步行需要大脑、小脑、脊髓神经以及下肢的多块肌肉和多个关节的参与和密切协调,任意一个环节出现问题都会导致行走功能出现异常,并且表现形式都不一样,比如小脑或前庭功能受损患者常会出现全身运动不协调、摇摆不稳的醉汉步态。通过分析人体步态,可以辅助医生准确的诊断出患者行走功能的受损程度并提出个性化的恢复方案。现阶段,在临床上医生主要还是通过肉眼观察患者行走时的步态,根据病人的走路状态和粗略的分级方法给出诊断结果,这种传统方法非常依赖医生的经验并且无法建立统一的标准;在条件先进的医院可以使用三维步态分析仪。三维步态分析仪的优点是能够全面获取步态信息并给出全面、准确、可靠的步态参数,不过由于其价格很高且需要专业的人员来操作导致无法大范围推广。从能够得到定量的步态参数和降低使用门槛出发,本文设计了一种人体下肢步态分析系统,该系统由数据采集设备和步态分析软件构成,其中数据采集设备包括7个数据采集节点和1个数据汇聚节点。数据采集节点要完成的功能主要包括采集ADI惯性传感器数据并将数据打包填入数据缓冲区,通过W5500以太网通讯模块接收汇聚节点的命令和通过W5500以太网通讯模块发送数据缓冲区的数据给数据汇聚节点。数据汇聚节点要完成的功能主要包括响应按键事件,根据所按按键的不同控制采集过程的开始和停止,在Micro SD卡中创建BIN文件并将通过W5500以太网通讯模块接收的数据采集节点的数据存储到Micro SD卡中相应文件名的BIN文件中。数据采集结束后使用读卡器将Micro SD卡插入PC机,PC机中的步态分析软件读取Micro SD卡中的原始数据并加以计算和处理得到步态参数。最后,为了验证该步态分析系统的性能,以8名志愿者为测试对象,对每个志愿者测试4次,发现通过步态分析软件计算得到步态参数和用卷尺、秒表和测角仪测量得到的步态参数的差别很小,从而验证了本文设计的人体下肢步态分析系统的有效性。