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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

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监测人体关节运动UsingWearableComputing

A.Jeethendria1,S.Senthilmuguran2
  1. PG学生,冰系、SRM大学、钦奈,印度Tamilnadu
  2. SRM大学助理教授,冰系Tamilnadu、印度钦奈
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文摘

本文测量系统对人类共同活动监督基于一个简单和低成本的强度调制光纤曲率传感器。实现的曲率传感器由一个塑料光纤,这是优化了小曲率测量,并且有高灵敏度测量范围宽。非侵入性,实现传感器可穿戴不干扰,完全安全。远程硬件依赖于GSM同样展出。以这种方式,传感器远程估计的可能性。这个传感器的主要有利的情况下是坦率的,柔软和适应性。这个传感器是电磁阻力同样电保护和不受感动的。

关键字
Optical-FibreSensor曲率传感器、人类共同监督,可穿戴电子产品、可穿戴计算、GSM(全球移动通信系统)。

介绍
现在,有扩大市场需求快速估算的品种的人类共同发展。这背后的目的扩大必要性审查人类共同发展的有许多恢复性规定可以从中获利。恢复规定是不同的,最广泛认可的非侵入性的治疗和恢复[1]。少数病例治疗规定元素测量腰椎拱[2],元素观察。元素观察手指关节[3]-[5],监督附属物[6],[8]以及其他的很多问题。尽管解决方案,监督人类共同的发展同样给利润在游戏[9],[10]然而,传感器远程估计的可能性。这个传感器的基本重点是坦率的,美味和适应性。这个传感器同样电保护和抗电磁阻抗。
对于这些条款,在制药和游戏,是很重要的测量元素点品种。机制用于该对象是机械或机电测角仪,实现利用电阻电位器或应变式。最坚实的框架元素放荡的估计相位指示器。在[11]的相位指示器可穿戴的马车和运动捕捉发现关节边缘的框架,提出了一种技术利用压阻应变敏感的材料。尽管相位指示器,测角仪依赖光电经常利用。光学测角仪对人体关节边缘估计允许持续和长期检查人体关节运动的普遍设置依赖于从光电鼠标芯片占[12]。动态测角仪的增量编码器利用枢轴和皮带轮之间的机械传动与光学相关板块占[13]。
对于这些条款,在制药和游戏,是很重要的测量元素优势品种。现有机制利用这个原因是机械或机电测角仪、光纤传感器的[14]-[16]习惯性地利用人类联合点观察。典型的传感器征用取决于功率调整,和最知名的使用取决于力平衡,因为光纤的鞠躬。基于光纤传感器的超凡脱俗的执行与光纤布喇格光栅(FBG)传感器的分布式[5]。传感器取决于光纤的弯曲的低的易感性。有一些策略来提高光纤传感器的感触性依赖于纤维加捻,例如,利用缺陷的纤维和利用清洁链[17],[18]。光纤传感器依赖塑料光纤的弯曲结构瑕疵的外部一侧中心占在[19],[20]。的易感性传感器[19],[20]被大大增强更加扩大fiberdefects的深奥。与光纤涨落的表示传感器敏感区域[21],易感性是不再一个问题实际上大多数请求请求。解释的发展曲线的传感器的敏感区域占[22]。本文显示传感器框架检查人类关节形状依赖于光纤传感器的发展与一个敏感的区域。 The ensuing curve sensor is made plastic optical fiber (POF).the SMS door to send and accept SMS for the screening knee joint Recognize conspire on every fruitful SMS delivery.in expansion to GSM estimations in Proteus and VB programming bundle are executed. In [25] a framework for element rakish developments screening dependent upon polarization change because of the joint pivot, is introduced. In correlation to sensor from [25], the sensor exhibited in this paper is more basic and less expensive.
的焦点转换传感器与很久以前指定的框架是更好的易感性。在相关光纤光栅传感器联合观察接下来的传感器通过最少的努力描绘轮廓。塑料光纤比光纤光栅是便宜得多,而且它不需要过高的会话框架的光纤光栅。此外,随后人类共同开发检查框架通过GSM发送信息,给出了不间断的合理性和长远。这一至关重要的特性使得该传感器框架更导致相关其他传感框架对人类共同发展。

文献综述
约文。s . Baji´cIn,传感器测量的特点,在实验室条件下测量人工膝关节的运动。摘要传感器灵敏度和分辨率,测量范围,分别为20 mV /°和1°。提出了曲率传感器的制造过程。基于ZigBee无线电子产品。因此,传感器的无线测量的可能性。应用程序,它提供了一种远程人工关节监控的可能性在互联网上实现虚拟仪器的软件包。
海特迪一种新型光纤传感器,可以测量曲率直接了。摘要转导曲率来描述光强度分析利用几何光学分析。传感器的数学模型允许定量优化无需产生很多不同的传感器的组合参数实验为了实现类似的目标。射线追踪的蒙特卡罗模拟和一个正交矩阵是用来优化光纤传感器的配置。结果表明,敏感区域的深度和牙齿的数量是两个主要参数,影响传感器的灵敏度和最优数量的牙齿是55,与数学模型的协议。
海特迪一种新型光纤传感器,可以测量曲率直接了。摘要转导曲率来描述光强度分析利用几何光学分析。传感器的数学模型允许定量优化无需产生很多不同的传感器的组合参数实验为了实现类似的目标。射线追踪的蒙特卡罗模拟和一个正交矩阵是用来优化光纤传感器的配置。结果表明,敏感区域的深度和牙齿的数量是两个主要参数,影响传感器的灵敏度和最优数量的牙齿是55,与数学模型的协议。
丹尼尔·A·詹姆斯传感器数据采集平台开发现场体育应用包括独立的高速采样和存储多个加速度计数据。动态监测精英运动员在比赛或训练环境中进行。平台本身分为功能模块,由一个小型单片机控制使用一个定制的操作系统。因此它很容易定制各种体育应用程序。平台打包,健壮,密封和生物力学上中性的运动员。结果和衍生数据提出了划船和游泳作为示例应用程序。在游泳的应用程序中,中风特点分析了各种训练中风和发现比手时间数据和可比较的结果从技术和劳动密集型的方法,包括视频分析。

提出工作
总体框图图1。为最主要的电子设备中运行,电源建设是必要的。使用步骤——降低变压器的浸泡下12 v交流220 v AC。桥式整流器用于纠正为12 v直流12 v。集成电路调节器用于12 v直流转换为5 v直流。电力供应是获得恒定的5 v直流输出。曲率小曲率测量传感器进行了优化,并且有高灵敏度测量范围宽。电源控制器和曲率传感器连接到图片。给出了5 v直流PIC微控制器的输入。它只有40针IC.The 35单字原图指令来学习。操作速度是DC - 20 MHz时钟输入和DC - 200 ns指令周期。8 k x 14字的Flash程序内存,368 x 8个字节的内存(RAM)的数据,到256年x 8字节eepm数据的内存。 Pinout compatible to other 28-pin or 40/44-pin PIC16F877A microcontrollers. The LCD and GSM is connected to PIC microcontroller.
基于GSM无线通信电子产品标准,传感系统与移动电台的一部分,这个传感器开发。这里使用16×2液晶显示器显示输出。
图2显示了一个框图的角运动测量的实验装置。对实验室检测传感器安装在一个临时的联合,这是连接到一个精确的手动旋转阶段(夫人)由Thorlabs Inc .光源和探测器,领导和晶体管。高功率LED,公元前547年的峰值波长660 nm, NPN型晶体管由工业光纤公司。晶体管提供了一个非常高的光增益,不再需要放大。
公元前547年的综合设计使它一个简单的、具有成本效益的解决方案在各种应用程序。光学响应的公元前547年扩展了从400年到1100海里,使其兼容各种可见光和近红外发光二极管和其他光学来源。这包括650海里可见led用于最佳POF的传播。源和探测器被安置在一个“connector-less”式塑料光纤包,POF可以很容易地连接。使用PIC单片机。因为它是适合使用这个单片机应用程序所需的任务,和非常便宜,而且很小。图片驱动LED,衡量一个信号从NPN型晶体管使用10位a / D转换器,并与移动电台通过GSM通信模块。为整个装置稳定3.3 V电源降压稳压器。在图3的照片产生曲率传感器在一个临时的共同安装在精确的夫人。
我们可以看到从框图,系统是专为无线远程监测和长期生产。测量值可以显示在液晶屏幕上,分析,通过GSM模块recordedon移动站和分布式。这些模块可以供电电压的范围从2.8到3.4 V。GSM模块提供一种可能性来构建一个简单的配置网络,具有高数据率高达250 000波特/ s。GSM模块的配置、变形杆菌和Visual Basic软件使用。GSM模块的连接到微控制器是通过使用4电线:供电(3.3 V),地面,TX和RX。当操作在这种模式下,模块作为无线串行通信(UART)。在这种模式下是必要的,所有模块的短信平衡,这两个模块,发送数据,和所有其他模块接收数据。在这项工作中,沟通两个模块实现,但是为了获得无线传感器网络,通信模块可以很容易地实现。医生和病人应用程序中实现变形杆菌和Visual Basic软件。医生从GSM应用程序接收数据,并图形化的显示和捕捉测量数据。 These data from the GSM are available for remote overseeing. The potential errors arising from the connector imperfections, misalignment of light sources and detectors and other effects that are not related to the angle variation are reduced by simple calibration. The curvature sensor was mounted on a commercial knee joint brace and the signal was measured, recorded and analysed.

刺激输出
海神软件包在图3分裂成三个部分即非常方便,伊希斯(智能原理图输入系统)画线路图等,阿瑞斯(高级路由和编辑软件)生产PCB布局图纸,丽莎(实验室中心集成仿真体系结构)的仿真电路图。
曲率传感器连接到PIC单片机。我们想要改变角度的手动曲率传感器。我们组角80度的曲率传感器。如果高于80度角是兴奋的消息将会发送。消息将显示在液晶显示器。

结论
一个简单和低成本的基于强度调制光纤曲率传感器一起在人工关节角监测中的应用。该传感器适用于医疗和体育应用程序,它是可穿戴、非侵入性、完全无害的。这里得出结论,基于SMS的框架将减少延迟的时间收集和使用移动把数据传送给医生。这个系统更有效率,它可以扩展到全球。基于GSM无线通信电子产品标准,传感系统与移动电台的一部分,这个传感器开发。
通过仔细指导引入和引出纤维部分电子产品的盒子我们已经避免了错误,会导致光透射损失。进一步减少这些损失的另一种方法是使用光纤核心直径较小的抗弯曲。这项工作我们提出的合理延伸的最小化完成角隅撑联合监控系统集成。这样,导言和引出纤维部分长度将最小化这将导致较小的误差由于领导和leadout纤维部分弯曲。曲率传感器应该尽可能接近光源和光电探测器对为了提高传感器的性能。由此产生的光纤传感系统相比,光纤实现本文的导论部分中提到的具有更高的灵敏度和很简单和低成本的设计。尽管本文提供的测量系统使用很便宜数字单片机,它工作可靠,测量误差小。
这个选项适用于简单的日常的连续监测,运动和康复活动。实现传感器被安装在一个商业膝关节撑及其信号测量。发达测量系统便宜,简单,有一些修改,如小型化,可生产用于商业目的。

数据乍一看
图1 图2 图3 图4
图1 图2 图3 图3一

引用























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