智能仪器 课程设计
智能仪器设计课程设计

智能仪器设计课程设计课程简介本课程旨在为学生提供智能仪器设计的基本知识和技能,通过介绍智能仪器的基本组成部分、采集系统的原理、信号处理算法等内容,培养学生的理论和实践能力,提高学生的创新意识和实际操作能力。
课程目标本课程的学习目标如下:•掌握智能仪器的基本概念及其组成部分;•熟悉采集系统的原理和方法;•掌握信号处理的基本算法;•熟悉智能仪器的应用领域和应用案例;•能够独立开展智能仪器的设计和开发工作。
课程内容本课程的主要内容如下:1.智能仪器的基本概念和组成部分:介绍仪器的基本功能和组成部分,包括传感器、信号放大器、滤波器、模数转换器等。
2.采集系统的原理和方法:介绍数据采集系统的原理和方法,包括传感器的选型、信号放大器的设计和调试、模数转换器的工作原理等。
3.信号处理的基本算法:介绍常用的信号处理算法,包括滤波算法、离散傅里叶变换、小波变换等。
4.智能仪器的应用领域和应用案例:介绍智能仪器在生产、医疗、环保等领域的应用,包括温度测量、湿度测量、光学测量等实际案例。
5.智能仪器的设计和开发工作:通过实践案例,培养学生对智能仪器的设计和开发能力,包括原型设计、软件开发、系统测试等。
课程教学方法本课程采用课堂讲授、课外阅读、实验演示以及项目实践等多种教学方法,结合理论和实践,提高学生的综合能力。
具体教学方法如下:1.课堂讲授:通过课堂讲授,传授理论知识,丰富学生的学习内容;2.课外阅读:通过课外阅读,让学生深入了解智能仪器的应用领域和案例;3.实验演示:通过实验演示,让学生亲自操作仪器,深入了解仪器的组成和工作原理;4.项目实践:通过项目实践,让学生独立开展智能仪器的设计和开发工作,提高学生的实践能力;课程评估方式本课程的评估方式包括平时成绩、实验报告和设计项目。
具体评估方式如下:1.平时成绩:包括参与讨论、课堂表现、作业完成情况等;2.实验报告:学生需按照要求撰写实验报告,对实验过程和结果进行详细描述;3.设计项目:学生需独立完成智能仪器设计项目,并提交设计和测试报告,对设计过程和测试结果进行详细描述。
智能仪器课程设计 (2)

智能仪器课程设计引言智能仪器是指结合现代计算机技术、数字信号处理技术和传感器技术,能够实时采集、处理、显示和存储各种类型信息的测量仪器。
随着计算机技术的不断发展,智能仪器的应用越来越广泛。
在工业自动化、环境监测、医疗设备、智能家居等领域都有广泛的应用。
本文旨在探讨智能仪器课程的设计,包括教学目标、教学内容、教学方法、教学手段等方面。
教学目标智能仪器课程的教学目标主要包括以下几个方面:1.了解智能仪器的基本原理和工作方式,掌握常见的传感器和信号处理技术;2.能够使用软硬件平台进行智能仪器的开发和测试;3.培养学生创新思维和实践能力,提高解决实际问题的能力。
教学内容智能仪器课程的教学内容包括基本理论和实践操作两个方面。
1.基本理论方面,主要包括以下内容:–传感器原理和应用;–常见的信号处理技术;–智能仪器的硬件平台和程序设计;–软件平台的开发环境和使用方法。
2.实践操作方面,主要包括以下内容:–学生在实验室中完成一些简单的传感器测量实验;–学生根据实验中获得的数据,使用Matlab或Labview等软件进行信号处理;–学生根据实验结果,设计并实现基本的智能仪器系统。
教学方法智能仪器课程的教学方法主要采用抛砖引玉和启发式教学方法。
1.抛砖引玉,指的是通过讲解基本理论和实验结果,让学生逐步了解智能仪器的基本原理和工作方式,从而引导学生积累足够的知识储备;2.启发式教学,指的是通过启发式问题解决等方式,让学生在实践中不断思考和解决问题,从而培养学生创新思维和实践能力。
教学手段智能仪器课程的教学手段主要包括课堂讲解、实验操作和课程设计等几个方面:1.课堂讲解,指的是通过讲解和演示,让学生了解基本理论和工作原理。
2.实验操作,指的是通过实验操作,让学生了解智能仪器的具体应用。
3.课程设计,指的是让学生设计并实现自己的智能仪器系统,以培养学生的创新思维和实践能力。
总结智能仪器是智能化时代的重要设备之一。
智能仪器课程的教学不仅能够满足行业对专业技术人才的需求,也能够培养学生的创新思维和实践能力,提高解决实际问题的能力。
智能仪器课程设计洛阳理工

智能仪器课程设计洛阳理工一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握智能仪器的基本原理和功能,理解其在现代工程技术中的应用。
2. 使学生了解智能仪器的分类、性能指标及选型方法,为实际工程应用奠定基础。
3. 帮助学生掌握智能仪器操作与维护的基本知识,提高实际操作能力。
技能目标:1. 培养学生运用智能仪器进行数据采集、处理和分析的能力,提高实际工程问题解决技能。
2. 培养学生具备智能仪器系统集成和优化的能力,为未来从事工程技术工作打下基础。
3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力,培养良好的工程素养。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对智能仪器技术及其应用的兴趣,激发学习热情和创新精神。
2. 培养学生具备严谨的科学态度和良好的职业道德,增强社会责任感和使命感。
3. 通过课程学习,使学生认识到智能仪器在现代工程技术中的重要性,增强其投身工程技术领域的信心。
本课程针对洛阳理工学院学生的特点和教学要求,结合智能仪器技术的发展趋势,注重理论联系实际,培养学生的实际操作能力和工程素养。
课程目标明确、具体,可衡量,有助于学生和教师在教学过程中明确预期成果,为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 智能仪器概述:介绍智能仪器的定义、发展历程、分类及性能指标,使学生了解智能仪器的基本概念和分类方法。
教材章节:第一章 智能仪器概述内容:智能仪器的定义、发展历程、分类、性能指标及选型方法。
2. 智能仪器原理与设计:讲解智能仪器的核心部件、工作原理、设计方法及关键技术,为学生实际操作和系统集成打下基础。
教材章节:第二章 智能仪器原理与设计内容:核心部件、工作原理、设计方法、关键技术。
3. 智能仪器应用与案例分析:分析智能仪器在各个领域的应用,结合实际案例,使学生了解智能仪器的工程应用。
教材章节:第三章 智能仪器应用与案例分析内容:智能仪器在工业、医疗、环保等领域的应用案例。
4. 智能仪器操作与维护:介绍智能仪器的操作方法、维护技巧及故障处理,提高学生的实际操作能力。
智能仪器有课程设计

智能仪器有课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括以下三个方面:1.知识目标:学生需要掌握智能仪器的基本原理、主要组成部分及其功能,了解智能仪器在现代工业和日常生活中的应用,并能够分析简单的智能仪器故障。
2.技能目标:学生能够运用所学知识对智能仪器进行基本的操作和维护,具备使用智能仪器进行数据采集和分析的能力,并能够根据实际需求对智能仪器进行适当的改造。
3.情感态度价值观目标:学生应该认识到智能仪器在现代社会中的重要性,理解科技对人类生活的影响,培养对科技创新的积极态度,同时增强安全意识和责任意识,确保在使用智能仪器过程中的安全。
在制定这些目标时,我们充分考虑了课程性质、学生特点和教学要求,力求使目标具体、可衡量,以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.智能仪器的基本原理:介绍智能仪器的工作原理、传感器技术、信号处理技术等。
2.智能仪器的组成部分:讲解智能仪器的主要组成部分,如传感器、执行器、控制器等,并阐述各部分的作用和相互关系。
3.智能仪器的功能与应用:介绍智能仪器在工业生产、医疗保健、日常生活等方面的应用案例。
4.智能仪器的操作与维护:教授智能仪器的操作方法、维护技巧和安全注意事项。
5.智能仪器的故障分析与维修:学习如何分析智能仪器的故障原因,并掌握基本的维修方法。
在教学内容时,我们确保了内容的科学性和系统性,制定了详细的教学大纲,以便于教学的安排和进度的控制。
三、教学方法为了提高教学效果,我们将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:教师通过讲解智能仪器的基本原理、功能和应用,使学生掌握相关知识。
2.讨论法:学生就智能仪器的操作、维护和故障分析等问题进行讨论,提高学生的思考和解决问题的能力。
3.案例分析法:通过分析具体的智能仪器应用案例,使学生更好地理解智能仪器的实际应用。
4.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手操作智能仪器,提高学生的实践能力。
智能仪器仪表的课程设计

智能仪器仪表的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解智能仪器仪表的基本概念、分类及工作原理;2. 掌握智能仪器仪表的主要技术参数及其在工程中的应用;3. 了解智能仪器仪表的发展趋势及其在现代测量技术中的作用。
技能目标:1. 能够正确操作智能仪器仪表,进行基本的数据采集和处理;2. 学会使用相关软件对智能仪器仪表进行编程与调试;3. 能够分析并解决智能仪器仪表使用过程中出现的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对智能仪器仪表的兴趣,激发其学习热情;2. 培养学生的团队合作意识,使其在实验和实践中学会相互协作;3. 增强学生的创新意识,鼓励他们关注智能仪器仪表领域的新技术、新动态。
课程性质:本课程属于实践性较强的学科,注重理论知识与实际操作相结合。
学生特点:初三学生具备一定的物理知识基础,对新技术有强烈的好奇心,动手操作能力强。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 智能仪器仪表概述- 介绍智能仪器仪表的定义、分类及其应用领域;- 分析智能仪器仪表与传统仪器的区别。
2. 智能仪器仪表工作原理与技术参数- 深入讲解智能仪器仪表的核心部件及其工作原理;- 学习智能仪器仪表的主要技术参数,如精度、分辨率、稳定性等。
3. 智能仪器仪表的操作与应用- 学习智能仪器仪表的操作方法,包括硬件连接、软件配置等;- 探讨智能仪器仪表在不同工程领域的应用案例。
4. 智能仪器仪表编程与调试- 掌握相关软件的使用,进行智能仪器仪表的编程与调试;- 学习简单的程序设计,实现对智能仪器仪表的控制。
5. 智能仪器仪表发展趋势与新技术- 分析智能仪器仪表的发展趋势,了解行业动态;- 介绍新型智能仪器仪表及其在现代测量技术中的应用。
教学内容安排与进度:第一周:智能仪器仪表概述第二周:智能仪器仪表工作原理与技术参数第三周:智能仪器仪表的操作与应用第四周:智能仪器仪表编程与调试第五周:智能仪器仪表发展趋势与新技术教材章节关联:《物理》第九章第三节:传感器及其应用《信息技术》第四章第二节:智能控制系统及应用教学内容注重科学性和系统性,结合课程目标,有序组织教学,使学生掌握智能仪器仪表的基础知识,培养其实践操作能力。
智能仪器课程设计

智能仪器课程设计1. 确定课程目标本课程的目标是让学生了解智能仪器的基本原理和应用,掌握智能仪器的设计流程,实现一个基于智能仪器的简单应用。
2. 课程大纲本课程主要分为以下几个部分:•智能仪器的基本原理介绍•智能仪器的设计流程讲解•智能仪器应用案例分析•实战指导和项目实践3. 课程内容详细说明3.1 智能仪器的基本原理介绍在这个部分,我们将会了解以下内容:•什么是智能仪器•智能仪器的基本构造和组成•智能仪器的基本原理和知识点3.2 智能仪器的设计流程讲解在这个部分,我们将会了解以下内容:•智能仪器的设计流程•如何选择和购买智能仪器材料•智能仪器的设计注意事项•智能仪器的设计案例分析3.3 智能仪器应用案例分析在这个部分,我们将会了解以下内容:•通过案例学习智能仪器的应用场景•学习智能仪器在不同行业的应用经验•分析智能仪器在实际工程中的应用案例3.4 实战指导和项目实践在这个部分,我们将会了解以下内容:•实践智能仪器的设计过程•学习使用常见的智能仪器开发工具和软件•学习如何编写智能仪器的程序•通过小组项目演练智能仪器的设计过程4. 课程评估本课程的评估方式将根据以下几个因素进行:•出勤率(10%)•课堂互动(20%)•课堂测试(30%)•项目演练(40%)学生需要满足出勤率不低于90%的标准,并参与课堂互动和测试。
在项目演练中,学生需要完成针对特定智能仪器的设计任务并提交项目报告。
5. 结论通过本课程的学习,学生们将会了解智能仪器的基本原理和应用,掌握智能仪器的设计流程,实现一个基于智能仪器的简单应用。
同时,本课程以实践为重,让学生们在项目演练中真正掌握应用技能,为未来的工程实践打下坚实的基础。
智能仪器课程设计杨耀全

智能仪器课程设计杨耀全一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握智能仪器的基本原理和应用,培养学生对智能仪器的兴趣和好奇心,提高学生的科学素养和实际操作能力。
具体来说,知识目标包括了解智能仪器的基本组成、工作原理和应用领域;技能目标包括能够使用智能仪器进行基本操作和故障排查;情感态度价值观目标包括培养学生对科学探索的热爱,增强学生的团队协作和沟通能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括智能仪器的基本原理、组成结构和应用。
首先,介绍智能仪器的定义和分类,让学生了解智能仪器在各个领域的应用;其次,讲解智能仪器的基本原理,包括传感器、微处理器和执行器等关键部件的工作原理;然后,介绍智能仪器的组成结构,如电路板、显示屏、输入输出接口等;最后,通过实例分析,让学生了解智能仪器在实际应用中的工作过程和优势。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法相结合的方式。
首先,采用讲授法,系统地讲解智能仪器的原理、结构和应用;其次,运用讨论法,引导学生分组讨论智能仪器的实际应用场景和优势;再次,通过案例分析法,让学生分析智能仪器在现实生活中的具体应用案例;最后,利用实验法,让学生亲自动手操作智能仪器,提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课将准备以下教学资源:教材《智能仪器原理与应用》、参考书《现代智能仪器设计》、多媒体资料(包括智能仪器的图片、视频等)、实验设备(包括智能仪器模型、传感器等)。
这些教学资源将有助于丰富学生的学习体验,提高学生的学习兴趣和主动性。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评价方式,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估主要包括以下几个方面:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现,评价学生的学习态度和积极性。
2.作业:布置相关的作业,让学生通过练习巩固所学知识,通过作业的完成质量评价学生的理解程度和应用能力。
哈理工智能仪器课程设计

哈理工智能仪器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握哈理工智能仪器的基本原理、设计和应用,培养学生对智能仪器领域的兴趣和热情,提高学生的科学素养和创新能力。
知识目标:学生能够理解智能仪器的定义、分类和基本原理;掌握常见智能仪器的设计方法和应用场景;了解智能仪器领域的发展趋势和前沿技术。
技能目标:学生能够运用所学知识,分析和解决智能仪器在设计和应用过程中遇到的问题;能够独立完成简单的智能仪器设计和实验;具备一定的科技创新能力和团队合作精神。
情感态度价值观目标:学生能够认识到智能仪器在现代社会中的重要性,培养对智能仪器的兴趣和热情;培养学生的社会责任感和职业道德,使其在未来的工作中能够积极为社会作贡献。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括智能仪器的基本原理、设计和应用。
1.智能仪器的基本原理:包括智能仪器的定义、分类、工作原理和性能指标,使学生了解智能仪器的整体框架和运作逻辑。
2.智能仪器的设计:包括智能仪器的设计方法、设计流程和设计要点,使学生掌握智能仪器设计的基本技能和方法。
3.智能仪器的应用:包括智能仪器在各行各业中的应用案例,使学生了解智能仪器在实际工程中的应用和价值。
4.智能仪器领域的最新技术与发展趋势:包括智能制造、物联网、大数据等新兴技术在智能仪器领域的应用,使学生紧跟时代发展的步伐。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握智能仪器的基本原理和设计方法。
2.案例分析法:通过分析具体的智能仪器应用案例,使学生了解智能仪器的实际应用和价值。
3.实验法:通过动手实验,使学生巩固所学知识,提高实际操作能力。
4.小组讨论法:通过小组讨论,培养学生的团队合作精神和创新能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:提供丰富的参考书籍,拓展学生的知识面。
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题目要求:利用三轴加速度传感器实现跌倒的检测。
在PSoC 3 FirstTouch板上实现。
一、学习PSOC的开发环境creator的使用。
首先图示化选定所用的硬件并产生该硬件的API 函数,然后类似keil环境下做C语言程序。
二、/data/html/2010-9-14/85764.html理解加速度传感器检测跌倒的算法原理。
三、PSoC 3 FirstTouch上有三轴加速度传感器KXSC7-2050,实现跌倒检测算法。
摘要跌倒是指人身体的任何部位意外地触及地面或其它较低的平面,而当事人无法实时做出反应.跌倒是对健康,乃至生命的严重威胁。
随着老龄化社会的到来,对跌倒的监测和及时报警日益成为一个紧迫的问题。
跌倒监测报警系统的目标是能够将跌倒(Fall)与日常生活的正常动作(Activities of Daily Life,ADL)区分开来,准确地检测跌倒的发生,并智能判断是否需要报警求助。
从而尽可能地缩短救助时闻,减小跌倒带来的伤害,降低误报率,最终提升被监测者的生活质量。
本次研究采用了PSoC 3 FirstTouch实验板,利用三轴加速度传感器KXSC7-2050搭建了三维加速度监测系统。
研究主要分为两部分:第一,对跌倒和ADL进行定义和模式分类,通过佩戴在腰间的数据记录系统记录各模式下的三维加速度数据,并对其进行处理、分析和比较;第二,根据分析结果,提出了以SVM或SMA为特征量,以人体状态及姿态为辅助判据的算法,并总结出了具体阈值相关参数。
另外,还提出了基于三维加速度数据的步态分析及跌倒预警的设想,并进行了步频分析等初步的分析与论证.关键词:跌倒检测监测三维加速度传感器跌倒判断方式对跌倒的自动检测可通过直接或间接的手段。
常见的手段包括:(1)视频分析:需要在每个盗测区域安置设备,不方便且昂贵;(2)声响或振动分析:该方法认为跌倒可通过频率分析与其它活动区分开来,但各种各样的地面材质是一个棘手蛉问题;(3)智能护理系统:跌倒发生后的当然结果就是在其后的一段时期内,被监测者几乎不会有运动,缺点是反应需要的对间较长且易误报警;(4)随身佩戴的装置:它们能够即时检测出跌倒,且如果有智能判断,可自动决定是否发出摄警或求救信号。
’显然,第四种方案简便、可靠、经济,且易与现有技术结合,从而达到更好的监测效果,难点在予检测的准确性:既不能漏过每一次跌倒,也不能将正常活动误报为跌倒,其中的平衡取舍较难掌握。
早期的跌倒判定手段和方法比较简单,其结果也受较大的限制。
如,手杖中的水银开关。
该检测方法默认,当跌倒发生时,手杖也躺倒呈水平状态,此时水银开关导通发出报警信号。
显然这样的手段太过简单,结果也很粗糙。
之后渐渐出现了以加速度信号为监测对象的监测系统。
如分别放置在人体躯干和大腿前侧的单维加速度传感器,可检测人体静态姿势(比如躺卧、站立、坐立等)以及人体活动姿态(行走和骑车等)。
但此类方法由于采用单维加速度传感器,且检测的只是几种典型的活动姿势变化过程,跌倒监测的效果并不好。
随着微电子及传感技术的发展与成熟,低功耗、低成本的微集成电路使以前的许多设想渐渐具有了现实基础。
基于三维加速度传感的系统成为目前国外研究跌倒监测的主要趋势,而加速度阈值是最常见的跌倒判定方式。
如,Mathie等在预先设定人体跌倒过程是在1-2秒内完成,提取其过程中三维加速度z轴方向上分量,判断是否出现至少连续两次脉冲信号,并是否超过已定的阈值(1.8g)。
而Yoshida等使用一个0.1秒的时间窗进行判别。
目前,相关研究主要的分为两个方面,一方面着重于跌倒与日常活动的模式分析与算法,如Bourke等通过实验得到的判定跌倒的不同的加速度阈值,讨论了佩戴位置对结果的影响,产生较大加速度响应而有可能造成误报的ADL等,而Diaz等在其论文中提出了一种较复杂的算法,基于时域和频域(能量)条件共同判断,也得到了不错的结果。
基于SVM(Signal Magnitude Vector)和SMA(Signal Magnitude Area)的阈值判定是常用的方法,同时为了降低报错率,还采用了其它辅助判定条件一一如姿态判定等。
另一方面着眼于整个系统的构建,传感器(Sensor)、处理器(MCU)和通讯单元的组合是常见设计。
如加州大学伯克利分校的J.Cheal 等设计的家用穿戴式无线跌倒监测系统,就是由两个正交的二维加速度传感器与已有的“电予尘埃”技术的结合,监测的结果经无线通讯传输,并根据射频信号强度实现定位。
而Burchfield与Venkatesan设计的用予监测人体“异常运动”(Abnormal Movement)的无线装置与此类似,由加速度传感器、MCU以及基于ZigBee技术的无线通讯模块构成了整个系统.运动模式与实验组织本系统的难点和目标在于通过加速度数据有效地区分跌倒和日常活动(ADL)。
本章的目的是将常见的跌倒和ADL按不同模式分类,记录其加速度数据。
希望根据对数据的处理分析结果,最终能得到简便且有效的方法区分跌倒与ADL。
人体活动分为正常日常活动(ADL)和跌倒两大类.正常日常活动(ADL)人体静态姿势:左侧躺、右侧躺、仰卧、俯卧、直立、后仰立、前倾立、坐直、后仰坐、前倾坐等等。
人体动态姿势:躺下、蹲下、坐下、起立、走、上楼梯、下楼梯、奔跑跌倒:向前跌倒,膝关节弯曲;向后跌倒,膝关节弯曲;侧向(左/右)跌倒,膝关节弯曲。
容易引起误判的因素:行走时跌倒、摔倒在椅子中(准备从椅子上站起来时或静止站立时)、滑倒、瞬间失去平衡最后却控制住身体等等.这些模式可能是下一步堆备研究的对象,目前仅考虑以上三种基本模式。
本系统三维加速度信号的采样频率为50Hz。
鉴于人体运动的特点,加速度信号采样频率不用太高一一事实上,我们所要监测的人体活动的频率全是是低于20Hz的(即使包括了运动信号,其能量的99%也是集中在15Hz以下),已有的监测系统的采样频率很少有超过50Hz的。
加速度数据分析通常情况下,佩戴在人体上的加速度传感器的输出信号是由以下信号线性叠加而成的:(1)人体运动加速度分量;(2)入体重力加速度分量;(3)人体抖动;(4)系统测量噪声;其中(1)和(2)是直接人体活动相关联的因素,重力加速度的值在-1g和+1g之间,人体运动加速度分量是系统采集的目标信号和最终判定运动模式的依据;而(3)、(4)和则作为噪声部分加入到传感器输出值中,可以通过模拟或数字滤波器加以滤除,从而提高信噪比。
数据预处理预处理主要分为两步,主要目的是去除噪声,以及根据使用目的将信号分离:(1)中值滤波(n=3)。
由实验得知,加速度传感器输出信号中参杂了大量脉冲噪声,在实际应用申必须加以剔除.传统的消除脉冲噪声的方法是使用中值滤波器。
采用序列的中值是指采样序列中一半样本的值比该值大,而另一半比其小。
在信号处理时需要将采样序列排序,然后取中间值。
中值滤波器是一个非线性信号处理技术,它使用一个给定长度的窗依次滑过原始信号序列,然后将窗内居中的样本值用该窗所包含信号序列的中值替代。
针对加速度传感器输出信号包含有脉冲噪声,这里滤波器窗口大小n设为3。
辫n过大时,则区分人体是否处于活动状态等算法的效果将变差。
(2)低通滤波(LPF,截止频率为0.25Hz,0.01dB纹波,3阶IIR滤波器),目的是从原始加速度信号中分出两路信号,分别为GA(Gravity,可用于姿态判断)和BA(BodilymotionAcceleration,可用于运动状态判断)信号。
GA由(1)后信号LPF后得到,BA可由GA与(1)后信号的差别得到。
基于跌倒过程特点的跌倒分析判断跌倒过程中的加速度变化特征对跌倒检测原理的研究主要是找到人体在跌倒过程中的加速度变化特征。
图3给出的是加速度在不同运动过程中的变化曲线,包括(a)步行上楼、(b)步行下楼、(c)坐下、(d)起立。
跌倒检测器被固定在被测的人体腰上。
其中红色的曲线是Y轴(垂直方向)的加速度曲线,其正常静止状态下应该为-1g;黑色和黄色的曲线分别是X轴(前后方向)和Z轴(左右方向)的加速度曲线,其正常静止状态下应该为0g;绿色的曲线是三轴加速度的矢量和,其正常静止状态下应该为+1g。
由于老年人的运动相对比较慢,所以在普通的步行过程中,加速度变化不会很大。
最明显的加速度变化就是在坐下动作中Y轴加速度(和加速度矢量和)上有一个超过3g的尖峰,这个尖峰是由于身体与椅子接触而产生的。
关于几个中断设置的说明1、Activity - 当加速度值超过一定门限(THRESH_ACT)时,Activity中断置位。
2、Inactivity - 当加速度值低于一定门限(THRESH_INACT)并且持续超过一定时间(TIME_INACT)时,Inactivity中断置位。
3、Free_Fall - 当加速度值低于一定门限(THRESH_FF)并且持续超过一定时间(TIME_FF)时,Free_Fall中断置位。
与Inactivity中断的区别在于,Free_Fall中断主要用于对自由落体运动的检测。
而跌倒过程中的加速度变化则完全不同。
图4给出的是意外跌倒过程中的加速度变化曲线。
通过图4和图3的比较,可以发现跌倒过程中的加速度变化有4个主要特征,这可以作为跌倒检测的准则。
这4个特这在图4中以红色的方框标注,下面将对其逐一进行详细介绍。
1.失重:在跌倒的开始都会发生一定的失重现象。
在自由落体的下降过程,这个现象会更加明显,加速度的矢量和会降低到接近0g,持续时间与自由落体的高度有关。
对于一般的跌倒,失重现象虽然不会有像自由落体那么明显,但也会发生合加速度小于1g的情况(通常情况下合加速度应大于1g)。
因此,这可以作为跌倒状态的第一个判断依据。
可以由ADXL345的Free_Fall中断来检测。
2.撞击:失重之后,人体发生跌倒的时候会与地面或其他物体发生撞击,在加速度曲线中会产生一个很大的冲击。
这个冲击可以通过ADXL345的Activity中断来检测。
因此,Free_Fall 中断之后,紧接着产生Activity中断是跌倒状态的第二个判断依据。
3.静止:通常,人体在跌倒后,也就是撞击发生之后,不可能马上起来,会有短暂的静止状态(如果人因为跌倒而导致昏迷,甚至可能是较长时间的静止)。
表现在加速度曲线上就是会有一段时间的平稳。
这可以通过ADXL345的Inactivity中断来检测。
因此,Activity中断之后的Inactivity中断是跌倒状态的第三个判断依据。
4. 与初始状态比较:跌倒之后,人体会发生翻转,因此人体的方向会与原先静止站立的姿态(初始状态)不同。
这使得跌倒之后的静止状态下的三轴加速度数值与初始状态下的三轴加速度不同(见图4)。