【正文】 ....................................................................................... 9 無(wú)線(xiàn)從機(jī) ............................................................................................................................. 11 監(jiān)控主機(jī) ............................................................................................................................ 13 5 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................................... 14 ICCAVR 與 Keil 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 ...................................................................................... 14 主機(jī)程序流程 .................................................................................................................... 14 從機(jī)程序流程 .................................................................................................................... 15 6 系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................................................................................... 17 7 結(jié)論 ........................................................................................................................................... 19 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 20 附 錄 ............................................................................................................................................. 21 附錄 A 系統(tǒng)樣機(jī)實(shí)物圖 .......................................................................................................... 21 附錄 B 源程序清單 .................................................................................................................. 22 致 謝 ............................................................................................................................................. 36 1 1 緒論 項(xiàng)目背景 在日趨成熟的科學(xué) 界 ，人們對(duì)生活的追求越來(lái)越高，然而，健康的追求是人們永恒不變的話(huà)題。 ADXL345。 關(guān)鍵詞： nRF905；無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)； ADXL345；姿態(tài)檢測(cè)；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。系統(tǒng)充分利用了 nRF905 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的通信質(zhì)量高、通信距離遠(yuǎn)、連通性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)、功耗低、便于開(kāi)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，提高了加速度變化規(guī)律檢測(cè)的效率和質(zhì)量，并且為人體姿態(tài)檢測(cè)提供有效的依據(jù)，將為未來(lái)動(dòng)物姿態(tài)研究引入新的技術(shù)支持。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基于加速度傳感器的姿態(tài)監(jiān)測(cè) 及應(yīng)用系統(tǒng) 姓 名 Jermaine Pen 學(xué) 號(hào) 29010103023 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 通信工程 09C 所在學(xué)院 電子信息學(xué)院 指導(dǎo)教師 副教授 完成時(shí)間 20xx 年 5 月 10 日 電子科技大學(xué)中山學(xué)院教務(wù)處制發(fā) I 基于加速度傳感器 的姿態(tài)監(jiān)測(cè) 及應(yīng)用系統(tǒng) 摘 要 本課題的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一種由一對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器終端、一套三軸加速度傳感器、 LCD顯示屏組成的系統(tǒng)，系 統(tǒng)中所有設(shè)備均通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行指令控制和協(xié)調(diào)操作。無(wú)線(xiàn)傳感器終端發(fā)出的 X、 Y、 Z 軸加速度數(shù)值傳送到監(jiān)控主機(jī)，并利用主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)顯示等。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(lèi)型和工作狀態(tài)有 關(guān)，其中，無(wú)線(xiàn)傳感器的靜態(tài)電流僅僅 μ A，節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。 wireless sensor work。 attitude detection。在醫(yī)學(xué)科技發(fā)達(dá)的今天， 60 歲以上的老年人所占的比例越來(lái)越大，人口老齡化促使人們更加關(guān)注老年人的健康和生活質(zhì)量。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](méi)有及時(shí)處理而被無(wú)限擴(kuò)大，例如失血過(guò)多、疼痛過(guò)度至休克、傷口感染等二次傷害。 因此，本文設(shè)計(jì)一種基于三軸加速度傳感器的人體姿態(tài)平衡檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)讀取并分析三軸向加速度的數(shù)值，進(jìn)行對(duì)老年人人體姿態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并預(yù)知老年人行進(jìn)趨勢(shì)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)等多種方式 實(shí)現(xiàn)手段，進(jìn)行聲光報(bào)警，通知周邊的人，對(duì)跌倒老人進(jìn)行扶助，可以大大減少老年人跌倒的二次傷害。 項(xiàng)目的主要任務(wù) 本項(xiàng)目的主要任務(wù)就是 通過(guò)三軸加速度傳感器檢測(cè)三軸加速度 ,并將模擬信號(hào)傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 , 分析數(shù)據(jù)后判斷人體是否平衡 , 并在人體跌倒時(shí)給出聲光報(bào)警 。性能要求如下 :平衡檢測(cè)反應(yīng)在 秒以?xún)?nèi) , 信號(hào)傳輸距離要 大于 米。對(duì)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(cè)，通過(guò)檢測(cè)方式盡可能抵消誤判的情況。 NRF905 模塊為三軸加速度數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸端， ADXL345 為加速度數(shù)據(jù)來(lái)源端。 以上是本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路和總體設(shè)計(jì)方案。 圖 11 整體設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)關(guān)鍵部分是數(shù)據(jù)算法處理，這部分在 Atmega128 單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行。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(cè)。 第二級(jí)，對(duì)第一級(jí)算法的進(jìn)一步分析，通過(guò)比較軟件自身設(shè)定的閾值來(lái)確定該動(dòng)作是否跌倒、行走、坐下等，閾值更是根據(jù)用戶(hù)的身高、體重、性別、年齡等信息設(shè)置。 3 3 主要芯片簡(jiǎn)介 NRF905 nRF905 是挪威 Nordic 公司推出的單片射頻式 Transmitter Chip，工作電壓為 ，32 引腳方形扁平無(wú)引腳封裝（ 5mm 5mm）。本設(shè)計(jì)選擇的無(wú)線(xiàn)傳感器可以自動(dòng)完成處理字頭和 CRC（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)）的工作，可由片內(nèi)硬件自動(dòng)完成 Manchester 編碼 /解碼，使用 SPI 接口和 I178。 nRF905 單片無(wú)線(xiàn)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。C 接口進(jìn)行內(nèi)部寄存器配置。 圖 31 NRF905 硬件結(jié)構(gòu) 以下是 NRF905 的主要特色和技術(shù)指標(biāo) ： ? 真正的單片 ? 低功耗 ShockBurst 工作模式幀長(zhǎng)：協(xié)議規(guī)定不超過(guò) 128B，實(shí)際有效數(shù)據(jù)載荷最大 85B ? 工作電源電壓范圍 — ? 多通道工作 — ETSI/FCC 兼容 ? 通道切換時(shí)間 650us ? 極少的材料消耗 GFSK 濾波 曼切斯特編碼 SPI 接口 TX 地址 TX 寄存器 RX 寄存器 配置寄存器 SHOCKBURST 解調(diào)處理 數(shù)據(jù)處理 CRC 處理 地址處理 中頻BBF 電源管理 晶體振蕩器 4 ? 微功率發(fā)射：最大發(fā)射功率為 10mW、高接收靈敏度 ， 外圍元件最少（僅 10 個(gè)），基本無(wú)需調(diào)試 ? 高抗干擾能力和低誤碼率：基于 GFSK 的調(diào)制方式，采用高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干 擾和隨機(jī)干擾的能力，在信道誤碼率為 102時(shí)，可得到實(shí)際誤碼率 105~106.） ? 采用 DSS+PLL 頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好 ? 無(wú)需外部 SAW 濾波器 ? 輸出功率可調(diào)至 10dBm ? 傳輸前監(jiān)聽(tīng)的載波檢測(cè)協(xié)議 ? 當(dāng)正確 的數(shù)據(jù)包被接收或發(fā)送時(shí)有數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號(hào)輸出 ? 偵測(cè)接收的數(shù)據(jù)包當(dāng)?shù)刂氛_輸出地址匹配信號(hào) 圖 32 為 NRF905 模塊的外形及引腳排列圖，為提高電磁兼容性，模塊正面