颈椎姿态智能监测系统的设计与开发(附件)【字数：9906】
摘 要在这个信息高速发展的时代，社会不断的进步，人们生活节奏的加快，工作学习压力的加大，人们长期不正确的学习工作的姿势，导致了颈椎病成为普遍化、大众化的疾病。由于科技的发展，电子产品的普及，颈椎病不再是中老年人的专利，颈椎问题开始困扰着青少年的日常生活。在我们日常工作生活中，尤其是程序员，几乎整天工作都离不开电脑，长期的错误姿势导致程序员深受颈椎病的困扰，不但影响其工作效率，而且还会影响将来的生活质量。因此，颈椎姿态智能监测系统应运而生。课题设计并实现基于单片机的智能姿态监测系统，总体设计模块有电源管理模块，颈椎信息采集模块，数据处理控制模块，无线蓝牙串口模块和报警装置。整体系统方案的低功耗以及可集成性,具有一定的应用前景。从颈椎病产生的源头出发，减少和降低人们患颈椎病的几率，从而提高人们的工作效率。本系统采用了成熟的单片机开发技术，增强了单片机开发技术在智能设备中的应用。运用了超声波测量距离技术，对这一技术有了新的认识。使用了无线通讯技术，对这一项技术又有了新的了解和掌握。
目录
第1章 前言 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究意义 2
1.4全文组织结构 2
第2章颈椎姿态智能监测系统总体分析 3
2.1颈椎姿态智能监测系统功能性需求概述 3
2.1.1系统概述 3
2.1.2用户特点 3
2.2颈椎姿态智能监测系统设计思路 3
2.3颈椎姿态智能监测系统整体架构 3
第3章颈椎姿态智能监测系统硬件设计 5
3.1电源管理模块 5
3.2颈椎信息采集模块 5
3.3数据处理控制模块 6
3.4无线蓝牙串口模块 7
3.5报警模块 7
第4章 颈椎姿态智能监测系统程序设计 9
4.1程序框图 9
4.2单片机主控程序 9
4.3 LCD显示仿真 10
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4.4超声波传感器程序设计 11
4.4 ADXL345三轴加速传感器程序设计 12
4.5 无线蓝牙串口程序设计 12
第5章 系统测试 13
5.1 系统仿真 13
5.2系统电路PCB设计 14
5.3 电路焊接 14
5.4系统测试 15
第6章 总结与展望 17
6.1总结 17
6.2 展望 17
附?录 18
参 考 文 献 20
致 谢 21
第1章 前言
1.1研究背景
据调查显示，近年来，颈椎病的高发病人群年龄已经从55岁跌至39岁,颈椎病的发病人群已经变得越来越年轻化 [1],这不仅影响每个人的正常生活，甚至会带来一系列非常严重的社会问题[2]。随着科学技术的发展，电子产品的普及，学习工作任务的增加导致颈椎病的发病率较明显提高，已经不仅仅是老年人的“专利”，现在更多的是困扰着新一代的年轻人。包括我们信息工程学院的学生，不管是在学校学习还是工作，必须长时间使用电脑，很多学生都经常感觉到颈椎酸痛。其实，颈椎病现在不只是困扰着程序员，几乎困扰着我们身边的每一个人，颈椎病已经像感冒一样成为我们生活中常见的疾病，但它又不像感冒可以治好，它会一直困扰着人们一生，影响着人们的生活。
近年来发现,该病已有低龄化趋势,并越来越明显地暴露出它的相关职业特性。随着社会的发展，科学技术的进步，电子产品的普及，手机已经成为人们生活中必不可少的一部分，科技一方面给人们生活带来了便捷，另一方面也对人们造成了严重伤害，例如手机电脑辐射导致的良性脑肿瘤等。长时间不正确姿势的使用手机以及电脑，导致发病人群已经变得大众化,颈椎问题逐年增加，颈椎特殊的组织结构,使得颈椎具有灵活度大，承力重,活动频率高等特点，人们由于长时间的不正确学习与工作的姿态，导致了颈椎的不正确活动，这样不仅会造成周围肌肉、韧带的劳损，也会引起颈椎间的错位，甚至会患上颈椎病，困扰着人们的一生 [3]。随着人类寿命大大延长以及生活方式等多方面的改变,这种疾病的发生率也随之不断增高,继往的病因学研究显示:年龄、职业、颈部异常、生活环境、咽部感染、颈部外伤等都对颈椎的发病有影响[4]。有调查表明，30岁以下患者所占的比例比3039岁患者高出2.5%[5]。
1.2国内外研究现状
世界卫生组织最新公布的“全球十大顽症”中，在各类疾病中，颈椎病排序第二[6]。据我国最新的报道显示该病的发病率为17.3%[7]。有关部门在调查中发现,在过去的几十年甚至几百年里颈椎病一向都只是中老年人的“专利”，一般患有颈椎病的人都是因为年纪大身体素质下降，但是近年来40岁以下尤其是青少年患有颈椎病的概率已经逼近50岁以上年龄群体[8]。最近一段时间内，我国一项对2000例颈椎病患者展开的显示:由于学校给学生的任务加大，以及公司对工作人员的压力增大导致青少年和上班族患颈椎病的人数徒增,30岁以下患者所占的人数比例竟然比30～50岁的患者高出了22%[9]。而在我国目前治疗颈椎病的方案中，针刺治疗作为最常见的治疗方法，通过刺激穴位，具有松解紧张的肌肉群,暂时缓解疼痛的效果[10]。
1.3研究目的和意义
1.3.1研究目的
目前，我国颈椎病患病人数逐年增加，开始普遍化，低龄化，为了使人们免受颈椎病的困扰，方便人们的工作和学习。并且系统中的单片机、传感器的应用和开发的流程通过颈椎姿态智能监测系统的研究与设计中得到了深入的理解，同时对超声波测距、蓝牙技术等的应用也得到了深入的理解。现代社会，科技发达，电子产品方便了人们生活，但也对人们的身体带来了伤害，为了减轻人们受颈椎病的困扰，提高学习和工作效率。
1.3.2研究意义
颈椎病智能监测系统能够有效的预防学生、上班族和低头族长时间学习和使用电脑手机而导致的颈椎病，从颈椎病产生的源头出发，减少和降低人们患颈椎病的几率，实现实时提醒，给用户提供更加有效地预防颈椎疾病方法，使人们摆脱颈椎病的困扰，极大的提高人们学习和工作的效率，提升人们的生活质量，是现在社会必不可少的新兴监测系统之一。此系统设计运用了单片机系统设计和开发技术、系统控制技术等以及多种通信方式，结合了C 语言开发以及 PCB 设计，多种技术的融合，对各种技术的进一步开发和应用都具有很好的理论指导意义。
目录
第1章 前言 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究意义 2
1.4全文组织结构 2
第2章颈椎姿态智能监测系统总体分析 3
2.1颈椎姿态智能监测系统功能性需求概述 3
2.1.1系统概述 3
2.1.2用户特点 3
2.2颈椎姿态智能监测系统设计思路 3
2.3颈椎姿态智能监测系统整体架构 3
第3章颈椎姿态智能监测系统硬件设计 5
3.1电源管理模块 5
3.2颈椎信息采集模块 5
3.3数据处理控制模块 6
3.4无线蓝牙串口模块 7
3.5报警模块 7
第4章 颈椎姿态智能监测系统程序设计 9
4.1程序框图 9
4.2单片机主控程序 9
4.3 LCD显示仿真 10
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4.4超声波传感器程序设计 11
4.4 ADXL345三轴加速传感器程序设计 12
4.5 无线蓝牙串口程序设计 12
第5章 系统测试 13
5.1 系统仿真 13
5.2系统电路PCB设计 14
5.3 电路焊接 14
5.4系统测试 15
第6章 总结与展望 17
6.1总结 17
6.2 展望 17
附?录 18
参 考 文 献 20
致 谢 21
第1章 前言
1.1研究背景
据调查显示，近年来，颈椎病的高发病人群年龄已经从55岁跌至39岁,颈椎病的发病人群已经变得越来越年轻化 [1],这不仅影响每个人的正常生活，甚至会带来一系列非常严重的社会问题[2]。随着科学技术的发展，电子产品的普及，学习工作任务的增加导致颈椎病的发病率较明显提高，已经不仅仅是老年人的“专利”，现在更多的是困扰着新一代的年轻人。包括我们信息工程学院的学生，不管是在学校学习还是工作，必须长时间使用电脑，很多学生都经常感觉到颈椎酸痛。其实，颈椎病现在不只是困扰着程序员，几乎困扰着我们身边的每一个人，颈椎病已经像感冒一样成为我们生活中常见的疾病，但它又不像感冒可以治好，它会一直困扰着人们一生，影响着人们的生活。
近年来发现,该病已有低龄化趋势,并越来越明显地暴露出它的相关职业特性。随着社会的发展，科学技术的进步，电子产品的普及，手机已经成为人们生活中必不可少的一部分，科技一方面给人们生活带来了便捷，另一方面也对人们造成了严重伤害，例如手机电脑辐射导致的良性脑肿瘤等。长时间不正确姿势的使用手机以及电脑，导致发病人群已经变得大众化,颈椎问题逐年增加，颈椎特殊的组织结构,使得颈椎具有灵活度大，承力重,活动频率高等特点，人们由于长时间的不正确学习与工作的姿态，导致了颈椎的不正确活动，这样不仅会造成周围肌肉、韧带的劳损，也会引起颈椎间的错位，甚至会患上颈椎病，困扰着人们的一生 [3]。随着人类寿命大大延长以及生活方式等多方面的改变,这种疾病的发生率也随之不断增高,继往的病因学研究显示:年龄、职业、颈部异常、生活环境、咽部感染、颈部外伤等都对颈椎的发病有影响[4]。有调查表明，30岁以下患者所占的比例比3039岁患者高出2.5%[5]。
1.2国内外研究现状
世界卫生组织最新公布的“全球十大顽症”中，在各类疾病中，颈椎病排序第二[6]。据我国最新的报道显示该病的发病率为17.3%[7]。有关部门在调查中发现,在过去的几十年甚至几百年里颈椎病一向都只是中老年人的“专利”，一般患有颈椎病的人都是因为年纪大身体素质下降，但是近年来40岁以下尤其是青少年患有颈椎病的概率已经逼近50岁以上年龄群体[8]。最近一段时间内，我国一项对2000例颈椎病患者展开的显示:由于学校给学生的任务加大，以及公司对工作人员的压力增大导致青少年和上班族患颈椎病的人数徒增,30岁以下患者所占的人数比例竟然比30～50岁的患者高出了22%[9]。而在我国目前治疗颈椎病的方案中，针刺治疗作为最常见的治疗方法，通过刺激穴位，具有松解紧张的肌肉群,暂时缓解疼痛的效果[10]。
1.3研究目的和意义
1.3.1研究目的
目前，我国颈椎病患病人数逐年增加，开始普遍化，低龄化，为了使人们免受颈椎病的困扰，方便人们的工作和学习。并且系统中的单片机、传感器的应用和开发的流程通过颈椎姿态智能监测系统的研究与设计中得到了深入的理解，同时对超声波测距、蓝牙技术等的应用也得到了深入的理解。现代社会，科技发达，电子产品方便了人们生活，但也对人们的身体带来了伤害，为了减轻人们受颈椎病的困扰，提高学习和工作效率。
1.3.2研究意义
颈椎病智能监测系统能够有效的预防学生、上班族和低头族长时间学习和使用电脑手机而导致的颈椎病，从颈椎病产生的源头出发，减少和降低人们患颈椎病的几率，实现实时提醒，给用户提供更加有效地预防颈椎疾病方法，使人们摆脱颈椎病的困扰，极大的提高人们学习和工作的效率，提升人们的生活质量，是现在社会必不可少的新兴监测系统之一。此系统设计运用了单片机系统设计和开发技术、系统控制技术等以及多种通信方式，结合了C 语言开发以及 PCB 设计，多种技术的融合，对各种技术的进一步开发和应用都具有很好的理论指导意义。
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