基于三轴加速度传感器的人机交互智能手环

李易陆,陈洪波,蒋晓旭,李腾生,冯思浩

基于三轴加速度传感器的人机交互智能手环

李易陆,陈洪波,蒋晓旭,李腾生,冯思浩

(桂林电子科技大学生命与环境科学学院,广西桂林 541004)

针对人们对人体运动状态监测的需求,设计了基于微机电系统(micro electro mechanical systems,简称MEMS)数字输出加速度传感器ADXL345与超低功耗单片机MSP430F169的计步手环和基于Android系统的手机应用程序(APP)。该手环用传感器ADXL345采集人体行走时的加速度信息,利用矢量求和算法实现计步功能,并估算行走过程中的热量消耗;手环通过蓝牙方式与Android手机通信,从而在手机上实现计步数据与卡路里消耗的显示,并可在手机上对手环的DS1337时钟芯片进行闹钟设置。通过对2名男性和2名女性分别进行60 s步行测试,测试结果表明,该系统运行可靠,计步算法适应性良好,具有体积小、功耗低、工作稳定、计步准确、人机交互友好等特点。

计步手环;MSP430F169;ADXL345;Android

随着生活水平的不断提高,人们对健康的需求越来越多。作为实时监测人体运动过程中运动状态的装置,计步器越来越受到欢迎[1]。早期机械式计步器的振动传感器利用平衡锤的上下振动使一个触点出现通或断实现计步,这种计步器佩戴时须垂直于地面,计步精度受佩戴位置和方向的影响较大,现已趋于淘汰。MEMS技术的出现使计步器的原理和设计产生了巨大的变革,基于MEMS技术的加速度传感器能实现3个轴向的加速度采集和输出,配合软件算法,电子计步器计步的精度较机械式计步器有很大提高,但仍存在操作繁琐和信息不易呈现等缺陷。……