SONGJIANG NO.5 MIDDLE SCHOOL/ 科技实践项目
演示数据
研究项目档案 · 2026
让每一步
更有感知。
基于随机共振原理的智能微震动鞋垫联合步态矫正对糖尿病足早期筛查与康复干预的机制研究
项目学生蔡思杭松江五中
通过足底压力感知、步态特征提取与亚阈值微振动反馈，探索“感知—判断—干预”的闭环路径。
18 ZONES
SMART
INsole
INsole
42.8kPa · 峰值压力
94步态稳定指数
02 / plantar sensing
足底压力地图
演示数据流
18-zone pressure field
LIVE
LEFT
RIGHT
低负荷高负荷
42.8 kPa · 建议关注前掌受力变化
左右足底压力分配处于稳定区间
当前为浏览器演示数据。点击“连接 STM32”，选择 CH340 对应串口后，将使用真实 FSR402 传感器帧。
03 / gait interpretation
步态特征分析
双足压力中心轨迹左脚 右脚
起步中段离地
步态周期1.08 s
支撑相比例61.2%
压力对称性96.4%
步频108步/分
04 / stochastic resonance
随机共振干预
微弱触觉信号增强后可感知信号
系统将振动控制在个体感知阈值附近，使微弱的足底触觉线索更容易被感知，用于步态训练过程中的区域提示。
当前干预模式步态同步
轻柔亚阈值区间强刺激
前掌反馈马达等待步态触发
05 / technical record
技术文档
研究设计与软件实现摘要
系统流程图
FSR402 阵列采集足底压力，经 STM32 完成模数转换与数据打包，通过 HC-05 蓝牙传输至上位机；软件端完成滤波、步态特征提取、风险评估，并将振动参数回传至鞋垫端。
感知→分析→反馈
软件基础信息
前端采用原生 HTML、CSS 与 JavaScript 构建；数据适配层预留串口/蓝牙帧接口。系统支持 18 通道压力矩阵、步态时序记录、可视化与报告导出。
- 采样频率
- 20 Hz
- 通信帧
- JSON / 115200 bps
软件系统设计
系统按“数据采集—特征计算—状态展示—干预控制”分层。压力数据进入统一快照模型，驱动足底热力图、趋势轨迹和步态指标，控制器根据支撑相发送区域振动指令。
SerialReader → FeatureEngine → Dashboard → MotorControl
软件详细设计
压力通道按前掌、足弓、足跟分区；以滑动窗口计算均值、峰值、左右对称性和压力中心。随机共振模块使用伪随机序列调制 PWM，提供强度、频率、触发区域和步态同步模式。
版本 0.1 · 展示原型
HARDWARE REFERENCE
硬件资料
来自项目资料文件夹的硬件参考图，实际装配以 STM32、FSR402、振动马达与通信模块联调结果为准。
