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文档简介
步态监测系统的嵌入式软件设计与实现的开题报告一、研究背景和意义近年来,随着人口老龄化的加剧,关节疾病的发病率也不断上升。其中,髋关节疾病是影响老年人生活质量的常见病之一。髋关节置换手术是治疗髋关节疾病的有效手段之一,但手术后恢复过程需要长时间的康复训练。而且,康复训练过程中,患者能否保持正确的姿态和步态,对恢复效果起着至关重要的作用。因此,如何监测患者的步态信息,及时发现和纠正错误的步态,成为了康复训练工作中的重要问题。现有的步态监测系统大多需要通过外部传感器或设备采集步态数据,不能实现实时监测和反馈。同时,这些传感器或设备往往需要精密的位置校准和复杂的系统配置,使用起来不太方便。因此,开发一种嵌入式的步态监测系统,能够自动采集、处理和显示步态数据,具有实时性和便携性,对于康复训练具有重要的意义。二、研究目标和内容本研究旨在开发一种嵌入式的步态监测系统,能够实现自动采集、处理和显示步态数据,具有实时性和便携性,可以有效地监测患者的步态信息,帮助康复训练工作。具体研究内容如下:1.系统硬件设计:设计一种硬件结构,包括传感器、处理器和显示器等组件,能够实现步态数据的采集、处理和显示。2.系统软件设计:设计嵌入式软件,包括数据采集、信号处理、步态分析和信息显示等模块,能够实现对步态信息的实时监测和反馈。3.系统测试与优化:对步态监测系统进行实验测试和性能评价,根据实验结果对系统进行优化和改进。三、研究方法和步骤本研究主要采用以下方法和步骤:1.工程设计流程:采用一般工程设计流程,包括需求分析、方案设计、模块实现、系统测试等环节,逐步完成步态监测系统的设计和实现。2.基于MCU的系统设计:选用一种适合于嵌入式系统设计的微控制器单元(MCU),根据系统硬件架构进行外设的选型、连接方式的设计。3.嵌入式软件开发:使用C语言进行嵌入式软件的开发,分为数据采集、信号处理、步态分析和信息显示等模块,完成对步态信息的实时监测和反馈。4.系统测试与优化:对步态监测系统进行实验测试,记录实验数据,根据实验结果对系统进行优化和改进。四、研究预期成果本研究预期通过硬件和软件的设计和实现,开发一种嵌入式的步态监测系统,能够自动采集、处理和显示步态数据,具有实时性和便携性,可以有效地监测患者的步态信息,帮助康复训练工作。具体预期成果如下:1.步态监测系统硬件设计方案:包括传感器组件、处理器组件和显示器组件等。2.嵌入式软件代码:完成数据采集、信号处理、步态分析和信息显示等模块,并进行测试验证。3.系统测试报告:记录实验数据,对系统进行性能评价和优化改进,撰写系统测试报告。五、研究进度安排根据研究计划,本研究预计的进度安排如下:1.需求分析和系统架构设计:第1周至第2周。2.系统硬件设计和组装:第3周至第5周。3.嵌入式软件实现和调试:第6周至第8周。4.系统测试和性能评价:第9周至第11周。5.撰写论文和报告:第12周至第14周。六、参考文献1.王弋,张扬.步态分析应用综述[J].科技与创新,2017,(01):148-149.2.Liu,Y.,Wang,N.,&Tao,Q.(2019).Gaitanalysisusingwearablesensors.Sensors,19(8),1983.3.Tharp,D.F.,&Zivanovic,V.(2017).Areviewofportablegaitanalysisdevicesforclinicalandresearchapplications.Medicaldevices(Auckland,NZ),10,245.4.Zhou,H.,Hu,H.,&Liu,T.(2019).Developmentofawearablegaitanalysissystembasedonalow-powermicrocontroller.Journalofmedicalsystems,43(9),296.5.He,J.,Li,L.,Li,G.,Zhang,W.,&Yang,X.(2020).Designandsimulationofa
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