基于嵌入式系统智能手环的设计开发
低作为衡量指标的,目前对于睡眠深度的精确测量还是比较困难的。
睡眠监测是通过传感器监测人的动作,以系统的计算方式进行累计计算,每2分钟记录一次合计值,与此同时的姿势数据得到记录。通过计算来判断睡眠状态。
![](../img/eep/emb/emb-79120cwimmaisko2.jpg)
表二 睡眠质量判定
6.4 数据的同步
智能手环数据的同步主要有三种同步方式:蓝牙,NFC,USB。对于三种同步方式有不同的优缺点和实现手段如下表:
![](../img/eep/emb/emb-791215zfgjlcbodl.jpg)
表三 智能手环数据传输方式的对照
7.主程序结构
![](../img/eep/emb/emb-79122wrv0yhcxwgm.jpg)
图八 主程序结构流图
7.1马达模块
(1)普通马达模块
(2)线性马达模块
7.2电量检测模块
电池的电量和电压有对应关系,系统只要检测到电池电压,即可映射成电池剩余电量。电路如下:
![](../img/eep/emb/emb-79123vs30jnsgize.jpg)
图九 电池电压监测电路图
电池接入瞬间,大约半秒时间即可完成电容充电,输出的测量电压才是稳定的正确值,所以ROM初始化代码中需要延时一秒后采集电池电压。
7.3 LED显示模块
1、LED灯控制显示:以多个LED指示灯的组合形式进行简单的信息呈现。
2、LED点阵列显示: 以LED点阵列的形式显示手环的数据信息:时间、步数、卡路里消耗
7.3.1 LED灯控制显示
GPIO输出电平就可以控制。输出低电平点亮LED,输出高电平熄灭LED。对于不同颜色的LED灯的点亮可采用不同电压电量方式,可采用以下电压方法:
![](../img/eep/emb/emb-79124zyhsmvpehgy.jpg)
表四 LED不同颜色输出电压
7.3.2 LED点阵列显示
首先说明LED点亮的条件:LED阳极接正电压,阴极接负电压,即可点亮。所以
if(阴极==负电压)
{
If(阳极==正电压)light=on;
Else light=off;
}
Else light = off;
即使阳极接负电压,阴极接正电压,这种LED反接的情况下,LED不会点亮,也不会损坏灯。如果有一极是高阻(不输出能量),LED也不点亮。
7.4外部模块
7.4.1外部复位模块
7.4.2调试接口
(1)时钟检测点:系统无法运行时,先检测时钟;也可以测试偏频等问题;
(2)下载口:包括2.54mm间距(适合通用JLINK烧写器)和1.27间距(适合Nordic官方烧写器);
(3)串口:用于LOG输出等;
7.4.3Layout
(1)Layout最先考虑摆放位置,而考虑天线的匹配电路
(2)周围净空区尽量的大
(3)天线匹配电路附近的GND尽量多打过孔或者镭射孔
![](../img/eep/emb/emb-79125equq3kmppaf.jpg)
图十 (1#片式天线;2#天线馈端标记;3#匹配电路焊盘)
8.关键技术及创新点
智能手环功能的实现以及创新是其作为一个产品的特殊符号,下表是智能手环创新点以及关键技术:
![](../img/eep/emb/emb-79126yt3yhawifcm.jpg)
表五 关键技术及创新点
9.总结与展望
智能手环的设计充分体现出了科技与人生活的互联,移动可穿戴设施与移动终端之间的契合也变得越来越突出。随着智能手机中配置的感知器与高运算能力成为常态,穿戴电脑科技正在快速发展。这也使得穿戴式智能设备成为了电子商务企业下一个必争之地。
参考文献:
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