计步器可编辑.pptVIP

************第12组杨文能王志远王潇闫立川张卫东电子计步器01环境背景目录02顾客需求03工作原理04硬件设计05软件设计1.环境背景随着社会的发展人们越来越注重自己的健康，跑步成为一种方便又有效的锻炼方式。但是如何知道自己跑了多少步，多远的路程?计步器可以帮助人们实时掌握锻炼情况。它的主要功能是检测步数通过数和步幅可计算行走的路程步幅信息。可通过行走固定的距离如20m来计算或是直接输入高级的计步器还可以计算人体消耗的热量。但这些计算的主要依据是步数的检测。携带方便01使用方便02字体清晰03计步准确04设置简单05外观漂亮062.顾客需求3.工作原理在人行走过程中，可以将距离、速度、加速度等属性作为描述人体行走状态的参数，本文主要对人体运动过程中的加速度信息进行采样分析。行走时，身体的各个部位都在运动，它们的运动都会产生相应的加速度，其中垂直方向的加速度变化是最大的。在每一个步伐周期中，人体的垂直加速度值都会出现一个峰值，这样的一个峰值对应迈出的一步。采用加速度传感器对人体运动的加速度信息进行采集，对加速度信号作预处理，再由微控制器通过计步算法准确地计算出人体实际行走的步数在人体运动过程中，脚离开地面是行走的第一步。由于地面会给蹬地的人一个反作用力，垂直加速度开始逐渐增大，身体重心也逐渐上移。当脚要达到最高点位置时，脚的垂直速度值是最小的，垂直加速度值达到最大，然后接着脚会向下移动，垂直加速度值开始逐渐减小，最终脚落地，垂直加速度值减少到最小值，然后便进入到下一个步伐周期。4.硬件设计主控制器采用ST公司的基于ARMCortexM3内核的48位微控制STM32F103C8T6，三轴加速度传感器采用INEMO，同时采用2.4寸彩色液晶显示屏对行走步数、剩余电量等信息进行显示，按键和振动马达作为人机交互设备。主控制器STM32F103C8T6按键电路SIM300INEMO液晶显示电源5.软件设计系统软件主要实现高精度计步器的数据采集、算法处理、信息输出以及人机交互，核心技术是步数检测算法实现。传统的步数检测算法主要有两种:一是动态阈值判断方法，从正弦波形的下降区间进行判断；二是峰值检测方法，从正弦波的拐点处判断步数。这两种检测方法都有局限性和不确定性。本计步器结合以上两种方法，提出一种新的改进算法，从而可高效准确地检测出人体行走的步数。5.1数据预处理（1）中值滤波在运动过程中,加速度传感器的输出信号会包含大量的脉冲噪声信号，在实际计步过程中必须剔除。中值滤波是一种有效的消除脉冲噪声的方法，它是一种基于排序统计理论的能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，它把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近真实值，从而消除孤立的噪声点。（2）低通滤波通常来讲，人体每秒钟行走0.5～2.0步，最多不超过5.0步。因此合理的计步器输出为0.5～5.0Hz，需要通过一个低通滤波器，以从原始加速度信号中分离出人体活动所产生的高频低通噪声，此时的低通滤波器截止频率为5.0Hz************