CN111964814A - 一种足迹压力采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种足迹压力采集系统，包括多个压力传感单元，各压力传感单元按预定的行数与列数、以预定间距呈长方形阵列排布；还包括数据转换单元和数据处理主机；其中，所述数据转换单元将各压力传感单元感测的压力传感信号逐行转换为压力数据信息，并按时序逐帧发送至数据处理主机，由所述数据处理主机进行分析。本发明所述的足迹压力采集系统，通过阵列形式设置多个压力传感单元，并以逐行或逐列的方式对压力传感信号进行转换，再将转换后的压力数据信息暂存至一帧后即发送至数据处理主机进行分析，可以明显提高足迹压力数据采集的速度和精度，有利于后续数据分析的进行。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力采集系统，尤其涉及一种足迹压力采集系统。
背景技术
足迹信息的采集，在公安和医疗分析等领域至关重要。
然而，当前基于柔性薄膜压力传感器的分辨率不高，所能达到的最高分辨率是7mm*7mm，帧率一般也都是在10帧以下，甚至没有采集频率的参数，这对于足迹压力的测量是远远不够的，不仅不能很好的体现压力分布，对于动态足迹的采集帧率更是很难满足。
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，提供一种足迹压力采集系统。
本发明所述的足迹压力采集系统，包括多个压力传感单元，各压力传感单元按预定的行数与列数、以预定间距呈长方形阵列排布；
还包括数据转换单元和数据处理主机；
其中，所述数据转换单元将各压力传感单元感测的压力传感信号逐行转换为压力数据信息，并按时序逐帧发送至数据处理主机，由所述数据处理主机进行分析。
本发明所述的足迹压力采集系统中，所述压力传感单元包括第一基材层和第二基材层；
在所述第一基材层的下表面依次印刷第一银导线、第一力敏层；
在所述第二基材层的上表面依次印刷第二银导线、第二力敏层；
印刷有第一银导线和第一力敏层的第一基材层与印刷有第二银导线和第二力敏层的第二基材层面对面以胶水胶合封装。
本发明所述的足迹压力采集系统中，所述预定间距为2毫米；
所述长方形的长度为50厘米，所述长方形的宽度为36厘米。
本发明所述的足迹压力采集系统中，所述数据转换单元包括模拟/数字转换模块、逻辑转换模块、和单片机；
其中，所述模拟/数字转换模块逐行将各行压力传感单元感测的压力传感信号转换为压力数据信息；
所述逻辑转换模块则按照时序顺序将各行压力数据信息发送至所述单片机；
所述单片机对接收到的各行压力数据信息进行存储，并在接收到的各行压力数据信息达到一帧时，即向所述数据处理主机发送。
本发明所述的足迹压力采集系统，通过阵列形式设置多个压力传感单元，并以逐行或逐列的方式对压力传感信号进行转换，再将转换后的压力数据信息暂存至一帧后即发送至数据处理主机进行分析，可以明显提高足迹压力数据采集的速度和精度，有利于后续数据分析的进行。
附图说明
图1为本发明所述足迹压力采集系统的结构示意图；
图2为本发明所述足迹压力采集系统中的压力传感单元的结构示意图；
图3为本发明所述足迹压力采集系统中的对采集的点进行时序标定的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1、图2、图3所示，本发明所述的足迹压力采集系统，包括多个压力传感单元，各压力传感单元按预定的行数与列数、以预定间距呈长方形阵列排布。
还包括数据转换单元和数据处理主机；所述数据转换单元将各压力传感单元感测的压力传感信号逐行转换为压力数据信息，并按时序逐帧发送至数据处理主机，由所述数据处理主机进行分析。
也就是说，通过将各压力传感单元以预定间距(例如间距为2毫米)呈长方形(长度为50厘米，宽度为36厘米)阵列排布(此时的压力传感器单元个数为250*180＝45000)，该幅面可以实现对人体静止站立时的双脚测量。若欲对人体动态行走时的足迹压力进行采集，可将若干个幅面进行拼接，例如，将10块前述长度为50厘米、宽度为36厘米的长方形幅面进行拼接，从而形成长度为360厘米、宽度为50厘米的幅面，即可实现对人体动态行走时的足迹压力采集。
现有技术中，首先是将单点的模拟信号经过电路转换为数字信号传递给上位机，而后再切换到下一点，继续进行信号传输。由于每个点都要经过切换，切换时间累积后就比较长，致使帧率很难提升。而本发明中，是通过将各压力传感单元按预定的行数与列数排列为长方形，在进行采集时是多点的并行采集，以减少切换次数。例如，对于前述呈250行、180列排列的45000个压力传感单元，可每次采集250个点，则只需切换180次即可实现单帧压力图像的采集，对于帧率的提高具有极好的效果。
对于各次采集的250个点，由于对应了足迹的不同位置，因此，需要进行时序标定，以令最后构成整帧压力数据信息时不致发生混乱。具体可如图3所示，对于各压力传感单元产生的模拟信号，可利用MUX多选一芯片、结合分频芯片为每次采集赋予的地址信号，在芯片STM32F407的控制下、由芯片AD7606进行采集。在构成一帧完整的压力数据信息后，就随即向数据处理主机发送该整帧的压力数据信息，由数据处理主机对压力数据信息进行分析。
本发明中，所述压力传感单元是通过在柔性聚酯基材上印刷电极、力敏、绝缘、胶水以及功能辅材而制成的。具体如图2所示，在第一基材层11的下表面依次印刷第一银导线12、第一力敏层13，在第二基材层21的上表面依次印刷第二银导线22、第二力敏层23；再将前述印刷好的第一基材层11和第二基材层21面对面以胶水3胶合封装在一起。第一银导线12、第二银导线22的端头可作为引出电极而压接于端子上，这两个电极就是一个电阻。在静态(不施力、不弯曲)条件下，该压力传感单元的电阻很大。而在该压力传感单元受力后，会令两个引线之间的电阻对应减小，且施力越大，电阻会变的越小。
具体而言，本发明中，所述数据转换单元包括模拟/数字转换模块、逻辑转换模块、和单片机。其中，所述模拟/数字转换模块逐行将各行压力传感单元感测的压力传感信号转换为压力数据信息。也就是说，所述模拟/数字转换模块可将压力传感单元感测的模拟的压力传感信号转换为数字的压力数据信息，且所述模拟/数字转换模块在进行上述模拟/数字转换时，是将同一时刻并行采集到的压力传感信号一并转换为压力数据信息。
所述逻辑转换模块则按照时序顺序将各行压力数据信息发送至所述单片机。为体现各行压力数据信息对应于人体足部的不同部位，需按人体足部的前后或者内外顺序对各行压力数据信息进行区分，此时，依据各行压力数据信息产生的时序先后顺序将各行压力数据信息发送至单片机，即可保证各行压力数据信息与人体足部的不同部位的对应关系。
所述单片机对接收到的各行压力数据信息进行存储，并在接收到的各行压力数据信息达到一帧时，即向所述数据处理主机发送。本发明中，所述单片机的作用在于对压力数据信息进行暂存及整理排序，待集齐一帧压力数据信息时，才向数据处理主机发送，以确保向数据处理主机整帧发送压力数据信息，从而令所述数据处理主机能够高效、准确对压力数据信息进行分析。本发明中的数据处理主机可沿用现有的数据分析设备。
本发明所述的足迹压力采集系统，通过阵列形式设置多个压力传感单元，并以逐行或逐列的方式对压力传感信号进行转换，再将转换后的压力数据信息暂存至一帧后即发送至数据处理主机进行分析，可以明显提高足迹压力数据采集的速度和精度，有利于后续数据分析的进行。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (4)
1.一种足迹压力采集系统，包括多个压力传感单元，其特征在于，各压力传感单元按预定的行数与列数、以预定间距呈长方形阵列排布；
还包括数据转换单元和数据处理主机；
其中，所述数据转换单元将各压力传感单元感测的压力传感信号逐行转换为压力数据信息，并按时序逐帧发送至数据处理主机，由所述数据处理主机进行分析。
2.如权利要求1所述的足迹压力采集系统，其特征在于，所述压力传感单元包括第一基材层和第二基材层；
在所述第一基材层的下表面依次印刷第一银导线、第一力敏层；
在所述第二基材层的上表面依次印刷第二银导线、第二力敏层；
印刷有第一银导线和第一力敏层的第一基材层与印刷有第二银导线和第二力敏层的第二基材层面对面以胶水胶合封装。
3.如权利要求1所述的足迹压力采集系统，其特征在于，所述预定间距为2毫米；
所述长方形的长度为50厘米，所述长方形的宽度为36厘米。
4.如权利要求1所述的足迹压力采集系统，其特征在于，所述数据转换单元包括模拟/数字转换模块、逻辑转换模块、和单片机；
其中，所述模拟/数字转换模块逐行将各行压力传感单元感测的压力传感信号转换为压力数据信息；
所述逻辑转换模块则按照时序顺序将各行压力数据信息发送至所述单片机；
所述单片机对接收到的各行压力数据信息进行存储，并在接收到的各行压力数据信息达到一帧时，即向所述数据处理主机发送。
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