单片机坐姿压力测量系统的设计(2)

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3 系统的硬件设计 7

3.1系统硬件工作原理 7

3.2系统硬件电路的设计 8

3.2.1模拟开关电路的设计 8

3.2.2 A/D转换电路 9

3.2.3单片机与模拟开关的连接电路 10

3.2.4无线蓝牙发送模块 11

4系统可视化的实现 13

4.1 Visual Basic 6.0简介 13

4.2单片机与pc机的串口通信 13

4.2.1 MSComm控件 13

4.3可视化系统设计 15

4.3.1窗体主要功能介绍 15

4.3.2系统部分程序介绍 15

4.3.3 VB环境下压力数据的配色显示 16

5系统实测结果与存在的问题分析 18

5.1系统的实测结果 18

5.2系统存在问题的分析 19

结论 20

参考文献 20

1.绪论

1.1人体坐姿健康与体压分布的关系

1.1.1疾病与不良体压分布的关系

现代社会坐姿不良被证明为很多疾病的起因，例如脊柱侧弯，颈椎病，尾骨疼痛等，引起了越来越多的关注。

1)脊柱侧弯是危害青少年最为严重的骨科疾病，多发生于6-16岁的青少年，发病率为3%-5%，患脊柱侧弯的青少年90%有着坐姿不良的毛病，特别是坐姿倾斜。由于坐姿倾斜，导致脊椎受力不均，支撑人体的脊椎发生弯曲变形，从而导致脊椎损伤【1】。对于青少年而言，发现明显的症状之后再采取治疗已经为时已晚了。所以研究坐姿压力的分布，对于提早预防青少年脊柱侧弯等疾病具有重要意义。

2) 长期工作于电脑面前的白领们由于长时间的坐姿压力分布不均，久而久之颈椎病以及尾骨疼痛就成为了他们的普遍疾病。不良坐姿会引起颈肩痛，肌肉损伤，随着时间的推移，势必会出现颈椎间盘受损，导致颈椎病。长期不正确的坐姿，如后仰的坐姿，容易压迫坐骨引起神经损伤，造成坐骨疼痛，身体前倾的姿势则容易压迫大腿丰富的毛细血管，引起包括髋部附近，尾骨附近的软组织损伤。

1.1.2坐姿舒适性与体压分布的关系

体压分布指的是人体与座椅接触面上的压力分布状况。接触面压力与座椅舒适度之间有很大的关联，对于座椅的设计具有重要影响。当一个人坐在座椅上时，大部分的体重是通过臀部，背部上隆起的肌肉传递至座位表面上的。早期关于体压分布的研究主要是对医疗方面，以防止或减轻瘫痪病人的皮肤溃烂。有研究表明，均匀布置在座椅表面上的压力分布可减少皮肤溃疡发生的概率。人体与座位接触面局部高压可能引起人体软组织的变形，从而阻碍血液循环和营养供应，使得人体产生不适或疲劳感。尽管人体压力分布的研究已经取得了不少成绩，但仍存在一些争议，一些学者认为，身体的重量应均匀分布在人体臀部以下，人体的大腿处则应处于尽可能小的压力之下，这样有益于人体健康，这主要是因为，当高压作用于人体的大腿软组织时，人的身体会产生不适感，从而影响人的工作效率【2】。还有一些学者认为体重应均匀分布在整个座位表面，如2000年时 Milivojevich提出了“更均匀的压力分布可以使座位更舒适，”他们的研究发现，大腿与坐骨的平均压力更小时座椅的舒适性会更好。