杨建华，李 正，赵 妤，王少文

（西安工业大学 电子信息工程学院，西安 710021）

表面肌电信号（surface electromyography signal，SEMG）是通过肌肉收缩而产生的一种生物电信号。SEMG 是一种非平稳的微电信号[1-2]，其幅值在0～5 mV 之间，信号频率在20 Hz～500 Hz 之间[3]，大部分信号在50 Hz～150 Hz 之间[4]。由于该信号微弱、易受到外界环境以及工频的干扰[5-6]、且具有很强的随机性等特点使得对其进行实时采集、处理和识别困难较大。同时通常针对表面肌电信号的研究一般通过专用硬件采集设备采集信号，然后将数据上传到PC 机上进行分析运算处理，停留在实验室研究范围，难以满足便携性和实用性要求。基于这样的背景，本文设计了一款基于STM32F103 处理器的嵌入式肌电信号手势识别系统。处理器中增加了FreeRTOS 操作系统实现多任务运行，可以根据任务优先级进行数据采集、数据处理、数据传输和屏幕显示等操作，提高了系统的实时性。

1 系统结构

本系统的整体结构框架如图1所示，肌电传感器采集人体胳膊的肌电信号，前端调理电路，经一级放大、高通低通滤波、50 Hz 陷波、二级放大和全波整流后获得适合微处理器采集的信号，然后经过AD 转化器转化为数字信号，输入到STM32 处理器中，在微处理器部分完成特征提取、数据训练和动作识别并输出显示。与此同时通过串口将不同的手势数据发送到有LabVIEW 编写的上位机软件中，在LabVIEW 软件平台进行相关手势波形的显示。整个系统采用多线程处理，大幅度提高了系统的处理效率，各个线程之间通过消息队列进行相互通信。……