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基于塑料光纤的智能人体运动监测仪
作者：邵继昌谢晨龙陈旭阳
指导老师：刘彬
主要内容：
如图1所示，发光二极管(IF-E96E)发出的光通过塑料光纤，光纤传感区域，塑料光纤到达光电二极管(IF-D91)，单片机采集光电二极管端的电压通过蓝牙传输上传至电脑或手机等各种移动设备。通过人体关节弯曲过程中接收端探测到的光强度的变化来判断关节的实时运动状态。具体步骤如下：
1.将塑料光纤传感器固定在人体关节处，关节自由运动。2.单片机采集光电二极管两端电压并通过蓝牙模块传输将数据传输到电脑上位机和手机端。3.通过深度学习方法分析人体关节的运动角度、频率及人体运动模式等。将塑料光纤光纤传感器植入到服装内部，使测量更准确、更方便，并可以搭配多种服装，实现真正意义的可穿戴设备。通过可穿戴设计将传感器固定在肘关节或膝关节，如图2所示，通过传感器采集的关节运动数据通过蓝牙模块导入PC端和手机端，可用于医学临床关节健康评估和人体运动监测。应用价值：
当前，世界许多国家正经历人口老龄化进程，老年人口的扩大，带来了多种生理和健康问题，是目前世界范围内巨大的社会经济问题。仅在我国老年人用医疗器械市场规模就达-亿元。据统计到年,中国的老年人口将达到2.48亿人,老龄化水平将达到17.17%。到年,中国的老年人口总量将超过4亿人,老龄化水平将超过30%。老年人因为行动不便，更为迫切地需要移动医疗带来的便利与疾病预防功能。在中国，类风湿关节炎的患病率已按年复合增长率0.6%，由年的5.8百万例增至年的5.9百万例，并预期将继续按年复合增长率0.7%由年的6.0百万例增至年的6.1百万例。在这些问题中，老年人因肌肉骨骼疾病而丧失行动能力的问题尤为严重，因为它造成了严重的社会、精神和身体后果。人体关节监测和早期诊断这些疾病，将是解决这一问题的有效办法。临床关节健康评估将是解决这一问题的有力而有效的方法。本设备可以通过定期监控运动状态并协助维持定期的身体活动或锻炼，来帮助检测关节参数和运动状态，还可以监控和记录关于一个人的生理状况和运动活动的实时信息。大多数现有的联合监测系统庞大而复杂，结构复杂而脆弱。一些系统还需要熟练的操作员和实验室来收集数据并提取联合相关信息。但本设备由塑料光纤组成，可以集成到舒适的服装中或直接连接到人体这种可连续监测关节活动和健康的可穿戴设备可以记录和提取早期诊断的重要参数，从而可以及早处理与移动相关的问题。成果推广：
1.人体运动监测设备前景：
据最新数据显示，年第三季度全球可穿戴设备出货量共计万台，同比增长94.6%，创下单季度出货量的新纪录。华为，苹果，三星出货量增幅最大，均超过%。随着信息化时代的普及，智能手环因其便捷实用的特性，面向的消费群体也逐渐变化，有其特别受到中青年、老年人的欢迎，智能手环作为目前备受用户