【正文】 *************/ 23 sbit TX_EN= P1^0。 平衡檢測反應(yīng)在 秒以內(nèi) , 信號(hào)傳輸距離最大為 米 。第一級(jí)檢測，采用 SVM 算法，對傳感器傳出的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的篩選，該算法具有自我學(xué)習(xí)能力，把大多類似跌倒的情況積累起來，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。本設(shè)計(jì)先采取簡單的觸發(fā)方式去調(diào)試無線通信，也就是通過發(fā)送置位信息使接收端的 89C51 單片機(jī)的某個(gè) LED 點(diǎn)亮 ，簡單的置位程序能去除測試程序的復(fù)雜性、錯(cuò)誤發(fā)生隨機(jī)性、錯(cuò)誤發(fā)生不確定性等。并檢查出硬件設(shè)計(jì)中是否存在故障以及人為錯(cuò)誤。 圖 52 主機(jī)軟件流程圖 從機(jī)程序流程 從機(jī)由 89C51 單片機(jī)來控制，作為無線通信的末端設(shè)備。 C51 的集成開發(fā)環(huán)境由 ARM Germany GmbH和 ARM Inc 公司共同發(fā)布的 Keilμ Vision4提供。這部分由無線主機(jī)控制芯片做軟件處理，例如數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移 、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等操作。 89C 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。而人體一個(gè)完整的動(dòng)作，需要多次采集單次加速度數(shù)據(jù)，并在一定時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查和判斷。 Atmega128 主要的工作是數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)發(fā)送等。 ● 單振 /雙振檢測 ● 活動(dòng) /非活動(dòng)監(jiān)控 ● 自由落體檢測 ● 電源電壓范圍： 至 ● SPI（ 3線和 4線）和 IIC 數(shù)字接口 ● 靈活的中斷模式，可映射到任一中斷引腳 ● 通過串行命令可選測量范圍 ● 通過串行命令可選帶寬 ● 寬溫度范圍（ 40176。這些功能可以獨(dú)立映射到兩個(gè)中斷輸出引腳中的一個(gè)。ADXL345 非常適合移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用。根據(jù) Datasheet 的介紹，本設(shè)計(jì)可以采取 SPI 通信模式和 IIC 通信模式。 ADXL 支持 模擬和數(shù)字輸出，在精度細(xì)分高的環(huán)境下，模擬輸出通過 16 位 AD 轉(zhuǎn)換可以得到 1024 個(gè)分級(jí)的數(shù)字信號(hào)，比直接的數(shù)字輸出有更詳細(xì)的數(shù)字信息。在當(dāng)今世界上，通過速度傳感器測量物體外力引起的加速度，可以計(jì)算出設(shè)備相 對于水平面的傾斜角度。 nRF905 單片無線收發(fā)器工作由一個(gè)完全集成的頻率調(diào) 制器，一個(gè)帶解調(diào)器的接收器，一個(gè)功放器，一個(gè)晶體和一個(gè)全自動(dòng)調(diào)節(jié)器組成。人體運(yùn)動(dòng)的加速度值，會(huì)隨人體動(dòng)作不斷變化，而且 ADXL345是先接收模擬值數(shù)據(jù)再進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，所以，要得到有用的數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行三級(jí)檢測。對于傳感器模塊的數(shù)據(jù)采集，要根據(jù)數(shù)據(jù)情況實(shí)行三級(jí)檢測，通過檢測方式盡可能抵消誤判的情況。而 70 歲以上的老年人跌倒年發(fā)生率高達(dá) 50%，跌倒后常常會(huì)造成嚴(yán)重的損害，而這些損害往往因?yàn)闆]有及時(shí)處理而被無限擴(kuò)大，例如失血過多、疼痛過度至休克、傷口感染等二次傷害。系統(tǒng)工作在 915MHz ISM 頻段，數(shù)據(jù)傳輸率為 50Kbps，節(jié)點(diǎn)設(shè)備的工作電壓為，工作電流則與設(shè)備類型和工作狀態(tài)有 關(guān)，其中，無線傳感器的靜態(tài)電流僅僅 μ A，節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。 關(guān)鍵詞： nRF905；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)； ADXL345；姿態(tài)檢測；三軸加速度 II Position Monitoring And Application Systems Based on the Acceleration Sensor Abstract This main task of this project is to design a system posed of a pair of wireless sensor terminal,a set of three axis acceleration sensor, LCD display,system all equipment through the MCU control mands and coordinated operation. Wireless sensor terminal sends a X,Y,Z axis acceleration value is transmitted to the monitoring puter,and data processing,data storage,data display by host system makes full use of the munication quality of nRF905 wireless sensor work which has high, long munication distance, connectivity is good, strong scalability, low power consumption, easy development advantages, improve the efficiency and quality detection of variation of acceleration, and provide effective basis for human posture detection, for the future of research into animal posture a new technical support. The system works in 915MHz ISM band, the data transmission rate is 50Kbps, the working voltage is , working current is related to the type of equipment and working static current is only . Keywords: nRF905。跌倒不但給老年的心靈上的摧殘，更極大地影響了老年人的生活，在病床上的醫(yī)療時(shí)間足以消耗老年人本來就不旺盛的意志。系統(tǒng)總體上看是以 Atmega128 為主控器，并連接 NRF90 ADXL345 等模塊。第一級(jí)檢測，采用 SVM 算法，對傳感器傳出的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的篩選，該算法具有自我學(xué)習(xí)能力，把大多類似跌倒的情況積累起來，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。 ShockBurst 工作模式的特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和 CRC，可以很容易通過 SPI 接口和 I178。通過計(jì)算動(dòng)態(tài)加速度，可以分析出設(shè)備運(yùn)行情況和動(dòng)作趨勢。 ADXL 模塊和 MMA7455 模塊都支持 SPI 通信協(xié)議，而 ADXL345 更支持雙線制的 IIC 通信協(xié)議，給主控機(jī)騰出更多的 I/O 接口，并可以為一些只有一個(gè) SPI 模塊驅(qū)動(dòng)的單片機(jī)騰出更多的操作資源。圖 34為數(shù)據(jù)手冊推薦的 4 線式 SPI 模式的連接圖，圖 35 為數(shù)據(jù)手冊 推薦的 IIC 模式下的連接模式。它可以在傾斜檢測應(yīng)用中測量靜態(tài)重力加速度，還可以測量運(yùn)動(dòng)或沖擊導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度。正在申請專利的集成式存儲(chǔ)器管理系統(tǒng)采用一個(gè) 32 級(jí)先進(jìn)先出 (FIFO)緩沖器，可用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而將主機(jī)處理器負(fù)荷降至最低，并降低整體系統(tǒng)功耗。 C 至 +85℃） ● 抗沖擊能力： 10,000g ● 小而薄： 3mm 5mm 1mm， LGA 封裝 8 圖 36 ADXL345 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADXL345的外形及 引 腳排列如圖 37所示 ,其中 VDD和 GND分別為電源正極和負(fù)極接入腳， SDA/SDI/SDIO、 SDO/ALT ADDRESS、 SCL/SCLK 組成 SPI 或者 IIC。本設(shè)計(jì)以 Atmega128 開發(fā)板為基礎(chǔ)，在此開發(fā)板上合理分配 I/O 單元，其電氣電路如圖 4 4 4 4 4 46 所示。如果多個(gè)單次加速度數(shù)據(jù)在一定時(shí)間內(nèi)有突然的正向加速度和反向加速度，則可以判定這個(gè)數(shù)據(jù)為跌倒數(shù)據(jù)，然后 Atmega128 單片機(jī)直接將跌倒的代碼傳到 NRF905 的寄存器中，然后通過控制 NRF905 的寄存器觸發(fā)無線模塊發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)，也就是跌倒這一事件對應(yīng)的代碼。采用 89C51 主要是用來做數(shù)據(jù)顯示的作用和數(shù)據(jù)接收。第二部分，無線數(shù)據(jù)傳送。 Keil 集成了各類廣泛的工具，包括、 ANSI C 編譯器、宏匯編程序、調(diào)試器、連接器、庫管理器、固件和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)核心（ realtime kernel）。從機(jī)控制器主要任務(wù)是接收數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)傳送到 LCD12864 上做顯示，同時(shí)寫入控制命令，并根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行聲光報(bào)警。接下來介紹基于加速度傳感器的姿態(tài)檢測設(shè)計(jì)應(yīng)用的系統(tǒng)調(diào)試。這樣做的目的是為了直觀地檢驗(yàn)無線通信是否可行，而且避免因?yàn)樗l(fā)送的數(shù)據(jù)復(fù)雜而出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且這樣的錯(cuò)誤相對來說比較難定位。第二級(jí)，對第一級(jí)算法的進(jìn)一步分析，通過比較軟件自身設(shè)定的閥值來確定該 動(dòng)作是否跌倒、行走、坐下等，閾值更是根據(jù)用戶的身高、體重、性別、年齡等信息設(shè)置。 19 7 結(jié)論 本項(xiàng)目所研制的基于加速度傳感器的人體姿態(tài)檢測由數(shù)據(jù)收集主機(jī)、數(shù)據(jù)接收從機(jī)、無線通信模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊構(gòu)成，由 ADXL345 采集三軸加速度， Atmega128 單片機(jī)進(jìn)行整修和數(shù)據(jù)分析，然后由發(fā)送端將數(shù)據(jù)送到 433Mhz 開放 ISM 頻段，通過無線的方式將數(shù)據(jù)送到接收端單片機(jī)，接收端單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單應(yīng)用，如聲光警報(bào)和數(shù)據(jù)顯示。 sbit TRX_CE=P1^1。 sbit CSN=P3^5。 sbit KEYge=P1^6。 //此處若用 uchar code dis1[]=的話則無法對 dis1[i]的任意一位賦值 ,下面都一樣 . uchar dis3[]={Z 軸 : }。 } void Delay(uint x) { uint i。 MOSI=(bit)(dateamp。 while (i) { date1=1 。 SCK=0。 //CH_NO,配置頻段在 SpiWrite(0x0C)。 //接收地址 SpiWrite(0xDE)。 SpiWrite(0x24)。 TxRxBuffer[7] = SpiRead()。 if((TxRxBuffer[0]==0x01)amp。 data4=TxRxBuffer[5]。 Ini_System()。 LCD_EN=0。 LCD_EN=0。 } /********************************/ /*函數(shù)名稱 :LCD 初始化 /*函數(shù)功能 :開顯示 ,關(guān)光標(biāo) ,并口方式 ,清屏 /*輸入量 : /*輸出量 : /********************************/ void LCD_init() { write_mand(0x03)。 i=0。\039。 i++。 uchar airtemp[]={EDCBA}。 i=6。 dis2[8]=data2%1000%100/10+0x30。 } i=0。\039。} else //if(data8==0) { dis4[10]=airtemp[4]。 33 } /********************************/ /*函數(shù)名稱 :時(shí)間計(jì)算 /*函數(shù)功能 :主要處理時(shí)間加 減以及判斷是否加 min /*輸入量 : /*輸出量 : /********************************/ void time_count() { if(sco==2) { sco=0。 //開總中斷 ES=1。 //開定時(shí)器 T1 運(yùn)行控制位 } void main(void) { // uchar turnmum。 TRX_CE=1。 if(success_flag) { TX_EN=0。 36 致 謝 本項(xiàng)目的系統(tǒng)硬件研制和論文撰寫都得到石建國老師的精心指導(dǎo)、多次指正和切身支持。在即將完成大學(xué)學(xué)業(yè)，離開母校走向社會(huì)之際，心中充滿了對母校老師和同學(xué)們的感激和依戀之情，母校 4年的培養(yǎng)使我的知識(shí)水平和思想境界有了非常明顯的提高，母校濃郁的學(xué)術(shù)、文化氛圍使我的大學(xué)生活充實(shí)而快樂。 PWR_UP=1。 TXRX_ini