《表1 惯性器件部分性能参数》

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《某康复训练运动信息采集系统》

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本采集系统主要完成控制、采集、无线传输3大功能，涉及到的器件主要有主控芯片、无线模块、加速度计和陀螺仪，其中惯性器件的选型又是重中之重。若待测信号的信号频带带宽或者典型值与所选器件的带宽、量程不符，将直接导致系统误差急剧增大，甚至采集不到想采集对象的运动信息。由于笔者所设计的系统主要是针对人体局部动作的，考虑到人体动作加速度与角速度都较小，且属于低频信号[4]，综合考虑零漂、频率响应、非线性误差等参数后选择小量程、精度较高的加速度计XXXX355和陀螺仪I3G4250D作为系统主要采集器件，同时选用带有三轴加速度与三轴陀螺仪的惯性测量单元MPU6050，可通过内部解算直接输出四元数，作为系统双传感信息融合的参照。另外在无线传输方式的选择上，鉴于人体运动较为缓慢，对于芯片采样频率的要求不高，因此采用2.4 G无线模块，最高有两兆比特每秒的传输速度，换算后相当于256 kB/s，能充分满足系统传输速率的要求[5]，同时该芯片是一款低功耗射频芯片，与蓝牙通信相比，降低了系统整体功耗，延长了系统在锂电池供电情况下的使用时间。在主控芯片的选择上，选取了引脚较多、片内资源较为丰富的STM32某一型号的芯片，这款芯片含有多个SPI接口，时钟速率可达到72 MHz，且带有I2C接口，能够很方便地与片上外设进行通信。惯性器件部分性能参数如表1所示。