智能手环功能及计步计数原理分析课件

智能手环智能手环智能手环功能硬件组成计步实现功能硬件组成计步实现外观外观功能监控睡眠：可以每天监控睡眠质量，清晰的看到每天的生活状态智能唤醒：每天清早远离闹钟的吵扰，用微振动把你从睡梦中唤醒时间显示：时间及日期功能监控睡眠：可以每天监控睡眠质量，清晰的看到每天的生活状态活动跟踪：可以记录你每天的活动轨迹卡路里消耗，以及身体状况，帮助你健康运动每一天里程与步数记录：实时记录每日的步行数，精确感应走、跑、跳等运动轨迹。同时结合行走步数精确的计算每日的运动距离。卡路里燃烧：能够精确检测卡路里消耗值，精确测量每一个微小动作数据同步：通过USB上传PC，通过蓝牙与手机同步短信提醒：来电提醒：饮食跟踪：根据你的饮食习惯和身体情况作出对比分析，提出科学合理的健康饮食建议活动跟踪：可以记录你每天的活动轨迹卡路里消耗，以及身体状况，硬件组成电池Dialog DA14580超低功耗处理器芯片，集成蓝牙4.0连接功能ADI传感器：ADXL362 3轴数字加速度传感器TI TPS62736 降压转换器硬件组成电池Dialog DA14580超低功耗处理器芯片，三轴加速度传感器构成及原理三轴加速度传感器包含一个单纯的机械性MEMS传感器和一枚ASIC接口芯片两部分，前者内部有成群移动的电子，主要测量XYZ轴的区域，后者则将电容值的变化转换为电压输出。当运动物体出现变速运动而产生加速度时，其内部的电极位置发生变化，就会反映到电容值的变化（C），该电容差值会传送给一颗接口芯片（InteRFace Chip）并由其输出电压值。三轴加速度传感器构成及原理三轴加速度传感器包含一个单纯的机械人体运动模型人体的运动包括三个分量，分别是前向、竖向和侧向。三轴加速度传感器，能够测量空间中X轴、Y轴、Z轴的加速度，所以能够感应人体在各个方向的振动。人体运动模型手臂摆动模型在人体行走中，手臂和腿部的摆动可以看作是和钟摆相似的运动，是一种具有正负加速度变化的运动过程。人行走一步，腿出现蹬地、摆动、触地的运动过程，而手臂出现最高点、最低点、最高点的摆动过程。在这个变化过程中，速度和加速度都将随时间变化。人行走一个步伐时，手臂的摆动就是上图中从 A 点到 E 点（或从 E 点到 A 点）的一个过程。在这个过程中，切向加速度先减小后增大，法向加速度先增大后减小。手臂摆动模型步数检测原理根据人体运动模型可以看出人体运动的加速度呈现周期性正弦变化。所以可以通过检测信号波形的峰值，然后根据运动特征判断有效步伐，通过记数波峰和波谷的次数，即可反映出行走的步数。人们走1步，重心1次向上，1次向下。所以在一定时间内加速度有了2次符合标准的变化，可以算作走了1步。步数检测原理峰值检测方法 查找峰值:峰值的查找一般都是采用寻找斜率转折点的方法，即求解相邻两次采样数据的斜率（简单的处理就是对相邻数据作差），根据结果的正负判断波形是处于上升期还是下降期，进而判断是否出现峰值。步伐判断:查找出峰值后，接下来就是判断步伐。求出相邻采样点的斜率，并把斜率值存入数据缓存，当斜率转折点两侧的正斜率数目和负斜率数目大致相等时，认为行走了一步。峰值检测方法 查找峰值:波形效果图一共走28步可以得到了上面的波形，大家可以数一下波峰波谷，可以发现大约有27-28个波峰波谷。波形效果图一共走28步可以得到了上面的波形，大家可以数一下波排错机制 我们日常生活中挥挥手，坐海盗船，乘车都有可能也会产生类似行走产生的波动，计步算法都根据了正常人类的行为做了一些排错机制。一般排错机制包括：人如果走起来了，一般会连续多走几步。因此，如果没有连续4-5个波动，那 么就极大可能是干扰。人走动的波动，比坐车产生的波动要大，因此可以看波峰波谷的高度，只检测高于某个高度的波峰波谷。人的反射神经决定了人快速动的极限，怎么都不可能两步之间小于0.2秒，因此间隔小于0.2秒的波峰波谷直接跳过。排错机制 我们日常生活中挥挥手，坐海盗船，乘车都有可能智能手环功能及计步计数原理分析课件