【摘 要】
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人运动姿态检测有着重要的应用价值,在体育训练、医疗器械、仿生工程等诸多领域都有着广泛的应用。近年来随着微电子技术的发展,人运动姿态检测设备逐渐朝着小体积、低功耗、低成本以及多功能的方向发展,现在的各类可穿戴电子产品多少都带有一些姿态检测的功能。本文设计了一种基于n RF52832蓝牙芯片和ICM20948九轴传感器的人运动姿态检测器。本文设计的人运动姿态检测器是一款可以独立工作的便携的姿态检测设备
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人运动姿态检测有着重要的应用价值,在体育训练、医疗器械、仿生工程等诸多领域都有着广泛的应用。近年来随着微电子技术的发展,人运动姿态检测设备逐渐朝着小体积、低功耗、低成本以及多功能的方向发展,现在的各类可穿戴电子产品多少都带有一些姿态检测的功能。本文设计了一种基于n RF52832蓝牙芯片和ICM20948九轴传感器的人运动姿态检测器。本文设计的人运动姿态检测器是一款可以独立工作的便携的姿态检测设备,以耳挂式的佩戴方式附着于人体,进行姿态数据的采集。该款人运动姿态检测器具有开关机、低功耗、Flash存储、空中升级、角度解算与过偏提示、计步与卡路里计算、通过蓝牙连接手机实时传输数据等一系列功能。本文主要开展了以下几个方面的工作:（1）完成了系统整体结构方案的设计。分析了功能要求和任务指标,设计了总体逻辑结构和系统工作流程,包括无线传输方案的设计与选择、按键功能的设计、LED功能设计、Flash存储模式设计、角度校准设计等。（2）完成了系统硬件电路的设计。通过对系统功能与需求的分析,确定了ARM芯片和传感器的型号,完成了ARM系统外围电路以及I2C接口电路的设计。（3）完成了系统软件的设计。设计了各任务之间的时序关系,确定了系统软件的整体流程,完成了I2C总线的软件设计。（4）完成了核心算法的设计。对采集到的原始姿态数据进行滤波处理,完成了滤波算法的设计。结合系统的功能要求,设计实现了角度解算算法,包括初始位置校准、最大偏转角度设置、偏转路径校准以及实时的角度解算。结合本款人运动姿态检测器的耳挂式佩戴方式,参考市面上常见的腕带式设备的计步功能与其算法实现原理,设计了一种紧贴人体躯干的计步算法。完成核心功能的算法设计之后,将设备佩戴使用,并与市面上存在的商品进行比较分析,指出后期的改进方向。本文设计的基于n RF52832蓝牙芯片和ICM20948九轴传感器的人运动姿态检测器,经过验证和测试,实现了角度解算与过偏提示、计步功能、Flash存取功能、系统空中升级等一系列功能。其中角度解算功能具有较高的精度,和市面上常见产品相比增加了实时角度的显示,提高了产品实用性;计步功能中设计了一种针对本系统的计步算法,解决了紧贴躯干佩戴时设备的计步问题。
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