一種足底壓力監測系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及壓力監測技術領域，特別涉及一種足底壓力監測系統及方法。
【背景技術】
[0002]糖尿病是一組以高血糖為特征的代謝性疾病，目前，世界上糖尿病的發病率高達
8.35%，大約有3.82億人患有糖尿病。糖尿病長期存在的高血糖，將導致人體各種組織，特別是眼、腎、心臟、血管、神經慢性損害、功能障礙，并導致多種并發癥。病足是糖尿病一種比較嚴重的并發癥，發病率為15%?25%，其中，由于糖尿病病足導致的截肢的患者占整個截肢人數的1/3，研宄表明，如果對糖尿病人進行早期足底篩查，并對病人進行相應的足部防護教育和治療干預，可以減少85%可能發生的截肢。糖尿病人由于下肢神經、血管損傷，導致足底壓力會有顯著的升高，足底壓力的增高增加了病人足底患潰瘍的風險，且足部壓力升高可以作為糖尿病人足底潰瘍的風險警示，因此，對患有糖尿病多年的病人進行足底壓力監測、篩查具有重要意義，提前發現足底壓力異常，通過穿著適合病人的減壓鞋墊、糖尿病鞋可以降低糖尿病人病足發病幾率，減輕病人的治療經濟負擔。
[0003]現有足底壓力分布測量技術研宄中，足底壓力測試平板、測試墊技術已比較成熟，而可穿戴的壓力鞋、壓力鞋墊最為先進，但尚未得到廣泛市場應用，前者測試穩定，但系統龐大，測試存在空間局限性且價格昂貴，另外平板式壓力測試，一般是裸足進行測試，測得的壓力與實際穿著鞋子時候的壓力分布存在差別；鞋墊式的體積緊湊，便于穿戴，且不受空間范圍影響，測試更接近于人體真實的運動狀態時的壓力分布情況。

【發明內容】

[0004]針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供了一種結構緊湊、安全穩定、節能低耗、智能高效，且可對糖尿病人的足底壓力進行全天候、全方位監測的足底壓力監測系統及方法。
[0005]本發明采用的技術方案是:一種足底壓力監測系統，包括:壓力監測單元，其包括微控制器、與所述微控制器通過線路連接的加速度傳感器、存儲器和通訊傳輸模塊，所述通訊傳輸模塊通過信號聯通于移動終端；壓力檢測單元，其包括若干貼附于鞋墊上表面的壓力傳感器，所述的壓力傳感器通過線路連接于所述微控制器。
[0006]優選的，所述的足底壓力監測系統還包括無線充電單元，其包括外充電模塊和內充電模塊，所述外充電模塊包括外充電線圈和與所述外充電線圈電連接的無線充電輸出電路，所述內充電模塊包括與所述外充電線圈通過電磁場耦合感應的內充電線圈、與所述外充電線圈電連接的傳輸電路、與所述傳輸電路通過線路連接的充電控制模塊、與所述充電控制模塊相連接的電池，其中，所述充電控制模塊通過線路連接于所述微控制器。
[0007]優選的，所述的壓力傳感器采用電阻式傳感材料。
[0008]優選的，所述的壓力傳感器以4個/cm2的密度分布于所述鞋墊的腳底和前腳掌處，所述的壓力傳感器以I個/cm2的密度分布于所述鞋墊的腳弓處。
[0009]優選的，所述壓力傳感器的采集數據通過放大調理電路進行信號調理，并經A/D轉換模塊連接于所述微控制器。
[0010]優選的，所述的通訊傳輸模塊設置為藍牙傳輸模塊，所述移動終端采用手機或平板電腦。
[0011]一種足底壓力監測系統的監測方法，包括以下步驟:步驟一、微控制器通過通訊傳輸模塊檢測是否存在配對的移動終端:如果檢測到存在配對的移動終端，則檢測監測系統中是否存在未發送的監測數據，如果存在需要發送的監測數據，則將監測數據發送至配對的移動終端，并繼續返回檢測是否存在配對的移動終端，如果不存在需要發送的監測數據，則直接進入步驟二 ；如果檢測到不存在配對的移動終端，則直接進入步驟二 ；步驟二、通過加速度傳感器采集用戶的體動信號，以判斷用戶的行為模式，所述行為模式包括運動模式和非運動模式:當用戶處于非運動模式時，所述壓力檢測單元呈關閉狀態，所述微控制器處于低功耗休眠模式，并返回步驟一進行循環；當用戶處于運動模式時，所述壓力傳感器持續采集不同時間點的足底壓力數據，并經微控制器數據處理后判斷相鄰兩個時間點的足底壓力數據的變化值是否超過預設閾值:如果變化值未超過預設閾值，則繼續持續采集不同時間點的足底壓力數據；如果變化值超過預設閾值，則將監測數據存入存儲器中，并返回步驟一進行循環。
[0012]優選的，所述非運動模式設置為當足底無壓力或足底壓力變化幅度小于所述預設閾值時。
[0013]優選的，所述運動模式設置為當足底壓力數據變化幅度超過所述預設閾值時。
[0014]優選的，所述預設閾值范圍設置為6?12kPa。
[0015]本發明與現有技術相比，其有益效果是:本發明提供的足底壓力監測系統及方法，通過合理分布壓力傳感器在鞋墊各處的密度，在不影響病人足底壓力數據采集的情況下，大大減少了壓力傳感器總數目，縮小排線尺寸，使得整個足底壓力監測系統結構緊湊，且便于用戶穿著；通過通訊傳輸模塊聯通于移動終端，并采用無線充電單元實現便捷充電供電，可對用戶的足底壓力進行全天候、全方位監測；通過加速度傳感器采集用戶的體動信號，以判斷用戶的行為模式，并結合合理的足底壓力監測方法，使得對用戶的足底壓力監測更加安全可靠和智能高效。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明所述的足底壓力監測系統的結構框圖；
[0017]圖2為本發明所述的足底壓力監測系統的監測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0019]如圖1所示，本發明提供了一種足底壓力監測系統，包括:
[0020]壓力監測單元，其設置于鞋底凹槽中，所述的壓力監測單元包括微控制器、與所述微控制器通過線路連接的加速度傳感器、存儲器和通訊傳輸模塊，所述通訊傳輸模塊通過信號聯通于移動終端，所述的通訊傳輸模塊設置為藍牙傳輸模塊，所述移動終端采用手機或平板電腦，微控制器將接收的數據存入存儲器中，并由存儲器將保存的用戶的足底壓力監測數據通過通訊傳輸模塊發送到移動終端上；
[0021]壓力檢測單元，其包括若干貼附于鞋墊上表面的壓力傳感器，所述的壓力傳感器采用電阻式傳感材料，且所述的壓力傳感器以4個/cm2的密度分布于所述鞋墊的腳底和前腳掌處，以I個/cm2的密度分布于所述鞋墊的腳弓處，腳底和前腳掌處壓力傳感器分布較密集，而腳弓處由于著力點較少，壓力傳感器的密度分布較小，通過合理分布壓力傳感器在鞋墊各處的密度，在不影響病人足底壓力數據采集的情況下，大大減少了壓力傳感器總數目，縮小排線尺寸，使得整個足底壓力監測系統結構緊湊，且便于用戶穿著，所述壓力傳感器的采集數據通過放大調理電路進行信號調理，并經A/D轉換模塊連接于所述微控制器；
[0022]無線充電單元，其包括外充電模塊和置于所述鞋底凹槽中的內充電模塊，所述外充電模塊包括外充電線圈和與所述外充電線圈電連接的無線充電輸出電路，所述內充電模塊包括與所述外充電線圈通過電磁場耦合感應的內充電線圈、與所述外充電線圈電連接的傳輸電路、與所述傳輸電路通過線路連接的充