基于阵列式触觉传感器的中医脉象采集系统的设计.pdf

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1、2012年第31卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)99基于阵列式触觉传感器的中医脉象采集系统的设计李皓，胡晓娟，朱洪海，董军(1．华东师范大学，软件学院，上海200062；2．中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏苏州215123)摘要：给出了一种基于电容式触觉传感器阵列的新型中医脉象采集系统的设计，弥补了以往单点压力传感器定位不准、信息量少、重复性差等缺点，目的是为中医脉象的客观化研究提供技术支持。本系统包括采集器软硬件、PC端软件设计以及基于斜率阈值的脉象起始点、主波峰值点特征提取方法。系统采集的脉象波形稳定，通

2、过与人工标注的数据对比，特征提取算法的误差在0．02S以内。关键词：阵列触觉传感器；中医脉象；采集系统中图分类号：TP391．5文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)04-0099-04Design0fChinesepulsecollectionsystembased0ntactilearraVSenS0rSLIHao。HUXiao-juan．ZHUHong—hai．DONGJun(1．SchoolofSoftwareEngineering，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200062，China；2．SuzhouInstituteo

3、fNano-techandNano-bionics，ChineseAcademyofSciences，Suzhou215123，China)Abstract：AdesignofChinesepulsecollectionsystembasedonthetactilearraysensorisgiven．Itmakesupthedisadvantageoftraditionalsingle—pointpressuresensorssuchashardtolocate，lackofinformationandhardtoduplicate．Theaimofthisdesignistooff

4、ertechnicalsuppo~totheobjectiveresearchofChinesepulseandtraditionalChinesemedicine(TCM)．Thesystemincludesthecollector~hardwareandsoftwaredesign，thesoftwareonPCandthefeatureextractionmethodoftheonsetandmainwavepeakvaluepointofthepulseconditionbasedonslopethreshold．Thepulseconditionwaveformcollect

5、edbysystemisstable．Bycomparisonwiththemanualmarkeddata，theerrorextractedbythealgorithmoffeatureextractionislessthan0．02S．Keywords：tactilearaysensors；Chinesepulsecondition；collectionsystem0引言样率读取其中的压力信号值，再通过RS-232串行接口传输中医是中华民族医学发展中的一份瑰宝，尽管数字医给Pc机。Pc机将三部脉象信号显示出来并存人数据库，疗技术不断发展，但中医脉象的采集和客观化一直以来都通过特征

6、提取算法可提取脉象信号的起始点和主波峰值点是一个难题，复杂和抽象的脉象信息给中医切脉的计算机等特征参数。图2为采集系统实物图。模拟带来极大的困难。传统单点的压力传感器已难以满足脉象采集的需要。本文提出一种基于电容阵列式触觉传感器的多点脉象采集系统，可以同时采集一定面积下的多路压力信号，为进一步的脉象分析提供新的思路。1系统硬件设计系统框图如图1所示，由3个传感器模块、主控器、通信接口模块以及电源管理模块组成。传感器模块分别采集图1系统框图人体桡动脉寸、关、尺三部脉象信号。每只传感器在不足Fig1Systemblockdiagram0．7cm。的面积内提供3×4共l2点的压力信息。主控器

7、1．1传感器模块通过通信接口对每个传感器模块进行初始配置并以一定采脉象传感器是整个系统的关键，目前广泛采用PVDF收稿日期：2011-09-02100传感器与微系统第31卷1．3通信接口设计MCU与CDC的通信接口采用AD7147兼容的SPI串行通信，4线传输方式。MCU为主机模式，3个传感器模块●一作为从机。SPI时钟线与数据线采用总线复用。MCU用(a)系统采集板实物图(b)传感器模块(e)人机界面3个独立的I／O口作为从机的片选信号，以分