电子计步器的设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、本科毕业论文系列开题报告通信工程电子计步器一、课题研究意义及现状步行是一种最简单也是最好的健身锻炼方法之一。促进全身健康不间断地步行运动20～30分钟，相当于每小时行走4000～5000米，能使心血管系统持续不断地输送新鲜血液和氧气遍及全身，可以增强心肌、肺脏和肌肉的功能，并促进血液循环。有规律地锻炼，可以控制血液中胆固醇的水平，保持动脉系统的清洁和健康。有规律的步行运动能增加肺容量并减少便秘的发生，受益最大的是足。步行运动可以强壮足部的骨骼、关节、韧带和肌肉，有利于防止日后的损伤和疼痛。但是如果不很好的把握锻炼方法和要领，同样不能达到健身效果。计步器就保证了步行锻

2、炼的质量，帮助完成每天的运动定量。特别要关注的是老年期，老年期是一种随着年龄自然增长而出现的动态变化的阶段，其变化受各种各样因素影响，是一个非常复杂的生理过程。以往在指导老年期的体育活动中，往往忽视对老年人健康评价以及锻炼量的有效控制，由于老年期适应能力差，缓冲余地较小，如果给他们提出不适当的锻炼要求，将是有害无益的。因此掌握和分析老年期人的形态结构以及不同的机能特征，并采用科学的锻炼手段与方法，将会增进和改善各器官系统功能，从而提高和增强老年期对内外环境的适应能力。现在由于生活水平的提高，并且每天工作时间很长，通过计步器对运动速度和运动量提供了很大帮助。请时刻关注

3、健康！二、课题研究的主要内容和预期目标主要内容：主要了解传感器的相关知识和传感器的应用意义，然后通过振动传感器相关知识以及单片机相关知识来设计电子计步器。预期目标：熟悉计步器的各个工作部件，主要包括振动传感器和计数器的工作原理，设计简单的电子计步器，能够实现计量行走或跑步的步数，计量运动时间，并大概计算运动路程的功能。在计数器部分需运用到C语言相关知识，从而实现计数，计算，显示的功能。三、课题研究的方法及措施首先查找相关计步器知识，了解到电子计步器主要由振动传感器和电子计数器组成。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，然

4、后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。这样就初步的了解了计步器。其次是深入了解各个部分的理论知识：1、振动传感器的原理；2、传感器输出信号的相关处理原理；3、计数器的制作方法；再次是制作振动传感器并明确制作成果的预期目标。包括：1、查找有关制作振动传感器的资料；2、明确所需要的材料并购买；3、根据资料并经过自我组装，测试，调试等等工作看是否能达到预期目标：1、经过振动后，是否能产生信号；2、若能产生信号，能观察出其信号的物理现象并思考如何进行信号处理。再次就是计数器的制作。根据所学知识，计数器我们可以用数字电子技术和单片机两

5、种方法来制作。当然，首先是明确使用哪种方法，其次就是了解其原理和制作方法。最后把振动传感器，信号处理部分，计数器和显示部分结合起来进行测试，调试得到能实现基本功能的计步器。难点主要是在传感器及其输出信号处理。我的措施主要有一下几种：方法1从相关资料了解得到：振动传感器的主要原件是干簧管和永久磁体，其结构如图1所示。在一个中空塑料圆管内固定一个干簧管2，在管4的下面再固定一个环形磁铁，在其上面装有处于浮动状态下的环形磁铁组1，它的内径要比中空管的外径大0.5mm。调整磁铁5的位置，使在垂直静止状态下的干簧管接点开路。这样由于震动，磁铁组1会上下振动，使干簧管的接点不断

6、闭合。这样在图3中的S处会产生图2中①所示波形，经过由C1，R1，R2,组成的微分电路会产生图2中②所示波形，把这个脉冲加到由IC1和IC4两个与非门构成的RS触发器上使其翻转（IC1输出如图2中③所示波形，IC4输出如图2中④所示波形），“0”电平从门IC4的输出端经过反相器IC2加到定时网络R3上，电容C2开始充电，当其上电压达到IC3翻转的阈值，后者输出端将出现“0”电平，RS触发器就翻转回到初始状态。这样就把RS输出的信号（也就是图2中④的波形）送到计数器进行计数并显示。计数和显示可以运用数字电子技术，例如计数器可以用CD40192，显示这块，译码器共阴可以

7、用CD4511，共阳可用74HC247，再加上LED数码显示器完成。当然运用单片机也是可以的。方法2：如果振动传感器无法制作，或者其输出信号不容易控制，那么我还收索到应用加速度传感器，通过测量人体行走时加速度的变化，来达到计步的功能。ADXL330是一个三轴(X轴、Y轴和Z轴)模拟输出的加速度传感器，正好可以作为垂直、前向和侧向三个方向的传感器。如图2所示，ADXL330X、Y、Z三轴的数据输出就代表了人体行走三个方向的加速度曲线。从图中我们可以看到三个方向中垂直方向(Z轴)具有明显的周期特性。定义的αv，βv，γr分别为垂直方向和X、Y、Z轴的夹角，因此可以得