CN113596626A - 一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统。所述系统，包括：硬件控件端、移动终端和标识注册解析管理模块；硬件控件端，包括：鞋垫式传感器、中央控制模块、标识编码生成模块和无线传输模块；移动终端，包括：足底压力曲线检测模块、疾病预警模块和标识注册模块。本发明不仅提高了便捷性和舒适性，还能对自身足底进行快速的医疗诊断，此外，本发明通过标识注册解析管理模块，与智慧医疗系统形成数据共享，能实时监控用户的健康状况。

Description

一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统

技术领域

本发明涉及足底检测领域，特别是涉及一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统。

背景技术

足部作为人体最重要的部分之一，其健康与否关乎人们日常出行生活。足底是运动过程中唯一和地面接触的部位，其一大功能就是用来承受重量，然后对地面给予的反作用力有一个缓冲作用。除此之外，足底还能使得人们产生向前的作用力，维持行走平衡。足底组织结构纵繁交错，在日常行为当中，足部会受到不断变化的力的作用，这些足底压力可能会对足部造成一定的影响，例如足底组织拉伤，严重情况下会造成足部的某些结构的失效。当人们的足底发生病变或者异常时，脚底的对应部分压力大小会产生相应的变化，足底压力检测技术是通过压力传感器采集数据对人体运动或者静止状态下足部压力的分析，对各种参数进行研究，与正常的脚底压力参数进行比对，最后得出对应的病因及发病过程，还可以对足部功能进行评价。以此可以得出，检测足底压力对于足部相关疾病的医学诊断、人工假肢关节、下肢康复状态评价以及在体育训练和运动健身中的指导有很大的意义。随着全民健身的热潮来临，人们对身体健康的要求也日益增加，所以，通过设计足底压力检测系统采集足底压力数据，进而分析身体状态，已然成为了研究热点及发展趋势。

对于足底压力的检测方法主要分为平板足底压力检测系统和可穿戴设备两大类。基于平板足底压力检测系统一般采用固定采集区域的方式进行数据采集，不适合用户的日常使用。基于可穿戴设备的足底压力检测方法摒弃了固定平台的弊端，但系统会采取有线的传输方式并将PC端作为上位机对数据进行分析，其便捷性和舒适性都有待提高，用户的体验感差。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，不仅提高了便捷性和舒适性，还能对自身足底进行快速的医疗诊断，此外，还与智慧医疗系统形成了数据共享，能实时监控用户的健康状况。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，包括：硬件控件端、移动终端和标识注册解析管理模块；

所述硬件控件端，包括：

鞋垫式传感器，用于检测足底压力数据；

中央控制模块，与所述鞋垫式传感器连接，用于获取所述足底压力数据；

标识编码生成模块，用于采用Handle编码技术对所述硬件控件端的产品号进行编码，生成硬件唯一标识编码；

无线传输模块，分别与所述中央控制模块和所述标识编码生成模块连接，用于将所述足底压力数据和所述硬件唯一标识编码无线发送至所述移动终端；

所述移动终端，包括：

足底压力曲线检测模块，与所述无线传输模块无线连接，用于根据所述足底压力数据得到足底压力曲线；

疾病预警模块，与所述无线传输模块无线连接，用于根据所述足底压力数据确定是否出现足底疾病；

标识注册模块，用于：

获取所述硬件唯一标识编码；采用Handle编码技术对所述移动终端的产品号进行编码，生成移动终端唯一标识编码；将所述硬件唯一标识编码和所述移动终端唯一标识编码匹配，生成标识注册信息；

所述标识注册解析管理模块分别与所述移动终端和智慧医疗系统连接，所述标识注册解析管理模块用于获取所述标识注册信息，并对所述标识注册信息进行解析，得到解析信息；

当注册管理机构根据所述解析信息产生许可指令时，所述智慧医疗系统通过所述标识注册解析管理模块从所述移动终端中查询所述足底压力数据，所述智慧医疗系统根据所述足底压力数据监测用户的足底健康状态。

可选的，所述硬件控件端还包括：信号调理模块；

所述信号调理模块，包括：

行列选择器，分别与所述鞋垫式传感器和所述中央控制模块连接，用于在接收到所述中央控制模块发送的行列控制信号后，选择所述鞋垫式传感器中相应通道内的传感器采集足底压力数据，并将所述足底压力数据发送至所述中央控制模块。

可选的，所述中央控制模块包括：

第一传输模块，用于采用直接存储器访问的数据传输方式，向所述无线传输模块传输所述足底压力数据；

存储模块，用于采用循环队列的存储方式存储所述足底压力数据；

定时器，用于控制所述第一传输模块定时向所述无线传输模块传输所述足底压力数据。

可选的，所述移动终端还包括：

SQLite数据库，用于存储所述足底压力数据。

可选的，所述鞋垫式传感器，包括：按照阵列式排布的多个足底压力传感器；多个所述足底压力传感器覆盖整个足底区域。

可选的，所述无线传输模块为WiFi通信模块；所述WiFi通信模块为内置有TCP/IP协议栈的ESP8266芯片。

可选的，所述信号调理模块，还包括：

放大滤波模块，分别与所述行列选择器和所述中央控制模块连接，用于对所述足底压力数据进行放大和滤波，并将滤波后的数据发送至所述中央控制模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实施例提出了一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，该系统，包括：硬件控件端、移动终端和标识注册解析管理模块；硬件控件端包括：鞋垫式传感器、中央控制模块、标识编码生成模块和无线传输模块，移动终端包括：足底压力曲线检测模块、疾病预警模块和标识注册模块。本发明通过无线传输模块实现了无线传输，采用移动终端作为上位机对数据进行分析，提高了用户使用时的便捷性和舒适性，增强了用户的体验感；疾病预警模块可以根据足底压力数据确定是否出现足底疾病，实现了对自身足底的快速的医疗诊断；设置标识编码生成模块、标识注册模块和标识注册解析管理模块，实现了与智慧医疗系统形成数据共享，能实时监控用户的健康状况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的智能足底压力检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的鞋垫式传感器的足底压力分区示意图；

图3为本发明实施例提供的信号调理模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的标识注册解析管理模块的连接图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的智能足底压力检测系统的结构示意图。

参见图1，本实施例的智能足底压力检测系统，包括：硬件控件端、移动终端和标识注册解析管理模块。

所述硬件控件端，包括：鞋垫式传感器，用于检测足底压力数据；中央控制模块，与所述鞋垫式传感器连接，用于获取所述足底压力数据；标识编码生成模块，用于采用Handle编码技术对所述硬件控件端的产品号进行编码，生成硬件唯一标识编码；无线传输模块，分别与所述中央控制模块和所述标识编码生成模块连接，用于将所述足底压力数据和所述硬件唯一标识编码无线发送至所述移动终端。

所述移动终端，包括：足底压力曲线检测模块，与所述无线传输模块无线连接，用于根据所述足底压力数据得到足底压力曲线；疾病预警模块，与所述无线传输模块无线连接，用于根据所述足底压力数据确定是否出现足底疾病；标识注册模块，用于：获取所述硬件唯一标识编码；采用Handle编码技术对所述移动终端的产品号进行编码，生成移动终端唯一标识编码；将所述硬件唯一标识编码和所述移动终端唯一标识编码匹配，生成标识注册信息。所述移动终端智能终端可以为智能手机。

所述标识注册解析管理模块分别与所述移动终端和智慧医疗系统连接，所述标识注册解析管理模块用于获取所述标识注册信息，并对所述标识注册信息进行解析，得到解析信息。

当注册管理机构根据所述解析信息产生许可指令时，所述智慧医疗系统通过所述标识注册解析管理模块从所述移动终端中查询所述足底压力数据，所述智慧医疗系统根据所述足底压力数据监测用户的足底健康状态。

在一个示例中，所述鞋垫式传感器，包括：按照阵列式排布的多个足底压力传感器；多个所述足底压力传感器覆盖整个足底区域。本实施例中，鞋垫式传感器为5行4列的阵列式传感器，鞋垫式传感器的足底压力分区如图2所示，图1中不同的字母表示测量相应部位的传感器，鞋垫式传感器包括独立的14个传感器，足底分区对应表如表1所示。

表1足底分区对应表

如图1所示，所述硬件控件端还包括：信号调理模块。如图3所示，所述信号调理模块，包括：行列选择器和放大滤波模块。

行列选择器，分别与所述鞋垫式传感器和所述中央控制模块连接，用于在接收到所述中央控制模块发送的行列控制信号后，选择所述鞋垫式传感器中相应通道内的传感器采集足底压力数据，并将所述足底压力数据发送至所述中央控制模块。

放大滤波模块，分别与所述行列选择器和所述中央控制模块连接，用于对所述足底压力数据进行放大和滤波，并将滤波后的数据发送至所述中央控制模块。

本实施例中，行列选择器包括行选择器和列选择器，中央控制模块控制行选择器对鞋垫式传感器的行通道进行选择，中央控制模块控制列选择器对鞋垫式传感器的列通道进行选择，行选择器和列选择器均可以选择CD4051芯片。如图3所示，行选择器CD4051芯片的A、B、C地址端连接中央控制模块的PB0、PB1、PB2端口，三个端口高低电平的组合控制地址端对应传感器所选通的行，输入输出端I1-I5连接鞋垫式传感器的5个行通道；同理列选择器CD4051连接PC0、PC2、PC3端口可选通列，输入输出端I1-I4连接鞋垫式传感器的4个列通道，二者结合定位到某一行列位置的感应单元完成选通。这样采用两片CD4051对5行4列的阵列式传感器(14路数据信号)进行行列信号选通，控制足底压力数据的采集。CD4051芯片的引脚功能如表2所示，当INH＝0时，通过中央控制模块输出高低电平组合成十六进制码从而控制地址端ABC来对相应的通道进行选通，CD4051芯片的真值表如表3所示。

表2CD4501引脚功能描述

表3CD4501通道和地址端对应关系

本实施例中，放大滤波模块包括SGM8544放大模块和二阶巴特沃斯低通滤波器，通过SGM8544放大模块，搭载低压差稳压芯片LDO，保证输出信号得到放大并且稳定传输。而人体的足底压力信号频率几乎都在10Hz左右，最大一般也不会超过30Hz，所以为了获得比较准确的足底压力数据，本实施例采用了二阶巴特沃斯低通滤波器来对高频的噪声和毛刺信号进行滤除。在得到经过信号调理模块之后的数据之后，就能够通过中央控制模块进行读取、暂存以及传输。

在一个示例中，信号调理模块还包括模数转换器(ADC)，模数转换器位于放大滤波模块和中央控制模块之间，模数转换器用于将放大滤波模块输出的滤波后的数据转换为数字信号后，发送至中央控制模块。

在一个示例中，所述中央控制模块包括：

第一传输模块，用于采用直接存储器访问(Direct Memory Access，DMA)的数据传输方式，向所述无线传输模块传输所述足底压力数据。

存储模块，用于采用循环队列的存储方式存储所述足底压力数据。

定时器，用于控制所述第一传输模块定时向所述无线传输模块传输所述足底压力数据。

本实施例中，中央控制模块并没有通过采集一条，发送一条的方式将得到的足底压力数据传输给无线传输模块，而是先将数据存储在循环队列当中，询问无线传输模块能否传输数据，如果中央控制模块得到正确回复，则会定时向无线传输模块发送。该方式可以有效减少数据粘包问题的发生，提高数据的准确性，减轻智能终端的数据处理负担。

在一个示例中，所述中央控制模块可以为STM32F103RCT6芯片，当INH＝0时，通过STM32F103RCT6的GPIO口输出高低电平组合成十六进制码从而控制地址端ABC来对相应的通道进行选通。DMA的数据传输方式为STM32F103RCT6当中的重要功能。DMA的数据传输方式，能够在没有CPU参与情况下，专门在外设和存储器之间、存储器与存储器之间进行足底压力数据传输。

STM32F103RCT6具有DMA1和DMA2两个控制器，分别有7个和5个通道，这些通道管理不同的外设对存储器的请求。由于需要通过DMA把采集好的数据从ADC的寄存器DR中传输到自定义的内存(存储模块)中，因此本实施例需要使用DMA1的通道1，当ADC的采集转换结束后就会产生ADC1的DMA请求，同时当传输完成后DMA1产生中断。

当STM32F103RCT6的ADC采集转换完成一个数据，DMA的数据传输方式将该数据传输到内存(存储模块)后，在DMA1的中断服务函数里把数据存进循环队列对足底压力数据以及硬件唯一标识编码进行暂存。

在一个示例中，所述无线传输模块为WiFi通信模块；WiFi通信模块用于硬件控件端与智能终端之间建立数据连接，并支持多个客户端数据传输。所述WiFi通信模块为内置有TCP/IP协议栈的ESP8266芯片。

WiFi通信模块能够通过ESP8266建立局域网，硬件部分通过WiFi通信模块与智能终端建立连接，具体包括：

STM32F103RCT6采用DMA的数据传输方式传输足底压力数据，与WiFi通信当中的ESP8266模块建立数据连接，通过ACK应答模式确定ESP8266模块具有数据接收能力，在达到指定时间后，STM32F103RCT6将循环队列中的足底压力数据传输给ESP8266模块。

将内置TCP/IP协议栈的ESP8266模块，设置为AP模式，模块作为热点发出WiFi，建立局域网，智能终端连接该局域网WiFi，实现通信。

WiFi通信模块在建立连接和断开连接时存在着三次握手和四次挥手等过程，故TCP保证了数据的准确性和顺序性，防止了数据丢包等问题。

在一个示例中，所述移动终端还包括：SQLite数据库，用于存储所述足底压力数据。

在一个示例中，所述移动终端还包括：历史数据读取模块，用于读取及存储足底压力历史数据。

本实施例中，移动终端中的SQLite数据库存储采用轻量级嵌入式数据库SQLite对足底压力数据进行存储，并且能够对存储的数据进行查询、增加、修改、删除功能。

足底压力曲线检测模块能够利用Handler对存储在SQLite数据库当中的足底压力数据进行折线图绘制。

移动终端中的SQLite数据库还能够对硬件唯一标识编码进行存储。

在一个示例中，疾病预警模块具有疾病诊断功能，能够利用所述智能终端存储的足底压力数据数据，结合大量医学知识，进行疾病诊断。

下面对上述实施例中的智能足底压力检测系统的检测过程进行具体描述，检测流程如下：

步骤1：14路鞋垫式传感器数据采集

本实施例采用的鞋垫式传感器，为常州柔希科技有限公司的RX-ES39A，它是一款欧标39码的足底压力传感器，采用5行4列的阵列式设计，总共由14个独立的传感器构成，如图2所示，每个压力传感器单独设计，使得不同压力传感器相互间的干扰达到了最小。为了避免不同通道之间受到噪声干扰而误触发为高电平，本实施例对14个传感器通道分别采用下拉100^KΩ电阻确保准确。在足底压力数据得到采集之后，需要经过CD4051行选择器、CD4051列选择器以及信号处理才能够获取真实可靠并且能够被读取的数据。

步骤2：CD4051行列选择及信号处理

由于本实施例使用的是嵌入在鞋底的5行4列的阵列式设计的足底压力鞋垫，共14路的信号，故需要设计行列选择器来对相应的通道进行选通，本系统选用的是两片CD4501来进行选择，原理图如图3所示。CD4051可以作为单输入多输出的开关，也可以作为多输入单输出开关，它的输入电压最大值为VDD，模拟信号的峰值为15V，其引脚功能如表1所示。当INH＝1时，不打开任何一个通道，当INH＝0时，通过STM32F103RCT6的GPIO口输出高低电平组合成十六进制码从而控制地址端ABC来对相应的通道进行选通。其真值表如表2所示。通过中央控制模块对两片CD4051的高低电平选择，能够在一个扫描周期内获取一组足底压力鞋垫的数据。通过CD4051选择得到的一个数据，即使在压力很大时，传感器的输出电阻依然为千欧级别的大小，通过电压转换后，获得的信号非常微小，故需要进行放大。

通过SGM8544放大模块，搭载低压差稳压芯片LDO，保证输出信号得到放大并且稳定。人体的足底压力信号频率几乎都在10Hz左右，最大一般也不会超过30Hz，所以为了获得比较准确的足底压力数据，本实施例采用了二阶巴特沃斯低通滤波器来对高频的噪声和毛刺信号进行滤除。在得到经过信号调理模块之后的数据之后，就能够通过STM32F103RCT6进行读取、暂存以及传输。

步骤3：基于Handle技术的硬件唯一标识编码生成

该标识注册模块，获取到硬件唯一标识编码，从而获取硬件的关联信息，还能生成移动终端唯一标识编码。如Handle编码l：86.1000.300.11/6057439代表一个足底硬件的产品信息，Handle编码2:86.1000.1101.11/a8073011代表连接的移动终端设备信息，那么通过Handle编码关联，解析Handle编码1即可查询出所有关联的信息。其中编码“86.”代表中国联合体，数字串“1000”是从“11”到“999999”的任一自然数，和上级前缀组成1级前缀，由MPA授权给次级管理机构。数字串“300”和“1101”是从“11”到“999999”的任一自然数和上级前缀组成2级前缀，分别代表不同行业，由其上一级管理机构授权给次级管理机构。“11”是从“11”到“999999”的任一自然数，由其上一级管理机构授权给次级管理机构。Handle后缀由任意个UTF-8字符组成的字符串，用户可以自行定义。在生成硬件唯一标识编码后会将数据存储在循环队列当中。

步骤4：基于DMA的数据存储及WiFi数据传输

本实施例通过中央控制模块STM32F103RCT6的ADC功能对经过步骤2处理后的足底压力数据进行读取，设置的采集频率大于三倍以上的足底压力频率，即71Hz，每14ms采集一次传感器数据。

本实施例通过单片机的通用定时器2的通道2即TIM2_CH2输出PWM来外部触发ADC1的通道0即PA0(ADC1_CH0)进行模数转换，然后再通过DMA1把数据从ADC的DR寄存器中运送到自定义的数组内存中，设置DMA传输完成中断，当一次数据采集转换并传输到自定义内存中后，在DMA中断函数里把数据存储到一个循环队列中储存。在内存中其实是没有环形内存这一说的，只是被人为的按一定顺序处理，使得某段内存的首地址和尾地址相连，让这段内存在物理结构上属于环形内存，其中环形内存的头和尾分别进行数据的取出和插入。其实这就是类似于一个环形的数组，它有两个指针，分别指向了内存的首地址和尾地址。在进行初始化时，令队列的首指针等于尾指针且等于地址“0”，当有数据存储进来时，数据被放在地址“0”对应的内存中，此时指针的尾部指向地址“1”，即插入数据时指针尾增加，指针头不变。同理，当数据被取出的时候，由先进先出的规则可以知道地址“0”的内存中的数据先被取出，这时指针头加1，指针尾不变，当它们再次相等时，说明数据为空，数据以经被处理完毕了，并延时把队列中的数据打印到串口USART3，通常来说，ADC每进行一次转换就向上位机发送一个数据，由于本系统每次采集时间为8秒钟，一共就需要采集8000条数据。如果每采集一条数据就发送到上位机的话，会产生数据的覆盖或者重复，所以设置了延迟发送，将采集到的数据先放在缓冲区里保存起来，采集数据的同时也在发送数据。待采集完数据完成之后，只需要等待剩下的数据发送完毕即可。

在数据准备发送至所述ESP8266之前，为了确保数据能够正常发送，STM32F103RCT6采用ACK应答方法与ESP8266模块建立请求，当得到正确的应答数据时，开始数据透传，否则继续等待。

将内置TCP/IP协议栈的ESP8266模块，设置为AP模式，模块作为热点发出WiFi，建立局域网，智能手机连接模块建立的局域网WiFi，与模块通信。在智能手机中，本实施例设计了一个系统配套APP用于后续工作的进行，APP与下位机的通信是通过WiFi进行通讯，采用了TCP通信，相比于UDP，TCP面向字节流，在建立连接和断开连接时存在着三次握手和四次挥手等过程，故TCP保证了数据的准确性和顺序性，防止了数据丢包等问题。支持最多5个客户端，意味着ESP8266建立的局域网当中最多支持5个设备，能够同时对双脚的数据向手机端传输。内置TCP/IP协议栈，能够确保数据的准确性，降低数据错误传输时的能耗。ESP8266能够在工作电压3.3V以及5V的情况下工作。总的来说，耗电量低，支持的设备更多，数据的矫正更加强力，支持的工作模式多，并且传输速率更高。

本实施例使用套接字Socket类，可以和ESP8266进行WiFi通信，主机的IP加主机端口号即可作为TCP连接的端点，端点就叫做套接字，即套接字＝IP地址+端口号，其中IP地址用来确定进入网络的是哪一台主机，端口号也被叫作进程号，即用来确定这台主机中的哪一个进程，每个进程可以拥有多个端口号，但是每个端口号只能被一个进程所拥有智能手机作为服务端，具体步骤为：首先创建ServerSocket和Socket，之后调用accept()方法来对下位机进行监听，当下位机连接到服务端之后，打开连接到的Socket的输入输出流，把足底压力数据或者是APP发出的指令按照规定好的协议进行读写操作，当数据传输完毕后关闭Socket和输入输出流。

步骤5：基于SQLite数据库的智能手机数据存储与数据可视化

利用Service执行下位机与智能手机APP的通信及数据的接收和保存，数据被保存在了SQLite数据库中(包含14个区域的压力值以及硬件唯一标识编码)，该数据库是嵌入型的轻量级数据库，无需和MySQL数据库一样需要进行相应配置，使用便利。然后利用Handler来通知绘制压力曲线的Activity，每当数据保存一次，就发一次消息，然后立即向压力曲线中添加一个点的数据并更新图像，从而实现了压力曲线的实时绘制。当智能手机APP连接WIFI建立的局域网之后，点击“开始监听”，智能手机APP即和下位机进行连接，此时，只要点击“开始检测”按钮，系统就开始进行足底压力的测量。当进行了8秒的检测之后，自动倒计时显示剩余的数据传输时间，然后足底压力曲线就能够快速的向右延展。当点击曲线上任何一个点时，自动显示当前点的压力值。屏幕上由14个选择框，分布对应14路足底压力数据，选择任意一项即可显示对应的足底压力曲线图，否则就隐藏起来。数据传输结束后，提示传输结束，这时就可以退出可视化界面。

步骤6：基于智能手机的疾病诊断

足底压力检测完毕后，在android程序当中查询数据库数据，可以在智能手机APP首页查看健康状态，并根据足底压力分布大小来判断是否健康，若某些区域压力值偏大或者偏小，系统将会提出健康诊断，并给出相关建议。

本实施例的疾病预警模块，设计的和足底压力相关的疾病诊断包括：TDM2(二型糖尿病)伴周围神经病变、

外翻、跟痛症、单侧膝内翻型膝骨关节炎等四种常见与足底压力相关的疾病。这几种疾病发生时，患者的足底压力变化主要体现在第一到第五跖骨、

趾骨和足跟部位，这些部位的足底压力或增大或减小，通过他们之间的组合，即能够对相关疾病做出前期判断。正常的行走过程中，脚的受力过程为：脚跟外侧到中足外侧，然后向内侧移动，最后到达脚尖。从脚跟着地到下一次脚跟着地，大概为2秒钟，故本实施例设置每次检测过程时间8s，1ms采集一个传感器的数据，共14个传感器，故每个传感器的采集频率为1/14＝71Hz。

数据采集完毕后，能得到8000条数据，每个传感器有8000/14＝570条数据。以2秒钟的时间，即以每个传感器的141条数据为一个数据窗口。考虑到截取数据时本次数据可能属于下一周期的数据，故把下个窗口向前移动1秒，这样就能和上一次步态周期拥有50％的重叠区，有利于数据的完整性。8秒钟共可以分为7个窗口数据，取7个窗口的足底压力峰值，求和之后取均值，作为每个传感器的区域峰值压力的均值(Average Peaking Pressure，AKP)。在对不同分区的AKP分析时，如果分区M2、M3、M5的AKP大于正常值，则智能手机APP会发出红色诊断，告诉用户可能具有患TDM2(二型糖尿病)伴周围神经病变的风险，建议前往医院检查；如果分区H、M45的AKP小于正常值，则智能手机APP会发出黄色诊断，告诉用户有拇趾外翻的可能性，建议前往医院咨询处理方法；如果分区M1、C1、C2的AKP大于正常值，则智能手机APP会发出黄色诊断，告诉用户具有患跟痛症的可能性，建议进行康复治疗；如果分区H、M1、M2、M3、C1、C2的AKP大于正常值，则智能手机APP会发出黄色诊断，告诉用户具有患单侧膝内翻型膝骨关节炎的可能性，如果严重影响生活建议前往医院治疗；如无特殊情况，则智能手机APP会显示绿色文字，“您的足底压力分布正常，无足底相关病症隐患，请保持健康生活状态。”用户也能够决定是否接入标识解析系统。

步骤7：标识注册以及标识解析

标识注册解析管理模块的连接图如图4所示，本实施例在第一次检测到设备连接时，移动终端会在SQLite数据库读取硬件唯一标识编码，在得到用户的许可之后，移动终端与标识注册解析管理模块连接，通过行业注册解析服务机构、企业注册解析服务机构对标识(硬件唯一标识编码、移动终端唯一标识编码)进行注册。在得到国家节点机构的授权之后，会将许可下发给二级注册管理机构，并通知行业注册解析服务机构、企业注册解析服务机构注册成功。

不同接入标识解析的系统，如智慧医疗系统等，能够通过行业、企业注册解析服务机构，利用唯一标识编码号对硬件系统以及连接的移动终端设备进行识别，确认标识编码后，即系统完成标识解析步骤。在标识注册和解析过后，当医生在接入医院的智慧医疗系统时，可以通过平台查看用户数据，监控用户的健康状况。

通过以上五个步骤，可以建立硬件系统与智能手机APP之间的数据连接，足底压力数据能够定时发送给智能手机。用户通过智能手机APP，可以查看历史数据、实时的数据折线图，并且在保持一定时间的站立姿态之后，能够获取较为准确的足底压力，通过疾病诊断功能可以得到自身的健康状态。用户可以通过将设备接入标识注册解析系统，与智慧医疗系统形成数据共享，接入智慧医疗系统的医生也能够通过用户足底数据给出一定的专业意见，通过数据写入的方式将专业意见传输至移动终端，提醒用户及时就医。

本实施例的智能足底压力检测系统，具有如下优点：

1)现有的基于足底压力的疾病诊断系统大多为不可移动平台，需要用户在指定的位置才能进行数据采集以及分析。本实施例克服了平板足底压力检测系统的笨重性，采取了鞋垫式传感器进行数据采集，建立了一种基于智能终端的足底压力检测系统，能够实现疾病诊断，只要用户安装了与系统匹配的APP，通过穿戴轻便的鞋垫式设备，就能够随时随地进行诊断，用户能够得到更加舒适、便捷的体验。采用智能终端作为上位机，用户能够随时随地进行查看自身的身体健康状态，不再受到场地、设备的约束。

2)本实施例中，STM32F103RCT6并没有通过采集一条，发送一条的方式将得到的数据传输给ESP8266模块，而是先将数据存储在循环队列当中，通过ACK方式询问ESP8266模块能否传输数据，如果STM32F103RCT6得到正确回复，则会定时向ESP8266模块发送。该方法可以有效减少数据粘包问题的发生，提高数据的准确性，减轻智能手机的数据处理负担。

3)本实施例中，WiFi通信采用局域网内WiFi的方式进行数据传输，而不采用蓝牙传输的方式，能够获取更高的传输速度，能够保证数据传输的准确性以及实时性，有利于提高智能手机疾病诊断功能的可靠性。

4)本实施例中，智能终端采用轻量嵌入式数据库SQLite，无需在智能手机端配置数据库环境，并且能够通过Handle实时绘制曲线，可视化能力强。同时，用户的历史数据能够被存储在智能终端中，具有对之前的数据进行查询的能力。

5)本实施例中，智能终端能够根据足底压力分布大小来判断四种常见与足底压力相关的疾病。依赖于硬件部分准确的数据采集方式，结合已有医学知识，智能终端中的疾病预警模块的疾病诊断功能可以准确的告知用户本身的足底状态。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，其特征在于，包括：硬件控件端、移动终端和标识注册解析管理模块；

所述硬件控件端，包括：

鞋垫式传感器，用于检测足底压力数据；

中央控制模块，与所述鞋垫式传感器连接，用于获取所述足底压力数据；

标识编码生成模块，用于采用Handle编码技术对所述硬件控件端的产品号进行编码，生成硬件唯一标识编码；

无线传输模块，分别与所述中央控制模块和所述标识编码生成模块连接，用于将所述足底压力数据和所述硬件唯一标识编码无线发送至所述移动终端；

所述移动终端，包括：

足底压力曲线检测模块，与所述无线传输模块无线连接，用于根据所述足底压力数据得到足底压力曲线；

疾病预警模块，与所述无线传输模块无线连接，用于根据所述足底压力数据确定是否出现足底疾病；

标识注册模块，用于：

获取所述硬件唯一标识编码；采用Handle编码技术对所述移动终端的产品号进行编码，生成移动终端唯一标识编码；将所述硬件唯一标识编码和所述移动终端唯一标识编码匹配，生成标识注册信息；

所述标识注册解析管理模块分别与所述移动终端和智慧医疗系统连接，所述标识注册解析管理模块用于获取所述标识注册信息，并对所述标识注册信息进行解析，得到解析信息；

当注册管理机构根据所述解析信息产生许可指令时，所述智慧医疗系统通过所述标识注册解析管理模块从所述移动终端中查询所述足底压力数据，所述智慧医疗系统根据所述足底压力数据监测用户的足底健康状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，其特征在于，所述硬件控件端还包括：信号调理模块；

所述信号调理模块，包括：

行列选择器，分别与所述鞋垫式传感器和所述中央控制模块连接，用于在接收到所述中央控制模块发送的行列控制信号后，选择所述鞋垫式传感器中相应通道内的传感器采集足底压力数据，并将所述足底压力数据发送至所述中央控制模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，其特征在于，所述中央控制模块包括：

第一传输模块，用于采用直接存储器访问的数据传输方式，向所述无线传输模块传输所述足底压力数据；

存储模块，用于采用循环队列的存储方式存储所述足底压力数据；

定时器，用于控制所述第一传输模块定时向所述无线传输模块传输所述足底压力数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，其特征在于，所述移动终端还包括：

SQLite数据库，用于存储所述足底压力数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，其特征在于，所述鞋垫式传感器，包括：按照阵列式排布的多个足底压力传感器；多个所述足底压力传感器覆盖整个足底区域。

6.根据权利要求1所述的一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，其特征在于，所述无线传输模块为WiFi通信模块；所述WiFi通信模块为内置有TCP/IP协议栈的ESP8266芯片。

7.根据权利要求2所述的一种基于标识注册解析的智能足底压力检测系统，其特征在于，所述信号调理模块，还包括：

放大滤波模块，分别与所述行列选择器和所述中央控制模块连接，用于对所述足底压力数据进行放大和滤波，并将滤波后的数据发送至所述中央控制模块。

Images