基于MEMS加速度傳感器的計步器設(shè)計

1、小組成員付莎莎袁洪平蘭劍龍指導(dǎo)老師：黃麗基于MEMS加速度傳感器的計步器設(shè)計內(nèi)1研究背景：計步器現(xiàn)狀2研究目的：智能監(jiān)控3研究內(nèi)容：基本思想4技術(shù)路線：框架結(jié)構(gòu)小覽容研背景究國內(nèi)國外人們越來越注重自己的健康，跑步成為一種方便而又有效的鍛煉方式。計步器能夠?qū)θ藗兊捏w力活動進(jìn)行測量。防止運動量不足，或運動過量。隨著技術(shù)的發(fā)展，計步器也做得越來越小，越來越好。小E小G小D小F由于計步器本身小巧、易攜帶，能夠精準(zhǔn)測量步數(shù)、步速、熱量消耗等數(shù)據(jù)，因此計步器有著重要的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。2012年國內(nèi)電子計步器消費量1232萬只，需求量越來越大。但是計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，美、德、法、俄等國家的一些公司相繼開展微硅陀螺、微硅加速度計等微型慣性儀表的研究，美國在 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。國外的計步器起步早，發(fā)展快，人們對計步器的需求量也越來越大。研目的究123設(shè)計一款可以較精確計步的計步器對運動者進(jìn)行監(jiān)控，讓運動著清楚自己的狀態(tài)監(jiān)測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模塊通過步態(tài)加速度信號提取人步行的特征參數(shù)是一種簡便、可行的步態(tài)分析方法。行走運動包括3個分量，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，可以與運動的3 方向相對應(yīng)。研內(nèi)容究1.人在行走時會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檢測和加速度，再利用STM32對合加速度進(jìn)行處理。對合加速的進(jìn)行處理可以提高精確性，降低佩戴要求。（2）計步算法模塊2.右圖是人體行走時腰部加速度信號，利用ADXL345檢測加速度，然后用stm32對信號進(jìn)行峰值探測來進(jìn)行計步，檢測到一次峰值說明人已經(jīng)走了一步，為了降低行走過程中身體顫抖對峰值探測的干擾，我們將考慮引入時間和幅值雙閾值發(fā)保證計步的準(zhǔn)確性。1.計步器對人體運動狀態(tài)進(jìn)行檢測后，在LCD上顯示實際步數(shù)并 對其進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析，同時顯示出運動里程和消耗的熱量 (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 的運動狀態(tài)。2.在智能計步器中加入無線通信模塊，可將測量數(shù)據(jù)傳遞到手機 或電腦等設(shè)備，便于對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析,實時跟蹤運動 狀態(tài)。研內(nèi)容究（3）計步顯示及網(wǎng)絡(luò)通信模塊技路線術(shù)加速度檢測Stm32對信號進(jìn)行處理顯示步數(shù)和能量消耗路線框架計步器框圖檢測加速度檢測加速度ADXL345時時檢測到的X，Y，Z 軸的加速度變化情況。Stm32 Stm32 處理處理人機交互人機交互計步算法，能量消耗