwide-areanetwork，低功耗广域网络)模块、2g通讯模块、3g通讯模块、4g通讯模块、5g通讯模块或wi-fi通讯模块、蓝牙通讯模块、zigbee(紫蜂协议)模块中至少一项。有线通讯模块具体可包括通用串行总线，串行通讯接口，lan接口，hdmi接口，或rj45网线接口等接口中至少一项。串行总线可以是usb接口，串行通讯接口可以是com接口。本实施例中，通讯模块采用rak421型spiwi-fi模块，将下位机打包后的数据通过wi-fi接口发送给上位机96。上位机96可以是pc机。整个足压采集电路的电源可采用锂电池供电。包括足压采集电路的鞋垫在实际使用过程中，足压采集电路可通过魔术带等方式固定在使用者的两腿外侧、脚踝以上或小腿的位置上。如图15所示，为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的工作流程示意图，为了方便表述，定义压力传感器的压力感应点以行列排布的压力感应点，包括m行和n列，m和n为自然数。任意压力感应点以x(m，n)表示，例如x(4，6)表示位于阵列式压力传感器的第4行第6列的压力感应点。基于本实施例中的压力传感器，同行的压力感应点的行引线共线，同列的压力感应点的列引线共线。本实施例中鞋垫的足压采集电路的工作流程为：a).给压力采集电路上电，arm处理器上电后开始初始化配置。初始化配置包括系统时钟设置、定时器设置、adc(模数转换器)配置、wi-fi接口初始化设置等。初始化配置完成后，进入等待采样开始信号状态。b).收到采样开始信号后，开启行列选择器，行列选择器按预设顺序，选通压力传感器的各个压力感应点的行引线和列引线，进而将各个压力感应点连入r-v转换电路。同时通过模数转换器对r-v转换电路输出的电压值进行采样，进而获取采样数据。具体可以包括：(1).行列选择器按预设顺序选通压力传感器的n列中的第1列的列引线；(2).行列选择器依次选通压力传感器的m行中的每一行的行引线；(3).同时模数转换器对r-v转换电路输出的电压值进行采样，以完成对这一列的每一个压力感应点x(m，1)的数据采样。(4).行列选择器按预设顺序选通压力传感器的下一列的列引线；(5).重复(2)至(4)步，直至压力传感器的第1至第n列都选通过，以完成对压力传感器的所有压力感应点的一次数据采样。一实施例中，在步骤(2)中可以同时选通同一列的8行压力感应点，即可以同时对同一列的8行压力感应点进行数据采样。一实施例中，行列选择器可以采用m数量通道的选择器,同时对同一列的m行的压力感应点进行数据采样，m值越高采样效率越快。c).对采样数据进行打包，并通过wi-fi接口发送给上位机。例如，本实施例中的阵列式压力传感器包括35*11个压力感应点行列选择器先选通11列中的第1列，然后对应35行r-v转换电路会产生35个电压信号，模数转换器对这35个电压信号依次进行采样。全部35个电压信号采样完成之后，行列选择器再选通11列中的第2列，重复以上过程。重复11次之后，对所有的压力感应点完成采样，再对采样数据进行打包发送给上位机。d).重复b)，c)步骤，直到压力采集系统收到停止采样信号，以停止采样。在本申请公开的实施例中，用于足压采集的鞋垫可使用预置尺寸大小，还可以依据实际需要的形状和尺寸自行裁剪。不但可直接放入鞋内与脚接触使用，还可设置于现有鞋垫材料中组合使用。相比目前已有用于足压采集的鞋垫，具有传感器单元数目多(最大尺码中有288个)、空间分辨率更高(单个传感单元尺寸5mm*5mm，整体约1.64个/cm2)和能实现高采样率(采样率可达100sps)的特点。同时降低了压力传感器的加工制造成本，且便于使用和推广。另采用wi-fi接口进行数据无线传输，使实际足压采集过程中，采样距离更远和更方便。以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属
技术领域：
的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。当前第1页12