[发明专利]一种基于STM32的平衡仪系统

说明书

本发明公开了一种基于STM32的平衡仪系统，涉及运动康复器材技术领域。本发明包括控制子系统和人机交互子系统；控制子系统包括MCU电路、电源供电模块、压力传感器模块、AD转换模块、直流电机驱动模块；MUC电路通过RS485串口与上位机连接；人机交互子系统包括上位机和显示屏、压力数据采集模块、出厂参数模块。本发明通过多个压力传感器采集压力信号，AD转换模块通过SPI接口与MCU通信并传输数字信号，终端处理器STM32F407RBT6进行数据的处理和分析，计算出重心的位置，并通过串口与上位机连接，进行可视化的人机交互操作，解决了现有的平衡感康复设备智能性差、压力中心坐标分析不准确的问题。

技术领域

本发明属于运动康复器材技术领域，特别是涉及一种基于STM32的平衡仪系统。

背景技术

在人体众多的生理指标中，保持身体平衡是人体一项基本运动技能和重要生理指标。维持人体平衡稳定的生理机制是十分繁琐的，科学领域至今仍未阐明。医学界普遍认为，大脑将协调人体本体、前庭和视觉三方面，通过神经和运动系统的运动控制来维持身体的静态和动态平衡。人体保持平衡的关键主要在于前庭觉、视觉、神经系统以及本体感觉系统对身体的状态位置进行感知与调整。而人体重心投影到水平面的位置在身体姿势变化时会相应发生改变，通过研究重心投影点的变化可以观察到人体平衡能力的相关特征。

对于老年人以及那些平衡功能存在障碍的患者，如脑卒中患者、帕金森病患者、脑血栓患者等，他们的平衡能力大大降低，为了防止摔伤等需要进行平衡能力测试。据 2016年国家卫生服务第五次调查显示，我国的老龄化问题越来越突出，心脑血管疾病和神经系统疾病的人数也急剧增加，其中由脊髓损伤、脑血管意外、脑外伤、脑卒中等中枢神经系统疾病引起的下肢运动功能障碍患者的人数在逐年上升。另外运动、车祸、骨科疾病、肌肉萎缩等也导致大量下肢运动功能障碍患者。因此一些针对人体平衡能力评测的方法与研究便逐渐加增起来。

对人体平衡能力进行准确的评测在体育运动中也具有实际意义：辅助教练员判断运动员保持自身稳定性的能力，通过平衡能力的等级水平测试（优、良、中、差）进行运动员的选拔。同时也可以对运动员进行多次测评，通过测评结果的比对校验观察训练方案是否有效。

现有设备对于老年人以及因外部损伤造成平衡功能障碍的患者在进行下肢平衡感练习的过程中有效训练强度和时间的累积无法客观测量。另外现有下肢平衡感练习设备结构复杂，智能性差。因此，本申请文件利用STM32设计一款平衡仪系统，能够有效解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于STM32的平衡仪系统，通过多个压力传感器采集压力信号，AD转换模块通过SPI接口与MCU通信并传输数字信号，终端处理器STM32F407RBT6进行数据的处理和分析，计算出重心的位置，并通过串口与上位机连接，进行可视化的人机交互操作，解决了现有的平衡感康复设备智能性差、压力中心坐标分析不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于STM32的平衡仪系统，包括控制子系统和人机交互子系统；

所述控制子系统包括MCU电路、电源供电模块、压力传感器模块、AD转换模块、直流电机驱动模块；所述压力传感器模块与AD7795模块连接；所述压力传感器模块用于将读取压力值传递给AD7795模块；所述AD7795模块用于将压力值由模拟信号转换成数字信号；所述AD7795模块通过SPI接口与MCU电路通信连接；所述MUC电路与直流电机驱动模块连接；所述直流电机驱动模块的输出端连接有电机；所述电源供电模块的输出端与MUC电路连接；

所述MUC电路通过RS485串口与上位机连接；