一种远程康复信息采集控制系统的设计
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像机移动到适 当的位置 ， 进行 视频或图像信 息的采集 。
结论 ： 该控制系统基 本达到了设计 要求 ， 能够远程实时地进行三维视觉信息的采集， 供诊断和辅助产 品设计使用 。 关键词 远程康 复；单片机控制系统 ；视觉信息采集 ； 智能
文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ １ ． １ ２ ４ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ． ０ ３ ． ０ ２ ４ ８ ． ０ ５ 中图分 类号 ： Ｒ ４ ９ ６
程诊 断的信息 采集 系统 存在的问题 ， 本 文设计 了一种操作方
区康复工作要提高 质量 ， 使残疾人确实受益， 就需要有 专业程 度较 高的资源 中心作指导 。但我国康复治疗师 的培养工 作滞后， 现 有 的康 复专 家也 都 集 中在 大 、 中城市 和 富裕 地 区。因此 ， 要使康 复服务 能够 更好地适应 社 区化 、 家庭 化 的 趋势 ， 能更 好地服务 于居 住在 农村 的４ ０ ０ ０ 多万残疾人 ， 传统 的方法 难 以实现 ， 而利用远 程康 复技 术就 可 以解 决这 个 问
康复系统本身作为一种辅 助器具 评价诊断系统 ， 促进康 复医
一
远程康复信息采集 控制 系统示 意图见 图 １ 。该系统就是 个 辅助摄像 用的机器人 ， 它可以接受指令 以某条空 间曲线
为路径来 观察患者 。此控制 系统主要 由两个功 能模 块来 实 现， 一是现 场站 点的 Ｐ Ｃ机 ， 通过 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 来接 收远方 站点 的
控制命令 ， 经过模糊 控制算法 处理之后 ， 再 通过 ＲＳ ２ ３ ２串 口 传给单片机处理系统 ， 来控制小车 、 云台 、 摄像机 的运 动。另 外现场站点 的Ｐ Ｃ机还可 以将从摄像机采集 到的图像 信息根
据要 求进行 处理 ， 再通 过 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ 以适 当的方式 呈现给远 方
学的发展等方面 ， 虽 有所提及 ， 但 尚未作实质性研究 “ 。与 国外相关研究相 比 ， 我 国的相关研究大 多都集 中在以下几个 方面 ： 基于视频会议系统 的远程会诊系统 ； 远程家庭康复 ； 基 于ＷＥ Ｂ网站 的医疗信 息咨询 ； 某些 疾病数据库 系统 。从 目 前 国内外 的发展情况来看 ， 各 方 的研 究都 有较 大局限 ， 均处
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｒ ｅ ｈ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ，Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ４ ， Ｖ ｏ １ ． ２ ９ ， Ｎ ｏ ． ３
・
康复工程 ・
一
种远程康复信息采集控制系统的设计
任 郁 苗
摘 要
目的 ： 研制 一种基 于 Ｐ Ｉ Ｃ１ ６ Ｆ ８ ７ ７ 单片机 的远程康复信息采集控制系统 。 方法 ： 将 自动控制技术 、 电子和计算机技术相结合 ， 通过控制 小车 、 云台 、 摄像机 的运 动 ， 使其能够 到达合 适的方位 ， 以便远方康复专家不受时空限制 、 实时地观察患 者的身体状况 ， 进行远程诊断和评估。 结果 ： 实现 了远程康 复信 息采 集控制系统 的设计 ， 能够控制承载信 息采集系统的智能小车 、 带动摄像机 的云台和摄
题。
便、 沟通率高 、 成本较低 、 智 能化 的信 息采集 系统。
１ 远程康复信息采集控制系统的构成
国外 有关远程康复系统 的研究 出发点各有 不同 ， 归纳起 来， 主要是将 远程康 复系统 当作一 种通信手段 ， 来 消除辅 助 器具评价专家与远方残疾人 士间的空 间障碍 ， 对如何把远程
２ １ 世纪康 复的一个重要 发展趋势是社 区化 、 家庭化 的康 复服务 。在 国外 ， 即使是在 富裕的西欧 ， 人们也越来越 意 识到社 区康复 的重要性 。在 我 国在 ２ １ 世 纪社 区康 复也将 真正成 为康复 医疗 工作 的基 础 。过 去十几年 的中 国社 区康 复试点计 划， 多在城市社 区进行， 但我 国 ６ ７ ０ ０ 万残疾 人 中， 有
基金项 目： 西安工业大学校长基金资助（ Ｘ Ａ Ｇ Ｄ Ｘ Ｊ Ｊ １ ３ １ ３ ）
１ 西安工业大学电子信息工程学院生物医学工程 系， 西安市未 央区学 府中路 ２ 号西安 工业大学电信 学院 ５ ４ 号信箱 ， ７ １ ０ ０ ２ １ 作者简介 ： 任郁苗 ， 女， 硕士 ， 讲师 ；收稿 日 期： ２ ０ １ ３ — ０ ７ ． １ ７
４ ０ ０ ０ 多万人生 活在农村社 区， 而且有着更为特殊 的困难 。社
要 建立 远程康 复 系统 ， 首 先就 需要 确定 诊断 用 的信息 采 集 系统 的方案 。其 中 ， 视 觉信 息 的采集是 最 主要 和最复
杂的
。 目前 ， 国内外 常用的几种诊断用的视觉信息采集
方案有ｕ ： ①多摄像 机系统 。三维立体 图像运动连续性提 高， 图像清 晰度更精 细 、 逼真 ， 但是成本高且数据量大易造成 网络传输障碍 。②位置 固定 的摄像机 系统。成本低 ， 操作 简 单， 但观 察范围 、 角度受 限制 ， 不灵活 。③现场 医师摄像 。操 作简单 ， 方便 灵活 ， 但可能 由于现场 医师与远 程专家相互 之 间的沟通 问题 ， 使得现场 医师不能按照远程专 家的意图来进 行视觉信息 的采集 ， 造成沟通效率 的降低 。鉴 于 目前 用于远
在起 步 阶段 。因此进 行远程康 复系统 的研 究具有重 要的意
义。
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — １ ２ ４ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． Ｏ ｌ １
站点， 供远方的康复专家和辅助设计厂商诊断、 设计之用。
二是 单片机控 制系统 ， 主要用来控 制小车 、 云台、 摄像机 的运
２ ４ ８ ＷＷＷ． ｒ ｅ ｈ ａ ｂ ｉ ． Ｃ Ｏ ｌ ｎ． ｅ ｌ ｌ
结论 ： 该控制系统基 本达到了设计 要求 ， 能够远程实时地进行三维视觉信息的采集， 供诊断和辅助产 品设计使用 。 关键词 远程康 复；单片机控制系统 ；视觉信息采集 ； 智能
文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ １ ． １ ２ ４ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ． ０ ３ ． ０ ２ ４ ８ ． ０ ５ 中图分 类号 ： Ｒ ４ ９ ６
程诊 断的信息 采集 系统 存在的问题 ， 本 文设计 了一种操作方
区康复工作要提高 质量 ， 使残疾人确实受益， 就需要有 专业程 度较 高的资源 中心作指导 。但我国康复治疗师 的培养工 作滞后， 现 有 的康 复专 家也 都 集 中在 大 、 中城市 和 富裕 地 区。因此 ， 要使康 复服务 能够 更好地适应 社 区化 、 家庭 化 的 趋势 ， 能更 好地服务 于居 住在 农村 的４ ０ ０ ０ 多万残疾人 ， 传统 的方法 难 以实现 ， 而利用远 程康 复技 术就 可 以解 决这 个 问
康复系统本身作为一种辅 助器具 评价诊断系统 ， 促进康 复医
一
远程康复信息采集 控制 系统示 意图见 图 １ 。该系统就是 个 辅助摄像 用的机器人 ， 它可以接受指令 以某条空 间曲线
为路径来 观察患者 。此控制 系统主要 由两个功 能模 块来 实 现， 一是现 场站 点的 Ｐ Ｃ机 ， 通过 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 来接 收远方 站点 的
控制命令 ， 经过模糊 控制算法 处理之后 ， 再 通过 ＲＳ ２ ３ ２串 口 传给单片机处理系统 ， 来控制小车 、 云台 、 摄像机 的运 动。另 外现场站点 的Ｐ Ｃ机还可 以将从摄像机采集 到的图像 信息根
据要 求进行 处理 ， 再通 过 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ 以适 当的方式 呈现给远 方
学的发展等方面 ， 虽 有所提及 ， 但 尚未作实质性研究 “ 。与 国外相关研究相 比 ， 我 国的相关研究大 多都集 中在以下几个 方面 ： 基于视频会议系统 的远程会诊系统 ； 远程家庭康复 ； 基 于ＷＥ Ｂ网站 的医疗信 息咨询 ； 某些 疾病数据库 系统 。从 目 前 国内外 的发展情况来看 ， 各 方 的研 究都 有较 大局限 ， 均处
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｒ ｅ ｈ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ，Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ４ ， Ｖ ｏ １ ． ２ ９ ， Ｎ ｏ ． ３
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康复工程 ・
一
种远程康复信息采集控制系统的设计
任 郁 苗
摘 要
目的 ： 研制 一种基 于 Ｐ Ｉ Ｃ１ ６ Ｆ ８ ７ ７ 单片机 的远程康复信息采集控制系统 。 方法 ： 将 自动控制技术 、 电子和计算机技术相结合 ， 通过控制 小车 、 云台 、 摄像机 的运 动 ， 使其能够 到达合 适的方位 ， 以便远方康复专家不受时空限制 、 实时地观察患 者的身体状况 ， 进行远程诊断和评估。 结果 ： 实现 了远程康 复信 息采 集控制系统 的设计 ， 能够控制承载信 息采集系统的智能小车 、 带动摄像机 的云台和摄
题。
便、 沟通率高 、 成本较低 、 智 能化 的信 息采集 系统。
１ 远程康复信息采集控制系统的构成
国外 有关远程康复系统 的研究 出发点各有 不同 ， 归纳起 来， 主要是将 远程康 复系统 当作一 种通信手段 ， 来 消除辅 助 器具评价专家与远方残疾人 士间的空 间障碍 ， 对如何把远程
２ １ 世纪康 复的一个重要 发展趋势是社 区化 、 家庭化 的康 复服务 。在 国外 ， 即使是在 富裕的西欧 ， 人们也越来越 意 识到社 区康复 的重要性 。在 我 国在 ２ １ 世 纪社 区康 复也将 真正成 为康复 医疗 工作 的基 础 。过 去十几年 的中 国社 区康 复试点计 划， 多在城市社 区进行， 但我 国 ６ ７ ０ ０ 万残疾 人 中， 有
基金项 目： 西安工业大学校长基金资助（ Ｘ Ａ Ｇ Ｄ Ｘ Ｊ Ｊ １ ３ １ ３ ）
１ 西安工业大学电子信息工程学院生物医学工程 系， 西安市未 央区学 府中路 ２ 号西安 工业大学电信 学院 ５ ４ 号信箱 ， ７ １ ０ ０ ２ １ 作者简介 ： 任郁苗 ， 女， 硕士 ， 讲师 ；收稿 日 期： ２ ０ １ ３ — ０ ７ ． １ ７
４ ０ ０ ０ 多万人生 活在农村社 区， 而且有着更为特殊 的困难 。社
要 建立 远程康 复 系统 ， 首 先就 需要 确定 诊断 用 的信息 采 集 系统 的方案 。其 中 ， 视 觉信 息 的采集是 最 主要 和最复
杂的
。 目前 ， 国内外 常用的几种诊断用的视觉信息采集
方案有ｕ ： ①多摄像 机系统 。三维立体 图像运动连续性提 高， 图像清 晰度更精 细 、 逼真 ， 但是成本高且数据量大易造成 网络传输障碍 。②位置 固定 的摄像机 系统。成本低 ， 操作 简 单， 但观 察范围 、 角度受 限制 ， 不灵活 。③现场 医师摄像 。操 作简单 ， 方便 灵活 ， 但可能 由于现场 医师与远 程专家相互 之 间的沟通 问题 ， 使得现场 医师不能按照远程专 家的意图来进 行视觉信息 的采集 ， 造成沟通效率 的降低 。鉴 于 目前 用于远
在起 步 阶段 。因此进 行远程康 复系统 的研 究具有重 要的意
义。
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — １ ２ ４ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． Ｏ ｌ １
站点， 供远方的康复专家和辅助设计厂商诊断、 设计之用。
二是 单片机控 制系统 ， 主要用来控 制小车 、 云台、 摄像机 的运
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