嵌入式智能手环工作原理

学院：物理与电子学院专业：电子信息科学与技术姓名：田俊年级：2012级学号：1223150225科目：嵌入式系统原理与开发上课时间：周三7-9节------2015-03-09------基于嵌入式系统设计的基本款智能手环概述随着科技的进步，智能化成为了人们关注的焦点，同时也越来越贴近人们的生活。人们对于健康生活方式的需求催生出了智能可穿戴设备，智能手环就属于其中的一种代表性产物。其主要应用于监测运动，监测睡眠以及智能化的安排人的生活作息方式等。是一款突出个性与人性的智能化产物。智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipodtouch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。工作原理智能手环已日益从极客、驴友、IT产品爱好者的小众玩物变成大众化穿戴产品，但看着智能手环终端、软件里显示的一串串运动追踪数据、睡眠监测数据，不禁让人心生疑窦：包括别称为健康腕带、运动手环、健身睡眠手环、身体追踪器的智能手环是怎么工作的？智能手环的工作原理是什么？多数智能手环都是通过“三轴加速度传感器”来运作的。三轴加速度传感器，能够测量空间中X轴、Y轴、Z轴的加速度，能够感应人体在各个方向的振动。尽管三轴同时发力，但智能手环依然侧重于计算人体重心上下的位移量Z轴，因为人们走路时重心是最主要的变量。如何解读智能手环收集的一大堆数据，则需要让算法派上用场。通过算法，程序才能在大量数据当中，分辨出用户的运动模式，并进一步核算出对应的运动消耗量。Z轴的数据是最主要的，但如果用户只是摇一摇大腿呢？所以一般的算法都会添加约束的条件，只有传感器测量到的数值达到一定标准，才会被认作运动。去掉无效数据的另一个方法是时间。人们走1步，重心1次向上，1次向下，所以在一定时间内加速度有了2次符合标准的变化，才能算作走了1步。不同品牌的智能手环使用的软件不一样，这意味着算法的不同，很容易导致后续数据的偏差。此外，每个牌子的智能手环所搭载的传感器牌子、型号各不相同，这便注定了测量数据在最开始的地方就分道扬镳，并进一步导致步数的差异，Cortex-M0在代码密度和能效比方面的优势意味着它能够顺理成章地在很广大的应用领域里成为8/16位系统经济实用的升级换代产品，同时它还保留了与更强大的Cortex-M3和Cortex-M4处理器的工具及二进制向上兼容性。对于需要更低功耗或更多设计选择的应用，完全兼容的Cortex-M0+处理器是理想的候选产品。低功耗Cortex-M0处理器在门数低于12K时的能耗仅为16µW/MHz（90LP工艺，最低配置），这都得益于该处理器是建立在ARM作为低能耗技术的领导者以及超低能耗设备的主要推动者所具备的专业知识基础之上。简单由于仅有56个指令，您可以快速掌握整个Cortex-M0指令集及其对C语言友好的架构，使开发变得简单而快速。可供选择的具有完全确定性的指令和中断计时使得计算响应时间十分容易。使用C语言编程，简单易懂，能够快速开发，商业性质较强。优化的连接性支持实现低能耗网络互联设备（如BluetoothLowEnergy(BLE)、IEEE802.15和Z-wave），尤其是那些需要通过增强数字功能以高效地进行预处理和传输数据的仿真设备。总结：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。不过该智能手环目前功能比较单一，可以在此基础上添加GPS或者北斗星定位系统，使其在工作时可以记录使用者的具体位置，然后与相应的APP结合，使使用者可以在移动终端上看到自己的运动情况，也可以记录自