全功能计步器设计方案

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1、全功能计步器设计方案1绪论随着社会的发展，人们的物质生活水平日渐提高，人们也越来越关注自己的健康。计步器作为一种测量仪器，可以计算行走的步数和消耗的能量，所以人们可以定量的制定运动方案来健身，并根据运行情况来分析人体的健康状况，因而越发流行。手持式的电子计步器是适应市场需求的设计，使用起来简单方便。计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度监控器，可以激励人们挑战自己，增强体质，帮助瘦身。早期设计利用加重的机械开关检测步伐，并带有一个简单的计数器。晃动这些装置时，可以听到有一个金属球来回滑动，或者一个摆锤左右摆

2、动敲击挡块。电子计步器主要由振动传感器和电子计数器组成。人在步行时重心都要有一点上下移动。以腰部的上下位移最为明显，所以记步器挂在腰带上最为适宜。所谓的振动传感器其实就是一个平衡锤在上下振动时平衡被破坏使一个触点能出现通/断动作，由电子计数器记录并显示就完成了主要功能，其他的热量消耗，路程换算均由电路完成。计步器中一般采用一种加速度计来感受外界的震动。常用的加速度计原理如下：在一段塑料管中密封着一小块磁铁，管外缠绕着线圈，当塑料管运动时，磁铁由于惯性在管中反向运动，切割线圈，由于电磁感应，线圈中产生电流

3、，人体运动时，上下起伏的加速度近似为正弦过程，线圈的输出电流也是正弦波，测量正弦波的频率就可以得出运动的步数，再计算的出速度，距离，和消耗卡路里。本文介绍了利用人运动时产生的加速度变化来检测步数的计步器实现方案，利用具有体积小，功耗低，三轴高精度加速度传感器ADXL345，芯片内部即可把数据采集来的数据处理为数字数据，同时芯片中还集成了SPI和I²C接口，可以方便地将数据传输到毛控芯片。该系统设计设计简单，实现方便。该芯片也可以扩展到其它需要测量加速度的应用场合，具有广阔的应用场景。472课题研究背景及

4、意义目前随着数字化时代的到来，越来越多的手持设备，例如手机、MP3和PMP等等，都要增加健康或者运动的功能。计步器作为一种测量仪器，可以计算行走的步数和消耗的能量，就成为在这些手持设备上增加的功能之一。计步器的构成有机械式和电子式两种。机械式的计步器利用人体行走时的振动引起计步器内部簧片或者弹力小球的振动来产生电子脉冲，内部处理器通过判断电子脉冲的方法来达到计步的功能。这种机械式方式的成本比较低，但是它的准确性和灵敏度很低。2.1光电计步器在本设计中，提出了一种监测手术后病人运动的数字光电计步器开发的介

5、绍。经过整形或心血管手术，病人运动必须受到限制，然而，由医生决定的大量的日常活动是必要的。步计数器为计算定量检测的病人步数开发的，它是利用在病人的鞋上安装高性能的光电发射器和一个高灵敏度光电接收器[1]。当计数达到预先设定的步骤（每周或每天）设定值时，病人是一个警告，要他们停止进一步的警告声音或视觉活动。光电学的发展提供了高效率的单色光源（发光二极管-发光二极管）和高度敏感的探测器设计。这些设备的制造提供了光电传感方法和研究方法的新尝试和新的发展。经过整形或心血管手术，一些病人运动受到限制，每日步行活动

6、一定的数额。基于这个目的，我们需要一个简单的计数器。现在对步数计数的方法有很多种，其中一种是使用水银开关来检测运动。该系统采用开关虽然结构简单，但在接触中增加了错误的概率计算，因为该系统可能在病人运动开始前计数。另一个不利之处是，随着时间的接触，开关失去弹性。计步器必须有小尺寸，必须可编程的，具有成本效益，以及抵抗外部的干扰。光电系统会受到外部影响影47响，如阳光，一些外部因素，光照等。然而，减少这些外部影响的方法已被开发并经常使用。计步器应该在达到适当的值时，达到报警，并且应该不会影响其他电子设备。光

7、电器件满足这些条件，光电器件的能量消耗低，可在小尺寸设计，不影响其他设备。由此提出了一种监测手术后病人运动的数字光电计步器开发的介绍。经过整形或心血管手术，病人运动必须受到限制，然而，由医生决定的大量的日常活动是必要的。步计数器为计算定量检测的病人步数开发的，它是利用在病人的鞋上安装高性能的光电发射器和一个高灵敏度光电接收器。当计数达到预先设定的步骤（每周或每天）设定值时，病人是一个警告，要他们停止进一步的警告声音或视觉活动。该系统结构包含一个光源和光探测器部分。光源部分包括一个红外LED和一个脉冲的来

8、源。该探测器的部分包括一个光电二极管，其频谱类似的LED。放大器连接到光电探测器的输出。扩增信号是由一个计数器上的微处理器输入。下面是光电计步器原理图。图2.1光电计步器原理图该系统安装在病人的鞋上，不限制病人的行动。为系统提供的能源是来自一个电池，为节约能源消费，设计为当病人穿上鞋子时开始工作。电源开关被放置在鞋底。脉冲间隔时间选择为5毫秒，分别减少了电路的平均电流。该探测器连接了一个可编程的数字电路。数字电路包含一个微处理器和一个液晶显