基于MEMS加速度傳感器的計(jì)步器設(shè)計(jì)

1、小組成員付莎莎袁洪平蘭劍龍指導(dǎo)老師：黃麗基于MEMS加速度傳感器的計(jì)步器設(shè)計(jì)內(nèi)1研究背景：計(jì)步器現(xiàn)狀2研究目的：智能監(jiān)控3研究?jī)?nèi)容：基本思想4技術(shù)路線：框架結(jié)構(gòu)小覽容研背景究國(guó)內(nèi)國(guó)外人們?cè)絹?lái)越注重自己的健康，跑步成為一種方便而又有效的鍛煉方式。計(jì)步器能夠?qū)θ藗兊捏w力活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。防止運(yùn)動(dòng)量不足，或運(yùn)動(dòng)過(guò)量。隨著技術(shù)的發(fā)展，計(jì)步器也做得越來(lái)越小，越來(lái)越好。小E小G小D小F由于計(jì)步器本身小巧、易攜帶，能夠精準(zhǔn)測(cè)量步數(shù)、步速、熱量消耗等數(shù)據(jù)，因此計(jì)步器有著重要的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。2012年國(guó)內(nèi)電子計(jì)步器消費(fèi)量1232萬(wàn)只，需求量越來(lái)越大。但是計(jì)步器的核心算法卻還有很大的提升空間20 世紀(jì) 80 年

2、代以來(lái)，美、德、法、俄等國(guó)家的一些公司相繼開(kāi)展微硅陀螺、微硅加速度計(jì)等微型慣性儀表的研究，美國(guó)在 MEMS加速度傳感器方面的研究處于領(lǐng)先水平。目前已有微型加速度計(jì)和微型硅陀螺儀的商品生產(chǎn)，體積和重量均很小，但尚需提高精度。國(guó)外的計(jì)步器起步早，發(fā)展快，人們對(duì)計(jì)步器的需求量也越來(lái)越大。研目的究123設(shè)計(jì)一款可以較精確計(jì)步的計(jì)步器對(duì)運(yùn)動(dòng)者進(jìn)行監(jiān)控，讓運(yùn)動(dòng)著清楚自己的狀態(tài)監(jiān)測(cè)使用者是否跌倒和其能量消耗研內(nèi)容究（1）三軸加速度傳感器檢測(cè)模塊通過(guò)步態(tài)加速度信號(hào)提取人步行的特征參數(shù)是一種簡(jiǎn)便、可行的步態(tài)分析方法。行走運(yùn)動(dòng)包括3個(gè)分量，分別是前向、側(cè)向以及垂直向，如圖所示。ADXL345 是一種三軸( X，Y

3、，Z 軸) 的數(shù)字輸出加速度器，可以與運(yùn)動(dòng)的3 方向相對(duì)應(yīng)。研內(nèi)容究1.人在行走時(shí)會(huì)有非常明顯的豎直方向的加速度，因此在Z軸上具有明顯的加速度，且加速度變化最為明顯。利用ADXL345檢測(cè)和加速度，再利用STM32對(duì)合加速度進(jìn)行處理。對(duì)合加速的進(jìn)行處理可以提高精確性，降低佩戴要求。（2）計(jì)步算法模塊2.右圖是人體行走時(shí)腰部加速度信號(hào)，利用ADXL345檢測(cè)加速度，然后用stm32對(duì)信號(hào)進(jìn)行峰值探測(cè)來(lái)進(jìn)行計(jì)步，檢測(cè)到一次峰值說(shuō)明人已經(jīng)走了一步，為了降低行走過(guò)程中身體顫抖對(duì)峰值探測(cè)的干擾，我們將考慮引入時(shí)間和幅值雙閾值發(fā)保證計(jì)步的準(zhǔn)確性。1.計(jì)步器對(duì)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)后，在LCD上顯示實(shí)際步數(shù)并 對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)顯示出運(yùn)動(dòng)里程和消耗的熱量 (卡路里) ，以曲線的形式顯示數(shù)據(jù)，更直觀具體顯示出人體 的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.在智能計(jì)步器中加入無(wú)線通信模塊，可將測(cè)量數(shù)據(jù)傳遞到手機(jī) 或電腦等設(shè)備，便于對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析,實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)。研內(nèi)容究（3）計(jì)步顯示及網(wǎng)絡(luò)通信模塊技路線術(shù)加速度檢測(cè)Stm32對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理顯示步數(shù)和能量消耗路線框架計(jì)步器框圖檢測(cè)加速度檢測(cè)加速度ADXL345時(shí)時(shí)檢測(cè)到的X，Y，Z 軸的加速度變化情況。Stm32 Stm32 處理處理人機(jī)交互人機(jī)交互計(jì)步算法，能量消耗