多功能計(jì)步器【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述通信工程通信工程多功能計(jì)步器多功能計(jì)步器摘要：摘要：本文主要介紹了多功能計(jì)步器的設(shè)計(jì)思路。本類多功能計(jì)步器主要用于鞋子，在人們行走中，通過傳感器，檢測到足底壓力得到行走或跑步的步數(shù)和路程，同時(shí)具有活動能量計(jì)算，顯示，語音的多功能計(jì)步器。設(shè)計(jì)主要采用AT89S52單片機(jī)為核心，采集足底壓力信號，然后調(diào)理整形，由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)步數(shù)，體能消耗的計(jì)算及顯示。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：單片機(jī)；足底壓力；計(jì)步器；能量消耗；一、引言

2、一、引言隨著社會的發(fā)展，人們健康意識的提高，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。但是如何知道自己跑了多少步，多遠(yuǎn)的路程？計(jì)步器可以幫助人們實(shí)時(shí)掌握鍛煉情況。它的主要功能是檢測步數(shù)通過步數(shù)和步幅可計(jì)算行走的路程。步幅信息可通過行走固定的距離如20m來計(jì)算或是直接輸入，高級的計(jì)步器還可以計(jì)算人體消耗的熱量。但這些計(jì)算的主要依據(jù)是步數(shù)的檢測[1][2][3]。二、計(jì)步器的設(shè)計(jì)二、計(jì)步器的設(shè)計(jì)首先，介紹計(jì)步器的工作原理。要

3、實(shí)現(xiàn)檢測步數(shù)，首先要對人走路的姿態(tài)有一定了解。人在行走時(shí)，腳、腿、腰部，手臂都在運(yùn)動，它們的運(yùn)動都會產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)變化，并且也會有一定的規(guī)律。研究表明，通過腳的狀態(tài)變化，來檢測步數(shù)是最準(zhǔn)確的但是在設(shè)計(jì)過程中，由于諸多因素的影響，比如考慮到攜帶的方便性，還有設(shè)計(jì)方法及元件的限制，人們只能選擇通過腰部的運(yùn)動來檢測步數(shù)。在第一代計(jì)步器設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者利用腰部運(yùn)動以檢測步數(shù)。人在行走時(shí)，腰部有上下的垂直運(yùn)動，在每步開始時(shí)會有一個比較大的力，利用對

4、力的峰值檢測可以得到行走的步數(shù)，使用過程中，使用者將計(jì)步器佩戴在腰間，行走一段路，采集到垂直力的曲線，最后可通過曲線圖計(jì)算得到行走的步數(shù)并顯示出來[4]。第一代計(jì)步器，在使用過程中，呈現(xiàn)出了諸多問題，如：一，使用時(shí)必須佩戴于腰部，此時(shí)用要求，明顯造成了很大的不方便。二，由于腰部的運(yùn)動曲線容易變化，運(yùn)動時(shí)，如果使用者運(yùn)動幅度較小，計(jì)步器比較難采集到精確的運(yùn)動信號，所以設(shè)計(jì)者又設(shè)計(jì)出了代替腰部的振蕩計(jì)步器，此計(jì)步器是佩戴與手腕部，通過人在跑

5、步時(shí)，手腕的來回晃動，發(fā)送給計(jì)步器運(yùn)動的信號，從而得到運(yùn)動的步數(shù)，以及消耗的能量，此設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)就是攜帶方便，較之前的計(jì)步器，也較精確，但壓電薄膜傳感器具有性能穩(wěn)定，使用壽命長，柔性好，強(qiáng)度大等特點(diǎn)，完全滿足對于傳感器的要求[10][11]。在調(diào)理整形電路方面，由傳感器傳來的信號需要經(jīng)過一定的處理才能傳遞給單片機(jī)，所以調(diào)理整形電路可將傳感器最初的信號經(jīng)過放大，濾波，然后整形。整形電路的設(shè)計(jì)元件主要有LM339電壓比較器構(gòu)成，LM339

6、電壓比較器是一種低功耗，低失調(diào)電壓比較器，當(dāng)兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339電壓比較器用在弱信號檢測等場合是比較理想的。實(shí)現(xiàn)將模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變[12]。顯示器基本要求是輕便小巧，可以顯示數(shù)字就可以，考慮到視覺方面，LCD1602較適宜[13]。計(jì)步器的軟件設(shè)計(jì)直接影響計(jì)步器的使用價(jià)值，計(jì)步，能量消耗的計(jì)算，語音等等功能都是通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。軟件部分，我們需要完成單

7、片機(jī)對各個模塊的整合，控制，還有計(jì)步，能量消耗，顯示，語音等功能的實(shí)現(xiàn)。這些都需要對單片機(jī)進(jìn)行編程才能實(shí)現(xiàn)。各個功能之間的切換與聯(lián)系以及按鍵的設(shè)置為主要，定時(shí)器中斷時(shí)間要算的準(zhǔn)確，難度較大的能量消耗的計(jì)算公式，公式為：能量消耗（Kcal）=0.43身高0.57體重（千克）0.26步頻（步分鐘）0.92時(shí)間（分鐘）108.44。此公式有待實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[14]。三、結(jié)束語三、結(jié)束語通過對計(jì)步器的發(fā)展以及運(yùn)作原理進(jìn)行簡要是概括，并且比較了不同的計(jì)

8、步器之間的優(yōu)缺點(diǎn)，以及經(jīng)過資料收集，設(shè)計(jì)了一款攜帶方便，精確度高，性能強(qiáng)，功能多的計(jì)步器，此種計(jì)步器適用于多種地方。在“亞健康狀態(tài)”日趨嚴(yán)重的社會。監(jiān)測健康的小家電在市場上的熱銷是有目共睹的，在歐美等發(fā)達(dá)國家，“日行百步”是公認(rèn)能保障健康的力量，隨身帶一個電子計(jì)步器督促自己多運(yùn)動，每天測量自己的運(yùn)動狀況已成為健康時(shí)尚，相比之下，我國在這方面的意識在這幾年已逐步追上國際的步伐，這大大的促進(jìn)了中國計(jì)步器市場的發(fā)展，今后的計(jì)步器應(yīng)當(dāng)會在功能強(qiáng)