摘要 為了便于獲取步態數據，采用μPD78F0547微控制器、US3LV02DQ微加速度計、nRF2401無線收發芯片等主要器件，設計了步態加速度信號無線采集裝置。將該裝置的一端固定于人體腰或腿等部位，按設定的采樣率連續輸出運動時的三維加速度數據；另一端接收數據并通過串行接口實時地傳送到計算機中，從而實現大量步態數據的采集和存儲。
關鍵詞 加速度計 步態數據 無線采集 μPD78F0547 LIS3LV02DQ

引 言
步態作為生物特征之一，在身份識別和運動分析方面都有著重要的研究意義，國內外已有許多學者投入到該熱點研究中。步態研究需要以大量可靠的原始步態數據為基礎，目前公開的步態數據庫都基于步態圖像口。然而動態環境中拍攝的圖像容易受光照變化、運動目標的影子等多種因素影響，給步態特征的提取帶來較大困難。Ailisto H．等人提出了一種采用加速度傳感器來獲取步態數據的新方法，避免了動態環境中多方面因素對捕捉圖像的不利影響，降低了數據處理的難度，從而開辟了步態數據獲取的新途徑。但是該方法采用裝有DAQl200數據采集卡的筆記本電腦采集數據，不僅成本高，而且不便于測試對象攜帶。
近幾年隨著傳感器技術的發展和制作工藝的不斷改進，具有尺寸小、精度高、功耗低等優點的MEMS(Micro-Electro-MecHanical-System)加速度傳感器已經進入應用領域，使得基于運動傳感器的步態研究更為方便。本文介紹的步態加速度信號無線采集裝置，就是采用了MEMS三軸加速度計LIS3LV02DQ、無線收發芯片nRF2401、8位微控制器μPD78F0547等主要器件而設計的。

1 硬件電路設計
步態加速度信號無線采集裝置主要由兩部分構成：數據采集及無線發送模塊，無線接收及數據傳輸模塊。主要的接口電路包括微控制器與加速度計之間的CSIA0串行接口電路，與無線收發芯片之間的CSIll串行接口電路，以及UART轉USB的橋接電路等。其原理如圖1、圖2所示。由固定于人體腰后部的數據采集及無線發送模塊獲取并無線發送人運動時的三維加速度數據；計算機端的無線接收及傳輸模塊將接收到的數據通過USB串行接口傳輸到計算機中，作為后續數據處理的數據源。

2 控制軟件設計
數據采集及無線發送程序流程如圖3所示。其中初始化包括微控制器的I／O端口初始化、串行接口初始化、中斷初始化、加速度計和無線收發芯片的初始化配置。初始化完成后等待按鍵命令，第一次按鍵進入開始采集數據狀態，再按一次鍵則停止采集數據。按鍵由被測試人控制。