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基于ZigBee无线传感网络的人体动作信息采集平台设计
摘要：
本文研究基于ZigBee无线传感网络的人体动作信息采集平台设计。传统的动作采集方法需要大量人力及时间，且易受环境影响。而无线传感网络技术在无须人工操作的情况下，可实现动作信息的高效采集及传输。在本文中，我们设计了基于ZigBee协议的传感器节点，实现了多个节点间的数据传输、接收及处理，并在PC端展示出采集的人体动作信息。实验结果表明，所设计的平台在可靠性、实时性及准确性等方面均表现出了良好的性能。
关键词：ZigBee；无线传感网络；人体动作信息采集；平台设计
引言：
随着人们对身体健康的关注度不断提高，相关的科研及医疗工作者也在不断探索人体功能及运动规律的研究。然而人体动作信息的获取及分析在传统的采集方式下，往往需要大量人力及时间，且易受环境影响。而无线传感网络技术的应用，可以在无须人工操作的情况下，实现对人体动作信息的高效采集及传输。ZigBee无线传感网络技术具有低功耗、低数据传输速率及低成本等特点，在人体动作信息采集中具有广泛的应用前景。
正文：
一、ZigBee协议
ZigBee是一种短距离和低功耗的无线通信协议。它使用基于IEEE802.15.4标准的物理层和MAC层。ZigBee让多种设备在相同的网络上协同工作。它能够通过低速率、低成本和低功耗连接各种设备，如传感器、行动跟踪器、医疗设备以及智能家居设备。ZigBee网络中，节点的通信方式为星型网络，即所有节点都向协调器节点通信，协调器节点将数据传输给最终的目标设备。
二、传感器节点的设计
在本文中，我们设计了基于ZigBee协议的传感器节点，用于采集人体动作信息。节点包括传感器、处理器、有线通信接口和无线通信接口。传感器通过采集进行测量，数据由处理器进行处理后，通过无线通信接口传输给协调器节点。
采用3轴加速度计传感器进行数据采集，以获取三个方向上的加速度信息。传感器所采集的数据经处理器处理后，可得到单个节点所代表的人体动作信息。
三、节点间数据传输及接收
为了实现多个节点间的数据传输及接收，我们在设计中考虑到了节点的拓扑结构及通信协议。在ZigBee网络中，每个节点都具有唯一的64位地址，采用短地址加码的形式进行传输和接收，可以有效避免地址冲突和数据混淆。
协调器节点中，我们通过串口与PC进行连接，并将传感器节点所采集的人体动作信息实时传输至PC端。在PC端我们利用MATLAB软件进行数据的分析、处理及展示。
四、实验及结果分析
在实验中，我们分别采用了全身运动及单关节运动两种情况进行测试，利用自编程序进行了数据采集和处理，实现了运动状态的检测。
实验结果表明，所设计的平台在可靠性、实时性及准确性等方面均表现出了良好的性能。同时，平台具有低功耗、灵活性、易于维护及扩展等特点，可实现对人体动作信息的实时采集及处理，具有很好的应用前景。
结论：
本文基于ZiGBee无线传感网络技术，设计了一套人体动作信息采集平台，可实现对人体动作信息的高效采集及传输。该平台具有灵活性、易于维护及扩展等特点，可广泛应用于人体功能及运动规律的研究领域。