可穿戴設備運動手表智能運動手表報告智能手表設計

《可穿戴設備運動手表智能運動手表報告智能手表設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、電子設計大賽題目名稱：可穿戴設備設計——運動手表隊長姓名:學校：聯(lián)系電話：通訊地址：郵政編碼：結題日期：2014年9月2日項目組成員：序號姓名性別年級專業(yè)學號摘要本設計是一款智能運動手表，以微控制器ATmega644PA為控制核心，利用PCF8563時鐘芯片、三維加速度傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器采集運動數(shù)據(jù)，并使用OLED顯示屏實現(xiàn)顯示時間功能、顯示溫度、氣壓、海拔高度功能、計步功能，結合藍牙2.1模塊，實現(xiàn)與安卓手機的通信功能；團隊開發(fā)了一款安卓APP與智能手表結合使用，智能手表可以將數(shù)據(jù)傳送到安卓手機，通過APP對數(shù)20據(jù)進行2次處

2、理，實現(xiàn)運動步數(shù)、卡路里消耗量、運動距離、運動時間、運動規(guī)律的記錄與分析，能根據(jù)數(shù)據(jù)為使用者提供健康方面的建議。一、任務制作具備一定創(chuàng)新和實際應用綜合功能的可穿戴軟硬件電子系統(tǒng)（注：以軟件開發(fā)為主的，需結合外部硬件平臺實現(xiàn)特定系統(tǒng)功能）二、系統(tǒng)功能分析我們的主題，決定我們的設計的系統(tǒng)的功能如下：1、顯示時間、包括年份月份日期、星期以及實時時間；2、顯示溫度、氣壓、海拔高度；3、記錄走路或者跑步步數(shù)并顯示；4、將傳感器數(shù)據(jù)傳送到安卓手機；5、安卓手機軟件接收數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫，對歷史數(shù)據(jù)進行保存；6、安卓手機軟件分析數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶設定，計算出跑

3、步距離，消耗卡路里等，并儲存數(shù)據(jù)，通過分析歷史數(shù)據(jù)，得出用戶的運動狀況，并能給用戶跑步方便的建議。7.記錄睡覺時的數(shù)據(jù)，分析睡眠狀況；8、手機短信提醒、來電提醒功能。三、產(chǎn)品的對象我們的產(chǎn)品在設計上在保證原有的手表顯示時間的基礎之上，加上運動模塊元素，可以對用戶的運動數(shù)據(jù)采集，配套相應APP，可以實現(xiàn)對運動數(shù)據(jù)的分析處理。適合廣泛的熱愛運動的人群使用，以及廣大的旅游愛好者使用。四、方案論證為了完成上面所涉及的各種功能，將整個電路分成三個部分：電源模塊、主控模塊、傳感器模塊、顯示模塊和藍牙模塊?？驁D如圖1所示。20供電系統(tǒng)顯示部分傳感器模塊主

4、控部分藍牙模塊安卓手機圖1原理方框圖考慮到我們的產(chǎn)品作為一款手表，要充分考慮到產(chǎn)品的體積問題，我們在各個模塊的選擇上盡可能采用小的部件。在實現(xiàn)傳統(tǒng)手表的功能的基礎上加入運動的元素，我們的手表支持運動的功能，就要考慮手表的實用性。在數(shù)據(jù)傳輸方面，我們采用藍牙傳輸方式，將運動過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)通過藍牙的方式傳輸?shù)轿覀兊囊苿咏K端，從而實現(xiàn)對運動數(shù)據(jù)的處理。（1）供電系統(tǒng)整個系統(tǒng)由3.7V鋰電池供電，通過升壓模塊升到5.0V給單片機以及其他模塊使用。在供電方面的選擇上，因為要考慮到手表的體積，我們采用了體積較小的鋰電池。因為采用oled顯示，而且

5、還支持手表與移動終端的通信，這樣在能耗方面就比傳統(tǒng)的手表要大得多，所以選擇可以多次充電的鋰電池是理想的選擇。鋰電池與充放電電路具有保護電路，保證了產(chǎn)品的安全性。選用的充電器接口為microusb接口，能夠與眾多的電源設配器使用，增加了產(chǎn)品使用的普遍性。（2）控制方式的選擇方案一：采用AT89C51作為控制器采用AT89C51單片機進行控制。AT89C51價格低廉，結構簡單，而且資料豐富；但是51單片機系統(tǒng)資源有限，8位控制器，運算能力有限，且沒有內(nèi)置AD/DA20轉(zhuǎn)換器，需要外接大量外圍電路，而且程序的編寫相對復雜。方案二：采用ATmega

6、644PA作為控制器采用ATmega644PA單片機進行控制。ATmega328單片機具有強大功能的8位微控制器，它內(nèi)部集成8路10為ADC，可以直接用于傳感器數(shù)據(jù)采集，以及數(shù)字控制輸出；采用ATmega644PA單片機，能將相當一部分外圍器件結合到一起，使用方便，抗干擾性能提高。因此，我們選用方案二。（3）開發(fā)環(huán)境的選擇方案一：AVRstdio開發(fā)環(huán)境AVRstdio是ALMEL公司的一個免費集成開發(fā)環(huán)境，只支持匯編語言。方案二：Arduino開發(fā)環(huán)境Arduino是一塊基于開放源代碼的USB接口Simplei/o接口板并且具有使用類似J

7、ava,C語言的IDE集成開發(fā)環(huán)境。Arduino的理念是開源。針對周邊I/O設備的Arduino編程，很多常用的I/O設備都已經(jīng)帶庫文件或者樣例程序，在此基礎上進行簡單的修改，即可編寫出比較復雜的程序。因此，我們選用方案二。（4）傳感器的選擇1.MPU6050智能手表的記步功能可以通過兩種不同方式來實現(xiàn)，方式A：通過GPS傳感器采集GPS數(shù)據(jù)，通過分析采集GPS采集回來的經(jīng)緯度信息，計算得出運動距離，再根據(jù)用戶設定的步長，來反推步數(shù)；這種方式除了可以計步，還能記錄實時位置，但是這種方式出來的結果可能不太準確，特別是當跑步距離較短的時候，精

8、準定位難度大，距離計算難道大。方式B：通過3D加速度傳感器采集加速度數(shù)據(jù)，步行運動中，垂直和前進產(chǎn)生的加速度與時間大致為一個正弦曲線，而且在某點有一個峰值，其中垂直方向的加速度變