计步器ppt课件
计步器的工作原理
计步器的工作原理
计步器是一种常见的健身设备，用于记录人体行走的步数。
它通过内置的加速度传感器来检测身体的运动，并将其转换成步数。
计步器的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 加速度传感器检测运动：计步器内置了一个加速度传感器，通常是三轴加速度传感器。
当人体运动时，传感器会检测到加速度的变化。
2. 运动信号处理：计步器会对传感器检测到的加速度信号进行处理。
首先，它会进行滤波处理，去除噪声和干扰。
然后，它会对信号进行积分，以计算出运动的速度和距离。
3. 步数计算：计步器会根据运动的速度和距离来计算步数。
通常情况下，当运动速度超过一定阈值时，计步器会将其视为一步。
通过不断累加步数，计步器可以实时地显示当前的步数。
4. 数据显示：计步器通常配备了一个显示屏，用于显示步数和其他相关信息，如运动时间、消耗的卡路里等。
一些高级计步器还可以连接到手机或者电脑，将数据传输到相应的应用程序或者软件中进行进一步的分析和记录。
5. 能量供应：计步器通常使用电池作为能量供应。
普通来说，计步器的电池寿命较长，可以使用数月甚至数年之久。
需要注意的是，计步器的工作原理可能因不同的品牌和型号而有所差异。
一些高级计步器可能会采用更复杂的算法和传感器，以提供更准确的步数统计和更多的功能。
计步器在日常生活中被广泛使用，它不仅可以匡助人们记录步数和健康数据，还可以激励人们进行更多的运动。
通过了解计步器的工作原理，我们可以更好地理解它的功能和使用方式，从而更好地利用它来改善健康和生活质量。
计步器简易安装使用讲解-23页PPT资料
二、计步器调试
RESET钮： 启动后：出现时间为自 动、体重（实际值：公 斤）、步幅（男：7075CM、女：60-65）
二、计步器调试
查编码： 启动后：出现小人时候 按“■”，会出现计步 器编码（16位）
二、计步器调试上传数据：源自连续按“ ＊ No Image
”3秒，会
出现“Y111”天线，表
示数据在上传。
三、计步器数据
1、可以保留60天数据。 2、每天使用，10天充电。 3、不常用，1个月充电。 4、电量空格：SIM卡关闭 但可以再记忆2天数据。
三、计步器数据
1、SIM卡为数据卡（不能 打电话），已经开启，每 张卡有60元储值。周期 2019年5月—2019年5月
三、计步器数据
网络关联：
health.unicomapp/index
登陆此网页
三、计步器数据
员工手机号码 手机号后6位
阅读免责声明书 并点击”同意” 按钮
三、计步器数据
使用员工邮箱地址
填写计步器编码16位
三、计步器数据
将计步器的设备编 号（以090开头 的16位数字）填 入
输入计步器编号后，
点选页面底部的 “修改”，完成计
步器的绑定。
四、各部门工会需要做
1、SIM卡号 2、计步器编码（16位） 3、计步器安装SIM卡，启动。 4、表格反馈：电子、纸介（要签字） 5、网络启动关联（邮箱、编码） 6、发放员工：仔细阅读说明书 7、汇总问题：统一报送
一、计步器组装
数据调整： 启动后：出现时间（年 、月、日、时间）、体 重、步幅，中间钮确认 ，左右钮调整数值。
一、计步器组装
装入SIM卡：
按照背后图例插入SIM 卡，用螺丝刀轻压，有 “咔嗒”声即到位。盖 上盖板，拧2颗螺丝钉 。
电子技术课程设计计步器
电子技术课程设计计步器一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握计步器的基本原理和制作方法，通过实践活动，培养学生的动手能力和创新能力，提高学生对电子技术的兴趣和热情。
知识目标：使学生了解计步器的工作原理，掌握基本的电子电路知识，了解常用的传感器及其应用。
技能目标：培养学生能够独立完成计步器的组装和调试，提高学生的动手实践能力，培养学生的团队协作精神。
情感态度价值观目标：使学生认识到电子技术在生活中的应用，提高学生对科学技术的兴趣和热情，培养学生的创新意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括计步器的工作原理、传感器的选用、电子电路的组装和调试。
1.计步器的工作原理：介绍计步器的工作原理，使学生了解计步器是如何工作的。
2.传感器的选用：介绍常用的传感器及其应用，使学生能够根据需要选择合适的传感器。
3.电子电路的组装和调试：引导学生动手实践，组装和调试计步器，使学生能够将理论知识应用到实践中。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
1.讲授法：用于讲解计步器的工作原理和传感器的选用。
2.讨论法：用于讨论计步器的应用和制作过程中的问题。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解计步器的工作原理。
4.实验法：引导学生动手实践，培养学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：提供教材供学生学习和参考。
2.参考书：提供相关的参考书，帮助学生深入理解计步器的工作原理。
3.多媒体资料：制作多媒体课件，生动形象地展示计步器的工作原理和制作过程。
4.实验设备：准备实验设备，让学生能够亲自动手实践，提高学生的实践能力。
五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个方面，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答和团队协作等情况，以了解学生的学习态度和表现。
计步器的工作原理
计步器的工作原理引言概述：计步器是一种常见的健康监测设备，它能够准确记录人们每天行走的步数，并帮助人们了解自己的运动情况。
本文将介绍计步器的工作原理，包括传感器的使用、数据的收集和处理、以及步数计算的方法。
一、传感器的使用1.1 加速度传感器：计步器通常使用加速度传感器来检测人体的运动。
加速度传感器能够测量物体在三个方向上的加速度变化，通过分析这些数据，可以判断人体是否在行走或运动。
1.2 陀螺仪传感器：除了加速度传感器，一些高级计步器还会使用陀螺仪传感器。
陀螺仪传感器可以检测物体的旋转和转动，通过结合加速度传感器的数据，可以更准确地判断人体的步行状态。
1.3 心率传感器：一些高级计步器还会配备心率传感器，用于监测人体的心率变化。
心率传感器可以通过检测心脏的电信号来测量心率，从而提供更全面的运动数据。
二、数据的收集和处理2.1 传感器数据采集：计步器会定期采集传感器的数据，通常以固定的时间间隔进行采集。
采集的数据包括加速度传感器和陀螺仪传感器的原始数据，以及心率传感器的心率值。
2.2 数据滤波和校准：为了提高计步器的准确性，采集到的数据需要进行滤波和校准处理。
滤波可以去除传感器数据中的噪声和干扰，而校准可以校正传感器的误差，以获得更准确的运动数据。
2.3 数据分析和提取特征：经过滤波和校准后，计步器会对数据进行分析，并提取出与步行相关的特征。
这些特征可以包括步伐的频率、振幅、以及步行的时间间隔等，用于后续的步数计算。
三、步数计算的方法3.1 基于阈值的计步算法：最简单的步数计算方法是基于阈值的计步算法。
该算法通过设置一个阈值，当加速度传感器的数据超过该阈值时，即判断为一步。
但这种方法容易受到震动和其他运动的干扰，导致步数计算不准确。
3.2 基于机器学习的计步算法：为了提高计步器的准确性，一些高级计步器采用了基于机器学习的计步算法。
这种算法通过训练模型，学习人体行走的特征，从而更准确地判断步行状态。
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5.1数据预处理
（1） 中值滤波
在运动过程中,加速度传感器的 输出信号会包含大量的脉冲噪 声信号，在实际计步过程中必 须剔除。中值滤波是一种有效 的消除脉冲噪声的方法，它是 一种基于排序统计理论的能有 效抑制噪声的非线性信号处理 技术，它把数字图像或数字序 列中一点的值用该点的一个邻 域中各点值的中值代替，让周 围的像素值接近真实值，从而 消除孤立的噪声点。
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在人体运动过程中，脚离 开地面是行走的第一步。 由于地面会给蹬地的人一 个反作用力，垂直加速度 开始逐渐增大，身体重心 也逐渐上移。当脚要达到 最高点位置时，脚的垂直 速度值是最小的，垂直加 速度值达到最大，然后接 着脚会向下移动，垂直加 速度值开始逐渐减小，最 终脚落地，垂直加速度值 减少到最小值，然后便进 入到下一个步伐周期。
在得到有效步数后，对有效步数的 合加速度值进行检测，峰值点应满 足下式，其中tp为峰值点附近加速 度的幅值。
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当满足峰值条件后，再对合加速度信号进行幅度阈值 条件和时间阈值条件的判断,以避免行走时身体抖动 对计步的影响，最后对实际的步数进行记录存储，显 示到液晶屏上。其中幅度阈值为所有峰值点的均值， 这样的均值比较合理。而人体每步行走的时间范围为 0.2～2 s。其峰值检测的流程图如图所示。
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THANKS
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2.顾客需求
携带 方便
使用 方便
字体 清晰
计步 准确
设置 简单
外观 漂亮
01 02 03 04 05 06
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3.工作原理
在人行走过程中，可以 将距离、速度、加速度 等属性作为描述人体行 走状态的参数，本文主 要对人体运动过程中的 加速度信息进行采样分 析。行走时，身体的各 个部位都在运动，它们 的运动都会产生相应的 加速度，其中垂直方向 的加速度变化是最大的。
计步器的工作原理
计步器的工作原理计步器是一种常见的电子设备，用于记录人体行走步数和运动距离。
它通过内置的加速度传感器来检测人体的运动，并将数据转换成步数和距离。
工作原理如下：1. 加速度传感器：计步器内置了一个三轴加速度传感器，通常是MEMS（微机电系统）加速度传感器。
这种传感器可以测量物体的加速度，包括重力加速度和运动加速度。
2. 重力加速度：当人体静止时，加速度传感器会测量到的主要是重力加速度，即9.8米/秒²。
这是因为人体处于静止状态时，只受到地球引力的作用。
3. 运动检测：当人体开始行走时，加速度传感器会检测到除了重力加速度之外的额外加速度。
这些额外加速度是由于人体的运动而产生的。
4. 数据处理：计步器内部的芯片会对传感器测量到的加速度数据进行处理和分析。
它会通过算法来判断何时发生了一步行走，并将步数计数加1。
5. 步数计数：计步器会根据算法判断的步数进行累加，并将结果显示在屏幕上。
普通来说，计步器会显示累计的步数和运动距离。
6. 精度控制：为了提高计步器的精度，一些高级计步器还会考虑其他因素，如步伐长度、身高和体重等。
这些参数可以根据用户的个人信息进行设置，以提供更准确的步数和距离数据。
7. 数据存储：一些计步器还具有数据存储功能，可以记录用户的历史步数和距离数据。
这些数据可以通过连接计步器到电脑或者智能手机来进行查看和分析。
总结：计步器通过内置的加速度传感器检测人体的运动，并使用算法来判断何时发生了一步行走。
它将步数计数加1，并显示在屏幕上。
计步器的精度可以通过考虑步伐长度、身高和体重等因素进行控制。
一些计步器还具有数据存储功能，可以记录用户的历史步数和距离数据。
计步器是一种简单而有效的设备，可以匡助人们追踪和监控自己的日常步数和运动距离，从而促进更健康的生活方式。
计步器工作原理
计步器工作原理计步器是一种常见的便携式电子设备，用于记录和计算用户的步数。
它通常由加速度传感器、微处理器和显示屏组成。
下面将详细介绍计步器的工作原理。
1. 加速度传感器计步器的核心部件是加速度传感器，它能够检测到人体行走时产生的加速度变化。
加速度传感器通常采用微机电系统（MEMS）技术制造，其中包含微小的机械结构和电子元件。
当人行走时，加速度传感器会感知到身体的运动，并将其转化为电信号。
2. 信号处理加速度传感器会将检测到的运动信号传输给微处理器进行进一步处理。
微处理器是计步器的智能核心，它负责接收和处理传感器的数据，并进行计步算法的运算。
计步算法是根据人体行走的特征和模式设计的一种算法，用于判断何时发生一步。
常见的计步算法包括阈值法、峰值法和机器学习算法等。
3. 数据计算微处理器会根据计步算法对传感器数据进行实时计算。
当加速度传感器检测到步行的特征时，微处理器会将其识别为一步，并进行步数的累加。
计步器通常会显示当前的步数，并可根据用户的需求进行数据存储和统计分析。
一些高级计步器还能提供距离、卡路里消耗等更多的健康指标。
4. 显示屏和其他功能计步器通常配备有显示屏，用于显示步数和其他相关信息。
显示屏可以是液晶屏、LED屏幕或电子墨水屏等。
除了计步功能外，一些计步器还具备其他功能，如心率监测、睡眠监测、手机连接等。
这些功能可以通过计步器上的按键或触摸屏进行操作和设置。
5. 电源管理计步器通常使用电池作为电源，因此需要进行电源管理以延长电池寿命。
计步器一般会采用低功耗设计，以减少能量消耗。
一些计步器还具备自动休眠功能，在用户不活动一段时间后自动进入休眠状态，以节省电量。
总结：计步器通过加速度传感器感知人体行走的加速度变化，并利用计步算法进行步数的计算。
微处理器负责接收和处理传感器数据，并将计算结果显示在屏幕上。
计步器还可以具备其他功能，如心率监测等。
电源管理是保证计步器正常工作的重要因素之一。
计步器的工作原理简单明了，通过准确感知和计算步数，为用户提供了方便的健康监测和数据统计。
计步器的工作原理
及电子设备制造厂商。为了适应时代的发展，在公司成 立50周年纪念时，公司名称与品牌名称实现了统一，改 为“欧姆龙株式会社”。 欧姆龙在世界上率先
开发并生产出一系列产品与设备系统。为社会的进步与 提高人类的生活水平作出贡献。创造社会需求，构筑 “安心”，“安全”，“环保”“健康”的社会是欧
姆龙的企业发展目标。欧西亚计步器十大品牌，1989年 创立于美国，国际市场知名品牌，不断推出今日电子时 尚产品创新设计的国际品牌，首创天气预报及
所谓的振动传感器其实就是一个平衡锤在上下振动时平 衡被破坏使一个触点能出现通/断动作。它里面有一个机 械的震子，运动时会产生上下震动，机器通过收
集震子运动的频率来计算数值，计算消耗卡路里。3 计步 器什么牌子好计步器不仅仅只是计算跑步时间的设备， 随着科合消费者的需要，全球的牌子计步器纷纷进行品牌 的创新改造。欧姆龙中国驰名商标，全球知名品牌，日 本著名品牌，世界领先品牌，全球知名自动化控制
动健身已经成为现代人养生保健的首先方式，而跑步就 成为当中的主要运动。统计显示，现在的人们在跑步的 时候会佩戴计步器，通过统计步数、速度、时间、
距离等数据测算卡路里或热量消耗，用以掌控运动量， 计步器已经不是专业运动员是工具了，如今已经成为人 们为了防止运动量不足或过量的一种工具。市面上
的电子计步器主要由电子计数器和震动传感器组成。一 般根据传感器的形式可分为2D计步器和3D计步器。按功 能分又可以分为单功能计步器计步器手表，脂
肪测量计步器等等人在步行时重心都要有一点上下移动。 以腰部的上下位移最为明显，所以记步器挂在腰带上最 为适宜。计步器最基本功能如下：步数显示、消
耗热量显示；步行距离显示；剩余运动量提示；累计步 行步数与运动时间；目标运动量显示；运动量显示；时 间显示的计步器已经是不错的选择了。当今计步器
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4.硬件设计
主控制器采用ST公司的基于
ARM CortexM3内核的48位 液
微控制STM32F103C8T6，
晶 显
三轴加速度传感器采用
示
INEMO，同时采用2.4寸彩
色液晶显示屏对行走步数、
剩余电量等信息进行显示，
按键和振动马达作为人机交
互设备。
按103C8T6
源
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THANKS
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（2） 低通滤波
通常来讲，人体每秒钟行 走0.5～2.0步，最多不超 过5.0步。因此合理的计步 器输出为0.5～5.0 Hz，需 要通过一个低通滤波器， 以从原始加速度信号中分 离出人体活动所产生的高 频低通噪声，此时的低通 滤波器截止频率为5.0 Hz
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5.2、步数检测算法
5.2.1三轴数据合一的方法选取 加速度传感器采集到的是三轴的加速度数据，这3个轴分别对
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5.2.2、步数检测 的核心算法
系统中设定两个移位寄存器,其中一 个寄存器用于保存新得到的加速度 采样值，根据动态峰值可以确定动 态阈值的大小，当新得到一个加速 度采样值时，将其与新数据寄存器 中的数值进行比较，若二者的差值 的绝对值大于动态精度时，则新数 据寄存器的值移位到旧数据寄存器， 而新得到的加速度值就可以移位到 新数据寄存器；当加速度变化值小 于或等于动态精度时，此变化值被 抛弃，新数据寄存器保持不变。旧 数据寄存器则不断地更新采样数据。
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在人体运动过程中，脚离 在每一个步伐周期中，人体的垂直加 开地面是行走的第一步。 速度值都会出现一个峰值，这样的一 由于地面会给蹬地的人一 个峰值对应迈出的一步。采用加速度 个反作用力，垂直加速度 传感器对人体运动的加速度信息进行 开始逐渐增大，身体重心 采集，对加速度信号作预处理，再由 也逐渐上移。当脚要达到 微控制器通过计步算法准确地计算出 最高点位置时，脚的垂直 人体实际行走的步数 速度值是最小的，垂直加 速度值达到最大，然后接 着脚会向下移动，垂直加 速度值开始逐渐减小，最 终脚落地，垂直加速度值 减少到最小值，然后便进 入到下一个步伐周期。
步器结合以上两种方法，
提出一种新的改进算法，
从而可高效准确地检测出
人体行走的步数。
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5.1数据预处理
（1） 中值滤波
在运动过程中,加速度传感器的 输出信号会包含大量的脉冲噪 声信号，在实际计步过程中必 须剔除。中值滤波是一种有效 的消除脉冲噪声的方法，它是 一种基于排序统计理论的能有 效抑制噪声的非线性信号处理 技术，它把数字图像或数字序 列中一点的值用该点的一个邻 域中各点值的中值代替，让周 围的像素值接近真实值，从而 消除孤立的噪声点。
应人体运动的3个方向。无论如何穿戴计步器，总有至少一个 轴的数据具有较大的周期性加速度变化，所以某些算法采用单 个轴的加速度值来表征人体运动，算法实时比较三轴加速度数 据大小，把加速度变化最大的那个轴记为有效轴，然后利用有 效轴的数据进行分析和步伐判断。但是这种实时判断有效轴的 方法容易丢失计数点，加速度有效轴可能会不停地变换，这会 导致数据过于敏感，稳定性差。为了很好地解决这个问题，本 文采用三轴合一加速度的方法处理数据。
电子计步器
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目录
01 环境背景 02 顾客需求 03 工作原理 04 硬件设计 05 软件设计
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1.环境背景
随着社会的发展人们越来越注重自己的健康，跑步成为 一种方便又有效的锻炼方式。但是如何知道自己跑了多 少步，多远的路程?计步器可以帮助人们实时掌握锻炼情 况。它的主要功能是检测步数通过数和步幅可计算行走 的路程步幅信息。可通过行走固定的距离如20m来计算 或是直接输入高级的计步器还可以计算人体消耗的热量。 但这些计算的主要依据是步数的检测。
在得到有效步数后，对有效步数的 合加速度值进行检测，峰值点应满 足下式，其中tp为峰值点附近加速 度的幅值。
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当满足峰值条件后，再对合加速度信号进行幅度阈值 条件和时间阈值条件的判断,以避免行走时身体抖动 对计步的影响，最后对实际的步数进行记录存储，显 示到液晶屏上。其中幅度阈值为所有峰值点的均值， 这样的均值比较合理。而人体每步行走的时间范围为 0.2～2 s。其峰值检测的流程图如图所示。
INEMO
SIM300
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5.软件设计
系统软件主要实现高精度
计步器的数据采集、算法
处理、信息输出以及人机
交互，核心技术是步数检
测算法实现。传统的步数
检测算法主要有两种:一是
动态阈值判断方法，从正
弦波形的下降区间进行判
断；二是峰值检测方法，
从正弦波的拐点处判断步
数。这两种检测方法都有
局限性和不确定性。本计
3
2.顾客需求
携带 方便
使用 方便
字体 清晰
计步 准确
设置 简单
外观 漂亮
01 02 03 04 05 06
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3.工作原理
在人行走过程中，可以 将距离、速度、加速度 等属性作为描述人体行 走状态的参数，本文主 要对人体运动过程中的 加速度信息进行采样分 析。行走时，身体的各 个部位都在运动，它们 的运动都会产生相应的 加速度，其中垂直方向 的加速度变化是最大的。