谈球吧体育3轴加速度计全功能计步器参考设计
2023-08-07 16:47:05
谈球吧体育轴加速度计全功能计步器参考设计简介计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度监控器晃动这些装置时惯性传感器和复杂的软件来精确检测真实的步伐MEMS惯性传感器能够更准确地检测步伐MEMS惯性传感器具有低成本因此越来越多的便携式消费电子设备开始集成计步器功能ADI公司的3轴加速度计ADXL335ADXL346小巧纤薄描述一个采用3轴加速度计ADXL345的全功能计步器参考设计ADXL345专有的片内32级先进先出为便携式设备节省宝贵的系统功率其13位分辨率甚至允许计步器以合理的精度测量超低速步行每步加速度变化约55mg了解模型资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。在可用于分析跑步或步行的特征当中我们选择”加速度”作为相关参数如图1所示ADXL345检测其三个轴——x因此测量精度不应严重依赖于运动轴与加速度计测量轴之间的关系各轴的定义让我们考虑步行的特性轴测量结果的典型图样因此峰值检测和针对所有三个轴上的加速度的动态阈值决策算法对于检测单位步行或跑步周期至关重要轴加速度的典型图样资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。算法步伐参数数字滤波器如图4所示能够使用更多寄存器以使加速度数据更加平滑峰峰值会更高最活跃轴的滤波数据动态阈值和动态精度系统持续更新3轴加速度的最大值和最小值称为”动态阈值接下来的50次采样利用此阈值判断个体是否迈出步伐由于此阈值每50次采样更新一次如图6所示动态阈值和动态精度利用一个线性移位寄存器和动态阈值判断个体是否有效地迈出一步该线个寄存器sample_new寄存器和sample_old寄存器这些寄存器中的数据分别称为sample_new和sample_oldsample_new无条件移入sample_old寄存器sample_result是否移入sample_new寄存器取决于下述条件则最新的采样结果sample_result移入sample_new寄存否则sample_new寄存器保持不变从而保证结果更加精确资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除谈球吧体育。步伐迈出的条件定义为加速度曲线的斜率为负值当计步器因为步行或跑步之外的原因而非常迅速或非常缓慢地振动时为了找到真正的有节奏的步伐利用”时间窗口”时间窗口”用于排除无效振动最慢的步行速度为每2ADXL345的用户可选输出数据速率特性有助于实现时间窗口数据速率和功耗资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。此算法使用50Hz数据速率20ms采用interval的寄存器记录两步之间的数据更新次数步伐计数器有两个工作状态假设经过四个连续有效步伐之后那么步伐计数器就会刷新和显示结果并进入”确认规则”工作模式每经过一个有效步伐步伐计数器就会返回搜索规则模式步伐参数算法流程图距离参数根据上述算法计算步伐参数之后我们能够使用公式1获得距离参数资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权谈球吧体育，请联系改正或者删除。每步距离取决于用户的速度和身高步长就会较长参考设计每2秒更新一次距离我们使用每2秒计数到的步数判断当前跨步长度以50Hz数据速率为例处理器能够每100次采样发送一次相应的指令处理器利用一个名为m_nLastPedometer的变量记录每并利用一个名为m_nPedometerValue的变量记录每个2秒间隔结束时的步数秒步数等于m_nPedometerValue与m_nLastPedometer之差虽然数据速率为50Hz但ADXL345的片内FIFO使得处理器无需每20ms读取一次数在FIFO模式下样数与FIFO_CTL寄存器采样数位规定的数量相等时人们的跑步速度最快可达每秒5步从而处理器只需每0.2秒经过水印中断唤醒一次并从ADXL345读取数据FIFO的其它功能也都非资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。常有用FIFO能够告诉我们中断之前发生了什么由于所述解决方案没有使用FIFO的其它功能速度参数速度因此能够使用公式2获得速度参数卡路里参数我们无法精确计算卡路里的消耗速率健身强度显示了卡路里消耗与跑步速度的典型关系将km/h转换为m/s可得公式4资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权谈球吧体育，请联系改正或者删除。卡路里卡路里参数随同距离和速度参数每2秒更新一次我们能够将公式4转换为公式5此时的卡路里消耗能够利用公式6计算休息时的卡路里消耗约为1C/kg/h我们能够将所有2秒间隔的卡路里相加硬件连接ADXL345易于连接到任何使用I2C或SPI数字通信协议的处理器给出了演示设备的原理示意图它采用3V电池供电ADXL345的/CS引脚连接到板上的VS以选择I2C模式利用一个低成本精密模拟微控制器ADuC7024从ADXL345读取数据
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