[發明專利]基于Zigbee加速度傳感網絡的人體坐姿檢測系統及檢測方法

無效

• 申請號: 201110373654.5
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102488522A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 寧磊;喬寧;姜開元;楊明川;梁東宇;王偉;王振永;郭慶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

1.基于Zigbee加速度傳感網絡的人體坐姿檢測系統，其特征是：它包括三軸加速度傳感器(1)、Zigbee網絡發射器(2)、Zigbee網絡接收器(3)和上位機(4)，三軸加速度傳感器(1)和Zigbee網絡發射器(2)通過導線連接；三軸加速度傳感器(1)的三軸加速度信號輸出端與Zigbee網絡發射器(2)的三軸加速度信號輸入端連接；Zigbee網絡發射器(2)的信號發射端通過Zigbee網絡與Zigbee網絡接收器(3)的信號接收端無線連接；Zigbee網絡接收器(3)的三軸加速度信號輸出端與上位機(4)的三軸加速度信號輸入端連接。

2.根據權利要求1所述基于Zigbee加速度傳感網絡的人體坐姿檢測系統，其特征在于它還包括液晶顯示屏(5)，所述液晶顯示屏(5)的信號輸入端與Zigbee網絡接收器(3)的顯示信號輸出端連接。

3.根據權利要求1所述基于Zigbee加速度傳感網絡的人體坐姿檢測系統，其特征在于Zigbee網絡發射器(2)、Zigbee網絡接收器(3)均采用CC2430模塊實現，所述CC2430模塊中內置8051微控制器為內核，并集成能夠工作在2.4GHz頻段、且能夠支持SimpliciTI協議的無線收發標準。

4.根據權利要求1所述基于Zigbee加速度傳感網絡的人體坐姿檢測系統，其特征在于Zigbee網絡接收器(3)的三軸加速度信號輸出端與上位機(4)的三軸加速度信號輸入端之間采用串口方式通信。

5.根據權利要求1所述基于Zigbee加速度傳感網絡的人體坐姿檢測系統，其特征在于三軸加速度傳感器(1)的型號為MMA7361。

6.基于權利要求1的人體坐姿檢測方法，其特征是：將基于Zigbee加速度傳感網絡的人體坐姿檢測系統中的三軸加速度傳感器(1)固定在待檢測的人體的胸部以上的部位，然后啟動系統，所述人體坐姿檢測方法由以下步驟實現：

步驟一、三軸加速度傳感器(1)實時采集人體的三軸加速度信息，并將所述三軸加速度信息經Zigbee網絡發射器(2)發射至Zigbee網絡；

步驟二、Zigbee網絡接收器(2)從Zigbee網絡接收三軸加速度信息，并發送至上位機(4)；

步驟三、上位機(4)將步驟二接收到的人體的三軸加速度值轉換為人體傾斜角度，并判斷獲得的人體傾斜角度是否超過預設的傾斜閾值，如果判斷結果為是，則輸出判斷結果，并將該結果作為人體坐姿檢測結果；如果判斷結果為否，則執行下一時刻的人體坐姿檢測。

7.根據權利要求6所述的基于Zigbee加速度傳感網絡的人體坐姿檢測方法，其特征在于步驟一中所述三軸加速度傳感器(1)采集人體的三軸加速度值的方法具體為：

用歐拉角的形式表示一個坐標系的轉動，設OLMN為定坐標系，設OX₀Y₀Z₀為動坐標系，起始時定坐標系與動坐標系重合，當動坐標系繞M軸轉動角度θ和繞N軸轉動角度之后，動坐標X₀Y₀Z₀的位置變為OXYZ；

即：

式中：X₀、Y₀和Z₀分別為初始位置時，三軸加速度傳感器的X₀軸、Y₀軸和Z₀軸向上的加速度輸出值；

然后，通過公式：

獲得人體的三軸加速度值。