物联网作业讲解
@物联网作业

物联网技术与应用11汽修班—05林武军1.EPC的含义是什么?有什么作用?答:EPC即“产品电子代码”,是为了提高物流供应链管理水平、降低成本而新起发展起来的一项亲技术,可以实现对所有实体对象建立全球的、开放的的唯一有效标识标准。
2.什么事自动识别技术,你能说出哪几种?答:自动识别技术是一种高度自动化的信息火数据采集技术,对字符、影像、条码、声音、信号等记录数据的载体进行机器自动识别,自动地获取被识别物品的相关信息,并提供给后台的计算机处理系统以完成相关的后续处理。
识别技术:条码识别技术、磁条(卡)识别技术、IC识别技术、射频识别技术3.简述射频识别系统的构成及工作原理。
答:构成:由电子标签、读写器和后端管理系统三部分组成原理:读写器通过天线发送出一定频率的射频信号,当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,发送出自身的数据信息,被读写器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。
4.简述RFID技术常见的分类方式有哪几种,分别用于哪些领域。
答:分类有:按照频率分类、按照供电方式分类、按照信息存储方式分类、按照耦合方式分类、按照系统档次和工作方式分类等。
分别用于:制造业、物流管理、制药、健康管理、保安、交通、游乐公园、仓储业等。
5.什么是地理信息系统(GIS),GIS在物联网中有什么地位与作用。
答:地理信息系统(GIS)是以计算机为基础,对空间位置等信息进行采集、存储、管理、分析、可视化与应用的软件工具,特别适合对空间要素化存储建库,以及基于位置关系的空间分析与查询。
地位与作用:⑴GIS技术为物联网提供基础地理信息平台⑵GIS为物联提供空间定位支持⑶三维GIS技术为物联网提供真实的虚拟展示平台⑷移动GIS为物联网提供移动计算机平台The furthest distance in the world Is not between life and deathBut when I stand in front of youYet you don't know thatI love you.The furthest distance in the worldIs not when I stand in front of youYet you can't see my loveBut when undoubtedly knowing the love from bothYet cannot be together.The furthest distance in the worldIs not being apart while being in loveBut when I plainly cannot resist the yearningYet pretending you have never been in my heart.The furthest distance in the world Is not struggling against the tides But using one's indifferent heart To dig an uncrossable riverFor the one who loves you.。
物联网导论作业

物联网导论作业在当今科技飞速发展的时代,物联网已经成为了一个备受关注的热门领域。
它正在逐渐改变着我们的生活方式和社会的运行模式。
物联网,简单来说,就是让各种物品通过网络连接起来,实现智能化的交互和管理。
想象一下,你的冰箱能够自动感知食物的库存,并在食物快耗尽时向你的手机发送提醒;你的空调能够根据室内外的温度和湿度自动调整工作模式,为你营造最舒适的环境;甚至你的汽车可以与交通系统实时通信,提前为你规划最佳的出行路线,避开拥堵。
这些看似科幻电影中的场景,正因为物联网的发展而逐渐成为现实。
物联网的实现依赖于一系列关键技术。
首先是传感器技术,它就像是物联网的“眼睛”和“耳朵”,能够感知周围环境的各种信息,如温度、湿度、光照、声音等等。
这些传感器将收集到的数据传输给处理器进行分析和处理。
其次是通信技术,包括蓝牙、WiFi、Zigbee 等短距离通信技术,以及 4G、5G 等长距离通信技术,它们确保了数据能够在设备之间快速、稳定地传输。
还有云计算和大数据技术,海量的物联网数据需要强大的计算和存储能力来进行处理和分析,从而挖掘出有价值的信息。
物联网的应用场景非常广泛。
在智能家居领域,我们可以实现家庭设备的自动化控制和远程监控,提高生活的便利性和舒适度。
在智能交通方面,通过车辆与道路设施之间的通信,可以改善交通流量,减少交通事故的发生。
在工业生产中,物联网可以实现设备的实时监测和故障预警,提高生产效率和质量。
在医疗健康领域,物联网设备能够实时监测患者的身体状况,为医疗诊断和治疗提供更准确的数据支持。
然而,物联网的发展也面临着一些挑战。
安全问题是其中最为突出的一个。
由于物联网设备连接到网络,如果安全措施不到位,很容易被黑客攻击,导致个人隐私泄露和设备失控。
此外,物联网设备的兼容性和互操作性也是一个问题,不同厂家生产的设备往往难以实现无缝连接和协同工作。
而且,物联网的大规模应用还需要解决能耗问题,以确保设备的长时间稳定运行。
《第4课 物联网展望》作业设计方案-初中信息技术浙教版23七年级下册自编模拟

《物联网展望》作业设计方案(第一课时)一、作业目标通过本次作业,学生将:1. 了解物联网的基本概念和原理;2. 掌握物联网技术的应用领域;3. 掌握如何应用物联网技术解决问题。
二、作业内容任务一:物联网基础了解1. 阅读关于物联网的相关资料,了解其基本概念和原理;2. 结合生活中的实例,描述物联网如何改变我们的生活。
任务二:物联网应用领域探索1. 列举物联网技术在各个领域的应用案例,如智能家居、智能交通、医疗健康等;2. 分析这些应用的优势和挑战。
任务三:应用物联网解决问题1. 选择一个实际的问题,如智能家居中的灯光控制问题;2. 设计并实现一个基于物联网技术的解决方案;3. 撰写一份解决方案报告,包括问题描述、解决方案、预期效果等。
三、作业要求1. 作业需独立完成,不得抄袭;2. 报告字数不少于300字;3. 报告中需包含图片、表格等辅助说明;4. 按时提交作业,提交方式不限,但需保证作业质量。
四、作业评价1. 评价标准:作业质量、报告中的创新性、问题解决能力、团队协作能力等;2. 评价方式:教师评价与学生互评相结合,综合评定成绩。
五、作业反馈1. 学生提交作业后,教师将对作业进行批改,并及时向学生反馈评价结果;2. 对于作业中存在的问题,教师将给予指导,帮助学生改进;3. 学生可针对作业评价结果,提出疑问或建议,与教师进行交流互动。
六、附加说明:为了更好地帮助学生完成本次作业,教师可以组织学生进行小组讨论,共同探讨物联网技术的应用和未来发展。
同时,也可以推荐一些相关的书籍、网站等资源,帮助学生更深入地了解物联网相关知识。
作业设计方案(第二课时)一、作业目标:通过本次作业,学生应理解物联网的基本概念,了解物联网技术在现实生活中的应用,培养他们运用物联网技术的思维能力,提高他们的问题解决能力和创新思维能力。
二、作业内容:1. 讨论:要求学生分组,查阅并讨论物联网技术在日常生活中的应用。
各小组需要总结出物联网在教育、医疗、交通、农业等方面的应用案例,并解释这些应用如何通过物联网技术改变生活。
物联网技术作业指导书

物联网技术作业指导书一、概述物联网技术作业的目标是通过实践项目来加深对物联网技术的理解和应用能力。
本指导书将为您提供一个明确的作业流程和步骤,帮助您顺利完成作业。
二、作业要求1. 选择一个具体的物联网应用场景,例如智能家居、智能交通等。
2. 设计和实现一个基于物联网技术的应用方案,包括系统架构、硬件设备和软件平台等。
3. 编写相关的代码和程序,完成系统的功能实现和验证。
4. 进行系统测试和性能评估,分析和总结实验结果。
三、作业流程1. 确定物联网应用场景在选定的领域中选择一个具体的应用场景,例如智能家居中的智能照明系统。
2. 系统架构设计根据应用场景,设计物联网系统的整体架构。
包括传感器、网络通信、数据处理和应用接口等模块。
3. 硬件设备选型与搭建根据系统架构设计,选购适合的硬件设备,并进行连接和搭建。
例如选择可编程开发板和传感器进行硬件搭建。
4. 软件平台选择与配置根据系统需求,选择适合的软件平台进行开发和配置。
例如选择Arduino、Raspberry Pi等开发工具进行软件开发。
5. 功能实现与验证根据系统需求和设计,编写相关的代码和程序,实现系统功能。
例如控制灯光的开关和亮度。
6. 系统测试与性能评估对完成的系统进行测试和性能评估,验证系统的功能和稳定性。
7. 实验结果总结与分析对实验结果进行总结和分析,分析系统的优劣点,提出改进和优化的建议。
四、作业要点1. 在整个作业过程中,重视实践和实验,通过实践来加深对物联网技术的理解。
2. 在选择硬件设备和软件平台时,要考虑其性能、稳定性和可扩展性。
3. 在编写代码和程序时,要注重代码质量和可读性,养成良好的编码习惯。
4. 在系统测试和性能评估中,要充分考虑不同的测试场景和使用情况,进行全面的测试。
5. 在总结和分析实验结果时,要客观地评价系统的优缺点,并提出改进的建议和思考。
五、提交要求1. 提交物联网技术作业的完整代码和程序。
2. 提交物联网系统的设计文档和架构图。
《2.6 探索物联网》作业设计方案

《探索物联网》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本次作业旨在帮助学生深入了解物联网的基本概念和原理,掌握物联网技术的应用领域,并培养其自主探究和团队协作的能力。
二、作业内容1. 阅读教材相关章节,回答以下问题:(1)什么是物联网?(2)物联网技术的应用领域有哪些?(3)物联网技术的发展趋势是什么?2. 分组讨论:(1)请结合生活实际,列举至少三个物联网技术的应用实例。
(2)分组讨论物联网技术的优势和可能存在的安全问题。
3. 撰写报告:各小组将讨论结果汇总成一份报告,内容包括但不限于问题分析、结论以及个人或小组观点等。
报告字数不少于300字。
三、作业要求1. 作业时间为两周,每周检查一次完成进度。
2. 鼓励自主学习,参考教材和相关资料,确保作业质量。
3. 小组内要充分讨论,达成共识,培养团队协作精神。
4. 报告需按照学校规定的格式要求进行书写。
四、作业评价1. 评价标准:(1)回答问题正确率(50分)(2)讨论内容与主题相关度(30分)(3)报告逻辑性和表达清晰度(20分)(4)团队协作精神(10分)2. 评价方式:小组自评、互评和教师评价相结合,确保公平公正。
五、作业反馈1. 作业提交后,学生将有机会获得其他同学的反馈,以便于相互学习、共同进步。
2. 教师将对作业进行批改,针对普遍存在的问题和典型案例进行讲解,以加深学生对物联网知识的理解和掌握。
3. 对于作业完成质量较差的学生,教师将进行单独指导,并提供改进建议。
通过本次作业,学生将能够:* 深入了解物联网的基本概念和原理;* 掌握物联网技术的应用领域;* 培养自主探究和团队协作的能力;* 提高对物联网技术的认识和安全意识;* 为今后在物联网领域的发展奠定基础。
作业设计方案(第二课时)一、作业目标通过本次作业,学生应达到以下目标:1. 理解物联网的基本概念和原理;2. 掌握物联网技术的应用领域和前景;3. 实践操作物联网设备,提高动手能力;4. 培养对物联网技术的兴趣和热爱。
《2.6探索物联网》作业设计方案-中职信息技术高教版21基础模块上册

《探索物联网》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本节课作业设计的目标在于:1. 使学生初步了解物联网的基本概念和构成;2. 掌握物联网中传感器的基本原理和应用;3. 培养学生对物联网技术的兴趣和初步的实践能力。
二、作业内容作业内容主要围绕物联网的基本概念和传感器技术展开,具体包括:1. 理论学习:要求学生通过网络或图书馆资源,搜集并阅读物联网的文献资料,包括定义、发展历程、主要技术等,并形成个人理解总结。
2. 探索传感器:布置学生从身边选择一种物体或环境(如家里的智能灯具),研究其使用的传感器技术。
要求描述该传感器的种类、工作原理、使用场景以及其在物联网中的作用。
学生可以通过动手操作这些传感器设备来获得实践经验,并用简单的语言进行归纳描述。
3. 创作与表达:以“如果我是一个传感器”为主题创作一篇短文,描绘传感器的感知世界、在物联网中的作用及其在生活中的应用前景。
这要求学生具备一定的想象力及技术性表述能力。
4. 实践操作:利用学校提供的实验器材或个人工具,进行简单的传感器连接实验,如LED灯与光敏传感器的简单连接实验,使学生直观了解物联网设备的操作流程和连接逻辑。
三、作业要求作业要求包括:1. 学生必须完成所有作业内容,并在规定时间内提交;2. 理论学习部分要形成一份详细的摘要或读书笔记,不得抄袭,要求有明确的自我理解和分析;3. 探索传感器部分要真实记录自己所选物体或环境的传感器技术,并附上图片或视频(如有条件);4. 创作与表达部分要内容积极向上,有逻辑性,能体现出对物联网技术的理解;5. 实践操作部分需提交实验过程记录和实验结果照片或视频,并附上简要的实验报告。
四、作业评价作业评价将根据以下标准进行:1. 作业完成度:是否完成了所有作业内容;2. 理论学习深度:对物联网及传感器技术的理解程度;3. 探索传感器部分的真实性和深度:是否真实记录并分析所选物体或环境的传感器技术;4. 创作与表达的逻辑性和创新性:是否能够准确描述并创新性地思考物联网技术;5. 实践操作部分的完成度和创新性:实验过程和结果是否真实,是否有创新点。
物联网导论作业
物联网导论作业物联网(Internet of Things, IoT)是指通过互联网将物理世界中的各种事物连接起来,实现信息的传递与交互。
在物联网中,各种传感器、设备、物体都可以通过网络互相通信和交互,实现数据的收集、处理和控制。
物联网的应用范围非常广泛,涵盖了农业、工业、医疗、交通、家居等各个领域。
它可以实现智能农业、智能制造、智能医疗、智能交通、智能家居等一系列创新服务和应用。
物联网的发展对人们的生活和社会产生了深远的影响。
1. 物联网的基本概念和构成物联网由感知层、传输层、应用层三个基本组成部分构成。
感知层:感知层主要负责采集物理世界中的各种数据。
通过各种传感器、标签等设备,将现实世界中的信息转化为数字信号。
传输层:传输层负责将感知层采集到的数据通过网络进行传输和传送。
目前主要采用无线网络、有线网络等不同的传输方式。
应用层:应用层是物联网的核心部分,它负责数据的处理、分析和应用。
通过各种算法和技术,将海量的数据转化为有用的信息,并提供相应的服务。
2. 物联网的应用场景2.1 智能家居:物联网技术可以将家庭中的各种设备连接起来,实现智能控制和管理。
例如,可以通过手机App控制家中的灯光、空调、窗帘等设备。
2.2 智慧交通:物联网可以应用于交通领域,实现车辆之间的通信和信息共享。
通过实时监测交通流量和道路状况,可以提高交通的效率和安全性。
2.3 智能农业:物联网可以实现农业领域的智能化管理。
通过传感器监测土壤湿度、温度等参数,可以实现精确的灌溉和施肥,提高农作物的产量和品质。
2.4 智能制造:物联网可以在工业生产过程中实现设备的互联和智能控制。
通过实时监测设备运行状态和生产数据,可以实现生产过程的优化和效率提升。
2.5 智能医疗:物联网可以应用于医疗领域,实现医疗设备和患者之间的远程监护和信息交流。
例如,通过智能手环监测患者的健康状况,并及时向医生发送警报。
3. 物联网的挑战和未来发展尽管物联网有着广泛的应用前景,但也面临着一些挑战和问题。
《第5课初识物联网》作业设计方案-初中信息技术浙教版20八年级下册自编模拟
《初识物联网》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本作业旨在帮助学生初步了解物联网的基本概念,掌握物联网的基本组成和功能,为后续深入学习物联网打下基础。
通过本作业的完成,学生应能够理解物联网在现代社会中的重要性,并能够运用所学知识解决实际问题。
二、作业内容1. 预习物联网概念:学生需通过阅读教材或网络资源,了解物联网的定义、发展历程及基本特点。
2. 绘制物联网组成图:学生需根据所学知识,绘制出物联网的基本组成图,包括感知层、网络层、应用层等,并标明各层的主要功能及设备。
3. 撰写物联网认知报告:学生需将物联网的基本概念、特点、组成以及自己在学习过程中的体会、感想等撰写成一份报告,不少于300字。
4. 动手实践:利用已有的设备或制作简单的传感器设备,模拟物联网设备之间的信息传递,例如利用小车运动来模拟数据传输等。
三、作业要求1. 预习物联网概念时,学生需记录下自己不理解的地方,以便在课堂讨论中提出疑问。
2. 绘制物联网组成图时,应确保图示清晰、准确,各层功能描述详细。
3. 撰写认知报告时,应确保内容完整、条理清晰,结合自己的理解对物联网进行阐述。
4. 动手实践环节中,学生需按照指导教师的要求进行操作,确保安全并按照时间节点完成实验。
5. 提交作业时需按要求填写班级、姓名及学号等个人信息。
四、作业评价本作业将结合学生完成的质量、准确性和创造性进行评价。
具体评价标准如下:1. 预习情况:是否理解物联网的基本概念及特点。
2. 绘制图示:图示的清晰度、准确性及各层功能的描述是否详细。
3. 认知报告:内容是否完整、条理是否清晰,是否结合自己的理解进行阐述。
4. 动手实践:操作是否规范、安全,实验结果是否符合预期。
五、作业反馈教师将根据学生的作业完成情况进行详细点评,对于表现优秀的学生给予表扬和鼓励;对于存在的问题和不足,将给予指导建议和帮助,并督促学生及时改正。
同时,教师将通过课堂讲解、小组讨论等方式,进一步加深学生对物联网的理解和掌握。
物联网大作业
物联网大作业物联网(Internet of Things,简称IoT)是指通过物理设备、传感器、软件和网络连接等技术手段,实现物理对象与互联网的连接,从而实现智能化交互和数据共享的网络。
在现代社会中,物联网已经广泛应用于各个领域,如智能家居、智能交通、智能医疗等,为人们的生活和工作带来了巨大的便利。
一、物联网的基本原理和组成物联网的基本原理是通过传感器收集现实世界中的各种数据,然后将这些数据通过网络进行传输和处理,最终实现对物理对象的远程监控和控制。
物联网的主要组成部分包括物理设备、传感器、网络和云平台。
1. 物理设备:物理设备是物联网的重要组成部分,它包括各种智能终端设备,如智能手机、智能手表、智能家电等。
这些设备通过内置的传感器和芯片,能够采集各种环境信息并进行处理和分析。
2. 传感器:传感器是物联网系统中的核心部件,负责采集环境中的各种数据。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、气体传感器等,通过这些传感器可以实时获取环境的各种参数。
3. 网络:物联网系统通过网络实现设备之间的连接和数据的传输。
常见的网络技术包括无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙、Zigbee等,这些网络技术能够满足不同场景下的通信需求。
4. 云平台:云平台是物联网系统的数据处理和存储中心,它能够接收、存储和分析来自传感器和设备的数据。
通过云平台,用户可以实现对物联网系统的远程监控和控制。
二、物联网的应用领域物联网在各个领域都有广泛的应用,以下列举几个典型的应用领域。
1. 智能家居:物联网技术在智能家居中的应用越来越广泛。
通过物联网系统,我们可以实现对家庭设备的智能管理,如远程监控家中的安全状况、控制电器设备的开关等。
2. 智能交通:物联网技术在交通领域的应用可以提高交通效率和安全性。
例如,通过智能交通系统可以实时监控路况、车辆定位和导航,帮助驾驶员选择最佳的行车路线,减少交通拥堵和事故发生。
3. 智能医疗:物联网技术在医疗领域的应用可以实现远程医疗、疾病监测和健康管理。
《设计物联网应用》 作业设计方案
《设计物联网应用》作业设计方案一、作业背景随着科技的飞速发展,物联网已经逐渐渗透到我们生活的方方面面,从智能家居到工业自动化,从智能交通到医疗保健,物联网的应用领域不断拓展。
为了让学生更好地理解和掌握物联网的原理和应用开发,设计了本次关于物联网应用的作业。
二、作业目标1、使学生深入了解物联网的体系结构和关键技术。
2、培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
3、让学生掌握物联网应用的设计流程和方法。
4、提高学生的团队协作和沟通能力。
三、作业要求1、学生以小组为单位(每组不超过 5 人)完成作业。
2、选择一个具体的物联网应用场景,如智能农业、智能物流、智能安防等。
3、进行需求分析,明确应用的功能和性能要求。
4、设计系统架构,包括传感器、网络、数据处理和应用端等部分。
5、选择合适的硬件和软件平台,并进行成本估算。
6、制定测试方案,对设计的应用进行功能和性能测试。
7、撰写详细的作业报告,包括项目背景、需求分析、系统设计、测试结果和总结等内容。
四、作业指导1、需求分析阶段指导学生通过市场调研、用户访谈等方式,了解应用场景的实际需求和痛点。
帮助学生确定应用的主要功能,如数据采集、远程控制、智能决策等。
分析性能要求,如响应时间、数据精度、可靠性等。
2、系统设计阶段讲解物联网的体系结构和常用的技术方案,如 Zigbee、蓝牙、WiFi 等无线通信技术。
指导学生选择合适的传感器和执行器,根据需求确定其类型、精度和量程。
协助学生设计网络拓扑结构,考虑节点布局、通信距离和数据传输量等因素。
引导学生选择合适的数据处理和存储方案,如云计算、边缘计算等。
3、硬件和软件选择阶段介绍常见的物联网开发平台和工具,如 Arduino、Raspberry Pi 等。
帮助学生评估不同硬件和软件平台的优缺点,根据项目需求和预算进行选择。
4、测试阶段指导学生制定详细的测试计划,包括测试用例、测试环境和测试方法。
提醒学生关注测试结果的分析和总结,及时发现并解决问题。
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基于物联网系统智能手环的设计开发姓名:阚博文学号:2013012453 1.设计目的随着科技的进步,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。
本文讲述一套初步的智能手环解决方案,对于智能手环的设计以及制造有可行性方案指导作用。
2.用户需求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、ipod touch同步,起到通过数据指导健康生活的作用。
图一智能手环样图名称侧重点数据传输亮点不足推荐指数Jawbone up Fashion 3.5mm耳机孔设计感突出大小不可调4星Nike-Fuelb and 运动蓝牙多样运动趣味功能少3星Bong 自动同步蓝牙Ipx7防水充电不便3星Mi手环MIUI 蓝牙便宜设计是硬伤4星表一热门智能手环对比智能手环内置低功耗蓝牙4.0模块,可以与手机、平板、PC客户端进行连接,可以随时随地设置身高、体重、步幅等信息和上传运动数据。
另外,智能手环还具备社交网络分享功能,比如用户可以将睡眠质量、饮食情况和锻炼情况以及心情记录等通过绑定微博等社交网络端进行分享。
3.性能指标MCU 和蓝牙模块nRF51822是一款为超低功耗无线应用(ULP wirelessapplications)设计的的多协议单芯片解决方案。
芯片支持BLE4.0和2.4GHZ 协议栈,整合了射频发射电路,一个ARM Cortex M0核以及256KB 的flash + 16KB 的RAM 。
图二 nRF51822性能参数nRF51822性能优点:(1)内部RC 振荡器的误差是2%(30分钟/天),即使校准后只能达到250ppm (22秒/天);(2)外部晶振,一般能达到40ppm (3秒/天),误差非常小;蓝牙BALUN 可以使用分立器件,也可以使用ST 定制的BAL-01D3。
设计中我们使用了定制器件BAL-01D3,保证了信号的性能以及减小了的板卡尺寸。
注意:如果更改nRF51822的封装,需要将定制器件型号改成BAL-02D3。
BALUN 电路输出端,需要一个π形电路(起到阻抗匹配的作用),需要根据实际情况在三个位置上增加电容或者电感。
调整的依据是根据史密斯圆图(如下图所示),把阻抗调整到中心点,达到最大的功率输出效果。
4.过程描述智能手环功能实现流程图:智能手环LEDG-senso时间同步蓝牙提醒 马达 睡眠计步图三 智能手环功能实现流程图5.系统结构智能手环是由数据连接模块运动传感器 三轴加速度传感器电池(可充电或纽扣电池) 闪存芯片 蓝牙通讯模块 震动马达指示灯或显示屏幕(有些可能没有) NFC (目前只看见 Fitbit Flex 有)核心部件是:蓝牙传感器,ActiGraph 体动记录仪等组成。
其结构组成图如下:图四 智能手环结构图6.系统任务关联I G-sensor 工作原理重力传感器是将运动或重力转换为电信号的传感器,主要用于倾斜角、惯性力、冲击及震动等参数的测量。
在测量平台倾斜角时,将重力传感器垂直放置于在所测平台上,重力传感器的敏感轴应与倾斜平台的轴向一致,在水平状态下应与水平面平行,如图五 所示,其 中α 为平台沿某一方向的倾斜角。
重力传感器的质量块由于受到重力加速度g 在倾斜方向上的分量α 的作用产生偏移,使重力传感器的输出电压发生变化。
若重力传感器在水平状态下的输出为0 V ,倾角为α 时的输出为α V ,且在1g 加速度作用下的输出 为V ,则有:线性马达驱动LED按键普通马达驱动LED 点阵驱动 G-sensorMCU+BT外部复位M MV0 =V / g ×sinα ×1g +V α 即:α = arcsin[(Vα −V0 ) /V ]图五 G-sensor 工作原理系统任务关联流程图如下:开始功能外部结构时间显示USB 马达模块计步检测数据/电池时间提醒睡眠监测LEDG-sensor马达模块移动终端数据分析结果分析图六 系统任务关联流程图II 跑步和运动速度监测运动检测主要采用三轴加速传感器来实现,这也是手环的最核心的组件之一,这个组件的作用是计步测量。
简单来说,三轴加速器的工作原理是,当人在正常行走时其实会产生水平和垂直两个加速度,当用户迈步时,单脚着地重心上提,垂直方向呈向上加速度,而继续往前走重心回落,加速度方向。
而在水平方向,则是迈步时向前加速,收脚是减小。
当用户迈步时,单脚着地重心上提,垂直方向呈向上加速度,并向前加速。
而手环中的三轴加速器,就是通过人体这样不同的加速度变化可以绘制出一条正弦曲线。
以垂直方向加速度正弦波为例,从波谷到波峰再到波谷就是正常人一个步伐的过程,如此就可以推算出用户行进的步数。
图七运动检测实现原理III睡眠监测使用体动记录仪跟踪您的睡眠,监视您的微小运动,以确定您是处于清醒、浅度睡眠还是深度睡眠中。
睡眠深度一般是以身体活动减少和感觉灵敏度降低作为衡量指标的,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。
程度时间(h)0~3 3~6 6~9浅度是否否中度否是否深度否否是表二睡眠质量判定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:类型方式蓝牙 NFC USB优点应用范围广,可操作性强传输数据更加快捷可同步大存储量文件,数据缺点传输速度慢,终端的识别和连接慢只能传输存储量很小的数据,可操作终端很少需要硬件成本高,增加硬件体积操作方式与移动终端实现蓝牙连接近场信息数据传输用usb作为连接工具作为与终端连接传输三轴加速器垂直加速度水平加速度正弦曲线正弦曲线数据表三 智能手环数据传输方式的对照7.主程序结构Layout马达模块显示移动终端蓝牙/NFC 模块睡眠/计步天线匹配LEDG-sensor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: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:颜色电压1.8-2.2V2.6-3.2V2.6-3.2V1.8-2.2V1.8-2.2V2.6-3.2V2.6-3.2V3.0-3.4V红色蓝色翠绿黄色黄绿白色粉色紫色表四 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:创新点关键技术1 G-sensor作用于计步以及速度的感知G-sensor及心率传感器2 加入了对于心率,呼吸以及卡路里消耗的计量振动马达3 LED显示运用多色晶体显示LED4 加入数据记录以及完备作息培养计划nRF5182 MCU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。
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