摘 要

随着社会物质经济的发展，人们的生活节奏日益加快，工作生活压力越来越大，特别是年轻人，很多都处于亚健康状态，缺乏必要的日常健康监护，对此，本文设计了一款健康管理类智能手环，着重讨论了其软件设计与开发部分，包括系统原理介绍、软件设计的概要和细节、计步算法、蓝牙传输的实现以及最后和硬件实物的系统联调。

论文主要围绕以单片机为MCU的系统进行设计，软件的主体部分包括计步算法的实现和数据的处理和传输，设计要求智能手环的运动监测功能通过加速传感器实现。系统工作的大致流程是用户提前在APP中输入自己的个人信息，这些信息同步到手环后，手环依据采集的数据和特定的算法计算出行走的步数、里程和卡路里等信息，通过蓝牙再传输到APP显示，达到健康管理的功能。

本文的设计特点是完整地设计出智能手环的软件部分，使得整个系统具有测量准确、易于维护、方便简洁的特点，经过几组实际测试后发现其测量数据较为准确，成功与手机APP实现数据交换，总体性能基本达到要求，并在此基础上做出总结，提出了一些可能的改进措施。

关键词：健康管理；计步算法；蓝牙传输

Abstract

Nowadays, with the development of social material economy, people's rhythm of life is accelerating, pressure in work and life is growing,especially many young people are generally in sub-health state, lacking the necessary daily health care.In this regard, this article designed a health management class smart bracelet, focusing on its software design and development part, including the introduction of development tools, software design summary and details, step algorithm, Bluetooth transmission and the final display of the system.

The paper mainly focuses on the system design with MCU as the core,the main part of the software includes the realization of the step-by-step algorithm and the data of the Bluetooth transmission.The movement monitoring function of the smart hand ring is realized by the gravity acceleration sensor,the sensor obtains some basic data by judging the movement of the human,then in combination with the basic information of the personal physical signs entered by the user,individualized monitoring data such as the number of movements,the distance and the calories consumed, are obtained according to some specific algorithms,so we can determine the frequency and intensity of movement. Because each person's movement produces different effects with different individual physical signs,users need to enter their own gender, age, height, weight and other information in the APP before using the bracelet to monitor,information automatically synchronized to the bracelet, the sensor monitor the movement through a specific algorithm to achieve the ultimate movement of the function .

The feature of this paper is to design the software part of the smart bracelet completely, which gives the whole system the characteristics of accurate measurement, easy maintenance and convenience, and makes a summary on the basis of it, and puts forward some possible improvement measures.

Key words:Health management; Step algorithm; Bluetooth transmission

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 智能手环的发展历史和现状 1

1.3 论文内容与结构安排 2

第2章 系统方案设计 4

2.1 原理概要 4

2.2 工作流程 4

2.3 本章小结 5

第3章 系统技术原理和理论基础 6

3.1 传感器的工作原理 6

3.2 主流计步算法介绍 6

3.2.1 峰值检测法 7

3.2.2 自适应波峰算法 8

3.2.3 动态阈值法 10

3.3 低功耗蓝牙蓝牙协议的应用 11

3.4 本章小结 12

第4章 软件设计的具体实现 13

4.1 设计目标 13

4.2 模块间的通信 13

4.2.1初始化配置 13

4.2.2 ADXL345与单片机的通信 13

4.2.3 单片机与蓝牙的通信 14

4.3 算法设计 15

4.3.1 行走模型 15

4.3.2 算法流程 15

4.3.3 峰值区间与时间窗口 16

4.4 数据的处理 17

4.4.1 数据的采集与预处理 17

4.4.2 加速度信号的读取与合成 18

4.4.3 距离和卡路里的计算 20

4.5 蓝牙与手机端的通信 21

4.6本章小结 22

第5章 系统调试 23

5.1 文件烧录 23

5.2 实物测试 23

5.3 结果分析 24

第6章 总结与展望 25

6.1 总结 25

6.2 展望 25

参考文献 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景

近年来，嵌入式智能仪器发展迅猛，在工业的各个领域大放异彩，各种智能仪器设备如雨后春笋不断涌现。基于仪器智能化的发展潮流，衍生出一大批基于单片机的智能产品，如小米的平衡车、百度的智能机器人以及本文着重描述的智能手环，可以说智能设备已经走进日常生活的各个方面。

作为国家发展的支柱性产业之一，电子信息行业的产品多种多样，可以满足不同行业的不同需求。本文谈及的智能手环就属于其中的消费类产品，随着经济的发展，这类产品得到了极大的普及，也能更好地适应当代社会的实际需求，本次设计就是基于健康管理这一社会需求。

随着社会物质经济的发展，人们的生活节奏日益加快，对健康问题的挑战也越来越大，特别是很多年轻人，普遍处于亚健康状态，很多人缺乏必要的日常健康监护，对此，本文设计了一款健康管理类智能手环，着重讨论了其软件设计与开发部分，包括软件设计的概要和细节、计步算法、数据处理、蓝牙传输的实现以及最后和实物的系统联调。