一种足底压力检测系统的制作方法

本实用新型设计一种检测系统，特别涉及一种足底压力检测系统。

背景技术：

随着我国人口老龄化的加剧及交通事故、自然灾害的频发，下肢残障人士数量逐渐增加。在下肢残障人士的康复过程中，通过某种方式诱导患者进行被动运动训练或者在主动训练过程中提供助力，在患者康复过程中起到十分积极的作用。随之兴起的下肢康复训练及下肢外骨骼设备正在或即将成为下肢残障人士康复训练及正常使用的常见设备。在人体行走过程中足底压力作为人体与外部环境交互的唯一信号，能够提供人体行走步态的各种信息，而作为识别这一行走步态信息的可穿戴设备显得尤为重要。足底压力检测系统是下肢外骨骼设备重要组成部分，足底压力检测电路功能设计的准确性对人体步态识别的准确性有重要影响。

在专利申请号为201420391945.6名称为穿戴式足底压力检测设备，其公开了通过压力传感器、中央处理控制模块、无线通讯模块和上位机实现对足底压力的检测和通过上位机对数据进行处理和显示；其优点是可以方便人们不受地方限制的完成压力检测。虽然其对足底电压检测进行改进，但是并没有对数据的传输做改进，单独的上位机出现问题时，整个系统就不能正常工作，不能够满足人们的需求。而且其设置的多个压力传感器，测得的压力数据冗余重复，多个传感器同时也增加成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种足底压力检测系统，该系统能够检测足底电压，并且在上位机出现问题时通过计算机辅助分析，保证的足底压力数据的正常分析处理。

为了达到上述目的，本实用新型包括压力采集模块、控制器、第一通信模块、上位机和电源模块，所述的压力采集模块与控制器连接，所述的控制器通过第一通信模块与上位机通信，所述的电源模块与控制器连接，所述的控制器与计算机连接，所述的计算机设有用于显示足底压力数据的显示屏。

在所述的压力采集模块和控制器之间设置运算放大器模块和A/D转换模块，压力信号依次通过运算放大器模块和A/D转换模块后传递至控制器。

所述的A/D转换模块集成在控制器内，所述的控制器型号为STM32F103VE。

优选地，所述的压力采集模块为电阻式压力传感器，电阻式压力传感器的个数为四个，分别用于采集大拇指下部、前脚掌、足弓外侧及后脚掌的压力。

优选地，所述的第一通信模块为无线射频通信模块。

所述的电源模块采用可充电电池，外部电源为可充电电池充电。

所述的控制器通过第二通信模块与云端服务器连接，所述的云端服务器与智能终端通信。

优选地，所述的计算机与打印机连接。

本实用新型的结构简单，不仅能够实现对足底电压的检测，而且能够通过计算机对数据进行处理，对检测的足底压力进行辅助分析，确保能够及时准确的得到数据；同时通过压力传感器的合理分布，减少成本，同时减少数据的冗余。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型所述的一种足底压力检测系统的结构框图

图2为本实用新型优选地压力传感器分布图。

图中的附图标记分别为：1.控制器；2.压力采集模块；3.第一通信模块；4.上位机；5.电源模块；6.计算机；7.显示屏；8.运算放大器模块；9.A/D转换模块；10.外部电源；11.第二通信模块；12云端服务器；13.智能终端；14.打印机。

具体实施方式

如图1，本实用新型通过压力采集模块2采集足底压力数据，然后传递至控制器1，控制器1通过第一通信模块3将数据传递至上位机4，上位机4对压力数据进行处理和分析，完成对康复患者的足底压力检测。电源模块5为控制器1提供电源，电源模块5采用可充电电池，外部电源10为可充电电池充电，方便随时充电。控制器1还通过数据传输线与计算机6连接，数据传输线一端连接在控制器1的串口，另一端连接计算机6的USB接口，控制器1通过USB通讯协议传输足底压力数据至计算机6，并通过计算机6对压力数据进行辅助分析，在一些特定的情况下，即使上位机4不能及时处理，也可以通过计算机6分析得出康复情况数据。如在第一通信模块3故障无法发送数据至上位机4时就可以通过计算机6分析其数据。计算机6分别连接有用于显示数据的显示屏7和用于打印数据的打印机14。显示屏7用于显示辅助分析的结果，打印机14可以方便随时打印出相关数据。电源模块5为控制器1供电的同时，通过DC/DC转换器为第一通信模块3和压力传感器供电，DC/DC转换器将电源的输出电压转换成用电模块所需的电压。控制器1与计算机连接，能够为计算机下载控制程序。

压力采集模块2为电阻式压力传感器，电阻式压力传感器的个数为四个，如图2所示，分别用于采集大拇指下部、前脚掌、足弓外侧及后脚掌的压力，电阻式压力传感器分别设置在相应的采集位置。由于本检测系统是对于康复患者的检测，用于检测其健康恢复状态，故并不需要过多的压力传感器检测压力，通过采集大拇指下部、前脚掌、足弓外侧及后脚掌的压力即可以完成对患者康复情况的判断，这样可以减少数据冗余，同时减少成本。

在压力采集模块2和控制器1之间设置运算放大器模块8和A/D转换模块9，压力信号依次通过运算放大器模块8和A/D转换模块9后传递至控制器1。A/D转换模块9集成在控制器1内，控制器1型号为STM32F103VE。压力采集模块2采集的微弱的压力数据信号通过运算放大器模块8放大后再经A/D转换模块9后传递至控制器2，A/D转换模块9为控制器1内部集成，可以减少体积；运算放大器模块8的型号为MCP6004-I/SL。

第一通信模块3采用无线射频通信模块。第一通信模块3采用2.4GHZ射频通信方式，由芯片NRF24L01无线模块构成，无线射频通信模块可以传输至更远，且能够减少能量的消耗。电源模块采用可充电电池，外部电源为可充电电池充电，便于方便充电。

控制器1通过第二通信模块11与云端服务器12连接，云端服务器12与智能终端13通信。第二通信模块11为3G模块、4G模块或GPRS模块，能够使采集的足底电压数据存储于云端服务器中，智能终端13包括手机和电脑可以获取电压数据，在病人康复训练时，医生不需要在病人身旁，通过云端服务器获取这些数据，就可以远程指导和判断病人的恢复情况，给病人做出及时的康复建议。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。