健康计步器毕业设计

图4-7 最活跃的滤波数据

动态阈值和动态精度：系统持续更新三轴加速度的最大值和最小值，每采样50次更新一次。平均值(Max + Min)/2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，因此它是动态的。这种选择具有自适应性，并且足够快。除动态阈值外，还利用动态精度来执行进一步滤波。步伐迈出的条件定义为：当加速度曲线跨过动态阈值下方时，加速度曲线的斜率为负值(sample_new < sample_old)。

峰值检测：步伐计数器根据x、y、z三轴中加速度变化最大的一个轴计算步数。如果加速度变化太小，步伐计数器将忽略。

步伐计数器利用此算法可以很好地工作，但有时显得太敏感。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，步伐计数器也会认为它是步伐。为了找到真正的有节奏的步伐，必须排除这种无效振动。利用“时间窗口”和“计数规则”可以解决这个问题。

“时间窗口”用于排除无效振动。假设人们最快的跑步速度为每秒5步，最慢的步行速度为每2秒1步。这样，两个有效步伐的时间间隔在时间窗口[0.2s～2.0s]之内，时间间隔超出该时间窗口的所有步伐都应被排除。MMA7455的用户可选输出数据速率特性有助于实现时间窗口。表4-1列出了TA=25°C、VS=2.5V、VDDI/O=1.8V时的可配置数据速率（以及功耗）。

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表4-1数据速率和功耗

输出数据速率(Hz)

3200 1600 800 400 200 100 50 25 12.5 6.25

带宽(Hz) 1600 800 400 200 100 50 25 12.5 6.25 3.125

速率代码 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110

IDD (μA) 146 100 145 145 145 145 100 65 55 40

此算法使用50 Hz数据速率(20 ms)。采用interval的寄存器记录两步之间的数据更新次数。如果间隔值在10与100之间，则说明两步之间的时间在有效窗口之内；否则，时间间隔在时间窗口之外，步伐无效。

“计数规则”用于确定步伐是否是一个节奏模式的一部分。步伐计数器有两个工作状态：搜索规则和确认规则。步伐计数器以搜索规则模式开始工作。假设经过四个连续有效步伐之后，发现存在某种规则(in regulation)，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。在这种模式下工作时，每经过一个有效步伐，步伐计数器就会更新一次。但是，如果发现哪怕一个无效步伐，步伐计数器就会返回搜索规则模式，重新搜索四个连续有效步伐。

5 测试及分析

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5.1 系统调试及功能

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6 总结

在本次计步器的制作过程中，体会到不少。而在解决问题的同时也是对自身的专业素质的一种提高。在焊接过程中元件必须清洁和镀锡焊接前最好擦掉氧化膜，然后再进行焊接，焊接时使用电骡铁的温度高于焊锡的温度以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。焊接点的上锡数量焊接点上的焊锡数量不能太少，焊少了焊接不牢固，机械强度也太差，上锡时间不宜过长，会导致元器件损坏。

同时让我也更加的了解了MMA7455是一款出色的加速度计，非常适合计步器应用。它具有小巧纤薄的特点，采用3mm35mm30.95mm塑封封装，利用它开发的计步器已经出现在医疗仪器和高档消费电子设备中。它在测量模式下的功耗仅40μA，待机模式下为0.1μA，堪称电池供电产品的理想之选。嵌入式FIFO极大地减轻了主处理器的负荷，使功耗显著降低。此外，可以利用可选的输出数据速率进行定时，从而取代处理器中的定时器。13位分辨率可以检测非常小的峰峰值变化，为开发高精度计步器创造了条件。最后，它具有三轴输出功能，结合上述算法，用户可以将计步器戴在身上几乎任何部位。

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