一种基于单片机的计步器制造技术

一种基于单片机的计步器，包括计步器本体、液晶显示模块、“开机”键、“设置”键、“开始”键、“清除”键、USB充电口、加速度传感器模块、数字滤波器、寄存器、求和单元、步伐计数器和单片机模块，所述计步器本体上正面安装有液晶显示模块；本实用新型专利技术的优点是：利用人在步行或跑步时的步态特征中的x、y和z轴上的加速度信息来检测步数；数字滤波器去除采集信号中的杂波，使加速度信号波形更加平滑；采用“峰值检测”和针对全部三个轴上的加速度的“动态阈值”决策算法来检测单位步行或跑步周期，具有自适应性，且速度很快；采用“时间窗口”和“计数规则”有效排除由于步行或跑步之外的原因而很快地或很慢地振动，使计数准确。使计数准确。使计数准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的计步器


[0001]本技术涉及一种基于单片机的计步器，属于计步器


技术介绍

[0002]计步器是现代社会中一种非常受欢迎的日常锻炼监视器，不仅可以激励人们挑战自己的潜力，还能保持一个良好的身体健康状况，提高身体素质。不仅如此，通过对一天运动信息进行简单的计算，它还可以大致估算出人们的身体健康信息。
[0003]传统的电子计步器主要由震动传感器和电子计数器组成，其工作核心就是震动传感器，一般根据传感器的形式可分为2D计步器和 3D 计步器，按功能分又可以分为单功能计步器，计步器手表，脂肪测量计步器等等。
[0004]随着智能化的普及，老一代的2D振动传感器在使用的时候都需要垂直地面佩带才能感受人体的震动产生数据记录，所记录的数据误差偏大，已经被淘汰；当前市面上主流都是使用3D式电子计步器，3D意味着全方位感受人体震动，也就是不需要再垂直地面佩带，只要带在身边口袋中，手提包内都可以计步，用这种方式的计步方法，容易出现将无效步伐计算在内的现象，使计数不准确。因此，通过分析人们跑步或步行的步态特征，定义纵向、前向、侧向这三个不同方向的加速度，来作为参数进行分析，从而定义单位步行周期，排除无效振动，找到真正有节奏的步伐，以实现计步器的精准计数，是行之有效的方法。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种基于单片机的计步器。
[0006]本技术要解决的问题是现有计步器容易将无效振动和无效步伐计算在内，使计数不准确的缺陷。
[0007]为实现本技术的目的，本技术采用的技术方案是：
[0008]一种基于单片机的计步器，包括计步器本体、液晶显示模块、“开机”键、“设置”键、“开始”键、“清除”键、USB充电口、加速度传感器模块、数字滤波器、寄存器、求和单元、步伐计数器和单片机模块，所述计步器本体上正面安装有液晶显示模块，液晶显示模块上安装有“开机”键，计步器本体下端安装有“设置”键，“设置”键右侧安装有“开始”键，“开始”键右侧安装有“清除”键，计步器本体顶端安装有USB充电口，计步器本体内部安装有加速度传感器模块，加速度传感器模块导线连接数字滤波器，数字滤波器内安装有四个寄存器，四个寄存器导线连接一个求和单元，数字滤波器导线连接步伐计数器，步伐计数器导线连接单片机模块，单片机模块导线连接液晶显示模块。
[0009]所述单片机模块型号为STC89C52RC，加速度传感器模块型号为ADXL345，是电容式三轴传感器，液晶显示模块型号为LCD1602。
[0010]所述数字滤波器内寄存器的数量越多，加速度数据就变得越平滑，但是同时响应速度会变慢。
[0011]所述加速度传感器模块用于检测人运动时x轴、y轴和z轴上的加速度；步伐计数器
采用“峰值检测”和针对x、y、z三个轴上的加速度的“动态阈值”决策算法来检测单位步行和跑步周期，进行步伐计数；“峰值检测”是利用步伐计数器根据x、y、z三轴中加速度变化最大的一个轴来计算步数，若是加速度变化太小，步伐计数器将会忽略此次计数；“动态阈值”是根据加速度传感器模块采集x、y、z三个轴上的加速度的最大值和最小值，求平均值(Max + Min)/2，这种选择具有自适应性，而且速度很快；此外，步伐计数器采用“时间窗口”和“计数规则”找到真正的有节奏的步伐，避免计步器本体由于步行或跑步之外的原因而很快的或很慢地振动时，步伐计数器也会把它当做是步伐计数。
[0012]本技术的优点是：利用人在步行或跑步时的步态特征中的x、y和z轴上的加速度信息来检测步数；数字滤波器去除采集信号中的杂波，使加速度信号波形更加平滑；采用“峰值检测”和针对全部三个轴上的加速度的“动态阈值”决策算法来检测单位步行或跑步周期，具有自适应性，且速度很快；采用“时间窗口”和“计数规则”有效排除由于步行或跑步之外的原因而很快地或很慢地振动，使步伐计数器找到真正的有节奏的步伐，使计数准确；结构简单，体积小、低能耗、高精度。
附图说明
[0013]图1是一种基于单片机的计步器的结构示意图；
[0014]图2是一种基于单片机的计步器的电路图；
[0015]图3是一种基于单片机的计步器主程序流程图；
[0016]图中：1、包括计步器本体 2、液晶显示模块 3、“开机”键 4、“设置”键 5、“开始”键 6、“清除”键 7、USB充电口 8、加速度传感器模块 9、数字滤波器 91、寄存器 92、求和单元 10、步伐计数器 11、单片机模块。
具体实施方式
[0017]下面结合附图及实施例对本技术作进一步的说明。
[0018]一种基于单片机的计步器，包括计步器本体1、液晶显示模块2、“开机”键3、“设置”键4、“开始”键5、“清除”键6、USB充电口7、加速度传感器模块8、数字滤波器9、寄存器91、求和单元92、步伐计数器10、单片机模块11，所述计步器本体1上正面安装有液晶显示模块2，用于显示步数，液晶显示模块2上安装有“开机”键3，用于开机或关机，计步器本体1下端安装有“设置”键4，用于初始化，“设置”键4右侧安装有“开始”键5，用于开始计数，“开始”键5右侧安装有“清除”键6，用于清除数据，计步器本体1顶端安装有USB充电口7，用于充电，计步器本体1内部安装有加速度传感器模块8，用于采集信号，加速度传感器模块8导线连接数字滤波器9，用于过滤杂波，数字滤波器9内安装有四个寄存器91，用于存储数据，四个寄存器91导线连接一个求和单元92，用于获得平滑滤波，数字滤波器9导线连接步伐计数器10，用于计算有效步数，步伐计数器10导线连接单片机模块11，用于转换处理信号，单片机模块11导线连接液晶显示模块2。
[0019]进一步的，所述单片机模块11型号为STC89C52RC，加速度传感器模块8型号为ADXL345，是电容式三轴传感器，液晶显示模块2型号为LCD1602。
[0020]进一步的，所述数字滤波器9内寄存器91的数量越多，加速度数据就变得越平滑，但是同时响应速度会变慢。
[0021]进一步的，所述加速度传感器模块8用于检测人运动时x轴、y轴和z轴上的加速度；步伐计数器10采用“峰值检测”和针对x、y、z三个轴上的加速度的“动态阈值”决策算法来检测单位步行和跑步周期，进行步伐计数；“峰值检测”是利用步伐计数器10根据x、y、z三轴中加速度变化最大的一个轴来计算步数，若是加速度变化太小，步伐计数器10将会忽略此次计数；“动态阈值”是根据加速度传感器模块8采集x、y、z三个轴上的加速度的最大值和最小值，求平均值(Max + Min)/2，这种选择具有自适应性，而且速度很快；此外，步伐计数器10采用“时间窗口”和“计数规则”找到真正的有节奏的步伐，避免计步器本体1由于步行或跑步之外的原因而很快的或很慢地振动时，步伐计数器10也会把它当做是步伐计数。
[0022]使用方法：按下“开机”键3，液晶显示模块2亮起，按下“设置”键4，对计步器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的计步器，其特征是：包括计步器本体（1）、液晶显示模块（2）、“开机”键（3）、“设置”键（4）、“开始”键（5）、“清除”键（6）、USB充电口（7）、加速度传感器模块（8）、数字滤波器（9）、寄存器（91）、求和单元（92）、步伐计数器（10）、单片机模块（11），所述计步器本体（1）上正面安装有液晶显示模块（2），液晶显示模块（2）上安装有“开机”键（3），计步器本体（1）下端安装有“设置”键（4），“设置”键（4）右侧安装有“开始”键（5），“开始”键（5）右侧安装有“清除”键（6），计步器本体（1）顶端安装有USB充电口（7），计步器本体（1）内部安装有加速度传感器模块（8），加速度传感器模块（8）导线连接数字滤波器（9），数字滤波器（9）内安装有四个寄存器（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱昕宸，刘娟意，丁艳峰，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：新型
国别省市：