bob半岛简易的智能手环制作的过程详细 - 全文智能手环是一种穿戴式智能设备。通过该设备,用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠等实时数据,并将这些数据与、平板同步,起到通过数据指导健康生活的作用半岛·综合体育。另外,智能手环还具有社交功能,能够将锻炼情况和睡眠质量发送到社交
一个智能手环最小系统一般包括:可充电的电源模块、控制模块(图1_2中左边芯片)、蓝牙模块(右边芯片)、存储模块和加速计模块(上面芯片)。其中加速计是为了获得佩戴者在运动或睡眠过程中的加速度数据,通过分析这些数据则能够判断佩戴者的运动情况和睡眠质量;存储模块主要负责将实时数据暂存,接着在适当的时刻借助蓝牙模块将数据同步到手机端。方便起见本次要自制的记步手环将不采用存储器暂存,而是将数据实时地传送到手机端。同时为了便于大家对记步算法的理解,客户端将采用一个折线图的形式实时展示记步手环收集的数据。
看了上面的分析大家可能会疑惑——仅仅用一个加速计怎么能实现记步和睡眠质量检测呢?其实确实可以bob半岛!因为加速计可以实时获取自身的XY三个轴向的加速度。当其静止时合加速度会在重力加速度附近波动;当佩戴者处于深度睡眠过程中时,其合加速度将呈现出长时间的稳定于重力加速度附近;当其随着运动的佩戴者手臂而做周期性摆动时,其数据也是有一定规律可循的。这样,设计时只要通过分析从加速计获的数据就能实现对运动或睡眠质量的记录。
上面已经提到:为了方便,我们并未采用存储器实现记步手环的离线记录,而是实时地将数据发送到客户端由一个可视化的折线所示系统中记步手环部分包含单片机模块、蓝牙模块、加速计模块和电源模块,这样通过单片机的协调可以实现将加速计模块的数据通过蓝牙实时地传送给客户端程序。在客户端部分则负责将收集到的实时数据以折线图的形式动态地展示出来,此外客户端中也加入一个滑动条来控制记步阈值来真正让大家明白其设计思想(真正商业化的智能手环多数采用的是先将有效数据保存在手环的小型存储器中,上位机周期性地将数据收集并同步到服务器端)。
如图4_1,相比于上一个无线小风扇该硬件构成反而比较简单:蓝牙模块依然采用我们比较熟悉的HC-06模块,对于加速度的测量采用四周飞行器上常采用的MPU6050模块。该模块不仅含有加速计的功能,还具有陀螺仪的功能,其在汽车防侧翻、相机云台稳定、机器人平衡、空中鼠标、姿态识别等众多领域都有应用,这里我们只是利用了它的加速计功能。此外要注意:图4_1所示的单片机模块的电源引脚被隐藏了,在真正设计连接时一定不要忽略这两个引脚!
MPU-60X0是全球首例9轴运动处理器。它集成了3轴MEMS陀螺仪,3轴MEMS加速计,以及1个可扩展的数字运动处理器DMP(Digital Motion Processor)。如图5_1所示轴向是相对于加速计说的,当芯片水平静止放置时x轴和y轴的加速度分量几乎为0,z轴的加速度分量约为当地的重力加速度;而旋转极性则是对陀螺仪来说的,本次先不介绍。
为何上面说9轴信号呢?因为MPU-60X0可用连接一个第三方的数字传感器,比如磁力计。扩展之后就可以通过其I2C或SPI接口输出一个9轴的信号半岛BOB。也可以通过其I2C接口连接非惯性的数字传感器,比如压力传感器。(为什么特别提磁力计和压力传感器呢?因为在飞控方面半岛·综合体育,利用陀螺仪和加速计可以计算飞行器的倾角,从而调节飞行器平衡。但是只是调节平衡对方向没有概念也不能执行复杂任务,因此需要配备磁力计(也即电子罗盘传感器)。此外,由于飞行器在不同高度作业时,其周围的重力加速度也不同,这样会影响倾角的准确性,因此通过气压计计算所处高度然后计算实时加速度达到精确控制的效果。)
MPU-60X0对陀螺仪和加速计分别用了三个16位的ADC半岛·综合体育,将其测量的模拟量转化为可输出的数字量半岛·综合体育。为了精确跟踪快速和慢速运动,传感器的测量范围是可控的,陀螺仪可测范围为±250,±500,±1000,±2000°/秒(dps),加速计可测范围为±2,±4,±8,±16g(重力加速度)。如图5_3是直接从16位ADC中读出的6轴的数据(从左到右依次为加速计X轴数据、Y轴数据、Z轴数据、陀螺仪X极数据、Y极数据、Z极数据):
但是这里的输出值并不是真正的加速度和角速度的值,上面说过,MPU是一个16位AD量程可程控的设备,这里设置的加速度传感器的测量量程为正负2g(这里的g为重力加速度)半岛BOB·中国官方网站,陀螺仪的量程为正负2000°/s。所以要用下面的公式进行转化:
最后给大家推荐一款比较容易买到的MPU6050,如图5_5该模块将核心芯片和外围电路集成到一个模块上并留出八个引脚,本次使用只需用到上面四个即可(具体连接参考图4_1)半岛BOB·中国官方网站。
第二小节讲到当MPU6050随着运动的佩戴者手臂而做周期性摆动时,其数据也是有一定规律可循的。简单起见我们只分析合加速度:一个摆臂周期其合加速度会在重力加速度上下波动,如图6_1只要选取合适的阈值(黑线代表阈值),每次检测出合加速度大于该阈值则认为是一次摆臂,从而可以实现记步的功能。这里要特别说明下:如果想把你的手环推向市场,就要通过大量分析摆臂数据建立一套更好的记步算法,如果偷懒只用楼主的简单算法,小心产品推出后被用户的口水淹死(哈哈)!
上次我们在使用蓝牙串口模块时使用过串口通信,由于51系列单片机将串口通信很多细节都封装到芯片内部,所以我们即使设计了串口驱动模块,也并没有真正了解串口通信的核心思想。其实串口协议的出现是为了构成一个总线线路半岛BOB,这样单片机只要使用比较少的引脚就能和比较多的设备进行通信了,这里要用到的I2C总线也具有相同的效果但又有些不同。
r-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式,具有接口线少,控制方式简单,器件封装形式小,通信速率较高等优点。如图7_1采用I2C总线个引脚便可和多个设备进行通信(其实每个采用I2C通信方式的设备都具有唯一的地址码,这样在总线中便能够被唯一识别)半岛·综合体育,从而大大减少了引脚的使用。在I2C总线中使用的两线为时钟线SCL和数据线C主从设备都是只被这两根线连接起来的。每一个设备既可以作为发送方,也可以作为接收方,或者既可以作为发送发也可以作为接收方。在总线中的主设备一般起产生时钟信号和初始化通信的作用,从设备则负责响应主设备发出的命令。为了在总线上区分每一个设备,每一个从设备必须有一个唯一的地址。主设备一般不需要地址(一般为
l 接收者:从总线接收数据的设备l 主设备:产生时钟信号、启动通信、发送I2C命令和终止通信的设备
在总线备用时SDA和SCL都必须保持高电平状态,只有关闭I2C总线时才能使SCL钳位在低电平。在I2C总线数据传输时,在时钟线高电平期间,数据线上必须保持有稳定的逻辑电平(也就是说在数据传输期间只有时钟线低电平期间,才允许数据线上的电平发生变化)。
因此在如图7_3中对于每一个时钟脉冲期间一比特的数据将会被传送bob半岛,SDA只能在时钟信号为低电平时才能改变。下面是代码中发送一字节的函数:在循环体内每次将dat内的最高位移出到CY中,进而赋值给SDA(这时SCL为低,SDA可改变)半岛·综合体育。接着拉高SCL并保持5us,最后再拉低SCL实现一个时钟脉冲将dat中最高位送出。依此循环8次实现将dat全部传出。
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命令不会没有任何预兆直接发送的,每一个I2C命令的发送总是开始于开始条件并结束于终止条件。这里所谓的开始条件和终止条件起始也是由SCL和SDA组合形成的(如图7_4)。
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开始条件之后I2C总线被认为是忙状态半岛·综合体育,只有当停止信号之后其他主设备才能使用该总线。此外bob半岛,当开始条件之后主设备能够多次发出开始信号。这些开始信号和第一次发出的开始信号类似,他们后面经常会跟从设备的地址。这样可以方便实现在I2C总线忙期间,当前占线的主设备可以和不同的从设备进行通信。
I2C总线上传送的每一个字节均为8位,但是每启动一次I2C总线,其后的数据传送字节数是没有限制的。同时每传送一字节的数据后面都要跟随一个接收者回应的应答位(低电平为应答信号,高电平为非应答信号),当全部数据发送完毕后主设备发送终止信号bob半岛。
上面说过每一个从设备都应该具有唯一的地址,这样主设备才能准确的寻址到每一个设备,而这些地址被统一规定为7比特。但是上面讲过I2C总线比特岂不是少一位!其实紧跟地址还有一位用来表示是读操作还是写操作的标志位。如果该位为0表示主设备将要向从设备写数据,否则表示主设备将要从从设备读数据。在这8比特被发送后主设备能够持续地进行读或者写。如果主设备想和其他从设备进行通信,只要再次发送一个新的开始信号就可以而不必发送终止信号。
至此,我们基本上已经将I2C的知识学完了,下面将结合MPU6050的驱动进一步讲解其原理(该部分的代码参见工程的mpu6050.c部分)。我们首先来看一下它的头文件mpu6050.h:从第6到25行上来就是一大串内部地址的定义bob半岛,对于初学者可能一头雾水!如果楼主再引入
#define SMPLRT_DIV 0x19 //陀螺仪采样率,典型值:0x07(125Hz)
上面讲到在I2C总线中主设备可以通过固定的7-bit地址寻找到相应的从设备(这里的7-bit地址为第26行的SlaveAddress,想必大家也能够理解后面注释的意义了吧~不加1表示紧跟着地址的一位为0,表示向该设备写数据;加1则表示紧跟着的一位为1,表示主设备从从设备读数据)。虽然采用这种方式能够准确找到从设备,但是从设备里面又有比较多的寄存器。这就好比你知道了某个要找的东西在具体的某个大柜子里,但是来到大柜子前又发现有许多小抽屉。这里的7-bit地址就好像指明了哪个柜子,而从第6到25行的内部地址就像柜子上的抽屉编号,而不一样之处是位于mpu6050内的“小抽屉”一部分存放着其采集的实时数据,另一部分等着外部放一些数据来设置其采样属性。这样,如上面的第6行的SMPLRT_DIV(0x19)是用来设置陀螺仪采样率的寄存器地址,只要向该地址所指的寄存器写入相应的值则可以设置陀螺仪采样率。因此下面MPU6050初始化函数就是调用封装的I2C写函数向相应的小抽屉内写属性数据,设置MPU6050采样属性。
的陀螺仪X极的数值,因为采用16位ADC所以这里需要用两个寄存器。所以下面合成数据函数负责连续读取REG_Address开始的两字节数据组成一个16位数据。当函数的
为ACCEL_XOUT_H时,则获取的是实时的陀螺仪X极的数值,同样地可以获得实时的6轴数据。
在用户的心里没有很高的认可度,究其原因还是续航能力不强、同质化严重、外观丑陋等一些列老掉牙的问题。##
正面佩一块POMLED的3D曲面显示屏半岛·综合体育,内部集成环境光检测传感器和蓝牙芯片及双降噪麦克风。支持安卓4.3+以及iOS7.0+操作系统。 而它带给
(可能是前期硬件设计到某些功能而为了追赶市场软件没有跟上,也可能是修复了一些软件的BUG),这说明产品还在不停的研发
的软件升级通常有两种方法:通过USB接口和无线推送的方法半岛BOB。至于采用哪种方法,需要在前期规划和软硬件规划是进行确定。`
用的进口NORDIC、TI、Dialog方案都替换成BK、汉天下,泰凌微等等,不过目前来看手表的市场,还是给NRF51802/NRF52832占领居高的位置。今天
最小系统一般包括:可充电的电源模块、控制模块存储模块和加速计模块(上面芯片)。其中加速计是为了获得佩戴者在运动或睡眠
这一对孪生兄弟能共存吗?还是会鹿死谁手呢?为抢夺市场,它们在运动消费者中特别卖力,特别引人关注的是华为
钰泰ETA4662兼容替代MP2662,SGM41562,耐压28V,线mA,带路径管理,带I2C控制,FCQFN1.75*1.75,适用于
买到既能满足多项功能,又希望外形比较好看而且价格又不贵的。真的很想说要想找到这么高性价比的
的功能需要显示电池电量,按照我以往的经验,为了要精确显示电池的电量状态,需要添加一个库仑计ICbob半岛。但是,我搜索了很多
的设计资料,发现并没有电量计IC在其中。难道都是用ADC脚检测电池电压的方式来实现对电池电量的状态的监控吗?对此表示疑问,希望各位有经验的帮忙答疑
需要从功能出发来定义其硬件和软件功能。硬件结构包括STC12C5A60S2单片机,三轴数字加速度计ADXL345
` 近年来,失智老人走失的新闻屡屡见诸报端,老人的安全成为不少家庭隐忧。当具有定位等一系列强大功能的
产业,在短短的五年间,从市场上的百家争鸣,到现在的“分阵营厮杀”,淘汰式的竞争,愈演愈烈。今天就带大家了解一下
的数据发送到HC-05,这个方案可行吗?有大神可以建议的吗?主要的问题是HC-05能不能接收市面上的心率
,用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据,并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步,起到通过数据指导健康生活的作用。
申请理由:项目处于芯片选型阶段,已经测试过nRF51822和DA14580,现在想试试QN9021是否也能满足项目需求项目描述:
需要六轴加速度计来检测人行步数,FireBLE内置MPU6050,在功耗和性能上它一个不错的选择3.方便设计
表等风靡一时,这类穿戴产品,很多都采用硅胶作为原材料。但是随着 TPE的“出世”半岛·综合体育,完全替代了硅胶这一原材料。目前
方案都会用到一个STM32单片机,直接用一个蓝牙芯片不行吗,比如nrf51822,这颗nrf51822芯片本身就带了一个M0内核,它的数据处理能力应该可以了,这样不是既能用来做控制半岛BOB,同时不也实现了蓝牙功能了吗
需要从功能出发来定义其硬件和软件功能。硬件结构包括STC12C5A60S2单片机,三轴数字加速度计ADXL345
原理图绘制》,主要记录如何对引脚进行定义?二、模块介绍图1 功能模块图(初定)图(1)为此次项目第一版方案后续根据实际情况会进行适当修改。本博客主要是进行对原理图的绘制,所以暂不对模块功能进行
、腕表更是花样繁多,但究其根本bob半岛,在核心硬件原理上,都大同小异,而传感器作更是其中必不可少的一环,下面笔者就为大家盘点目前主流
系统的设计STM32系列前言一、系统方案的设计1.1系统功能分析1.2系统总体结构二、硬件电路的搭建2.1STM32最小系统组成部分2.2S硬件引脚连接2.2S
怎样帮助人们监测健康,达到一定的运动或者减肥效果,也有很多人扎堆吐槽这种产品对运动减肥没有任何效果的一些信息。
的开源方案是基于Apache2.0开源协议,开源内容包括硬件设计文档,原理图、ROM、通讯协议在内的全套方案,同时开放APP和云服务的免费使用。这套方案不仅能实现运动记录、睡眠记录检测
等硬件原理图设计,RF、BB调试;负责指导PCB Layout ;负责BOM表及工程文件的
基于Nordic公司nRF51822芯片开发,芯片集成BLE蓝牙4.0协议。使用LIS3DH作为加速度传感器,进行运动和睡眠监测。 [size=0.83em]百度只
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将配备1.1英寸AMOLED彩色显示屏,支持IP68级防尘放水,续航可以达到14天。 功能方面,一加
表从刚开始的只能看时间,逐渐增加了心率、血氧等健康检测功能、疲劳检测、NFC刷地铁、充当门禁卡、运动监测、睡眠质量跟踪、手机
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