随着智能穿戴设备的不断研究和发展,人体运动能耗监测作为其中重要的功能,逐渐受到广泛的重视。人体运动过程中,运动者的训练量及训练强度通过测量运动能耗进行量化评估,而有效的运动量和运动强度是保证运动锻炼效果的关键。本文在深入了解目前能耗测量方法优劣性的前提下,选用三轴加速度传感器法测量运动能耗,运用力学做功的定义,并结合新型传感器LIS3DH、MSP单片机主控模块与蓝牙4.0无线传输模块,最终设计开发出了一套能耗监测系统来实时监测运动者的能耗情况。本论文的主要工作概况如下:(1)本文能耗算法基于力学做功的定义,推导出一个运动能耗与人体加速度以及体重有关的公式,并且成功的运用矩形法将公式中的一重积分公式在软件中实现。(2)对运动传感器模块和CC2540 USB Dongle模块的硬件电路设计,运动传感器模块包括主单片机MSP430F5340、加速度传感器LIS3DH和蓝牙CC2540电路,CC2540USB Dongle模块包括蓝牙CC2540最小系统、调试电路和USB转串口电路。(3)软件设计上实现蓝牙主从节点的数据通信,完成了主控模块MSP430单片机的主程序以及各模块子程序的软件设计,通过能耗算法在单片机中运算出结果,最终通过蓝牙传输到上位机中。(4)设计上位机用户中心管理软件,采用了Delphi软件平台开发,加载SPComm控件完成主机和接收系统的通信,并对数据进行曲线图展示。本文通过对目前短距离无线通信技术和传感器技术的分析和研究,设计并实现了一套超低功耗的人体运动能耗监测系统。最终设计实验并对系统的精度进行了验证,达到了设计的预期目标。