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体能测试记录仪设计
基于课程发放的实验板#xff0c;设计一个带有计时和数据采集功能的体能测试记录仪。
基本设计内容
功能1#xff1a;对应1000米体测场景#xff0c;使用充电宝供电#x…
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体能测试记录仪设计
基于课程发放的实验板设计一个带有计时和数据采集功能的体能测试记录仪。
基本设计内容
功能1对应1000米体测场景使用充电宝供电提供计时功能按K5清零并开始计时K6停止计时。计时过程使用数码管显示当前计时K2显示分秒K3显示秒、百分秒计时结束后保持显示结果。
功能2∶计时完成后自动将测试时间(RTC时钟的年月日时分秒)和测试时长(分、秒、百分秒)记录到外置FLASH存储器。最多保存100次记录数据并可由K1按键或串口发命令读取所有记录。
功能3在计时状态提供数据采集功能使用MPU6050六轴传感器采集测试者3轴加速度和3轴角速度每隔50ms采集数据包括时间、6轴数据计时结束时自动存储采集数据。采集数据仅保存单次计时过程产生的数据重新开始计时后覆盖上次数据。可使用K4按键或由串口发命令读取所有采集数据。
扩展设计内容
扩展功能1使用C、Java、C#、Matlab或Python等高级语言编写记录仪上位机数据处理工具能读取记录仪存储的所有信息。能根据记录的时间、6轴数据绘制数据曲线6轴数据分6条曲线可单独显示或叠加显示。
扩展功能2提供蓝牙或WIFI模块使用安卓手机连接记录仪通过手机上设计的App应用读取记录仪上的所有信息。并能在手机上显示当前计时时间、当前6轴数据计时完成后能绘制6轴数据曲线。
扩展功能3对应不同的体测对象根据其各自的记录数据进行综合计算分析比较其体能强弱需给出判断依据、算法原理和设计流程。
设计原理与思路
系统设计流程
下位机采集到数据并将数据按照相应的协议、数据帧格式分别发送给上位机以及手机。 手机app显示波形和当前时间。 上位机显示波形和时间 6轴数据分6条曲线可单独显示或叠加显示。 当所有数据接收完毕上位机会将6轴数据以及时间以文本形式保存到电脑。再使用matlab对本文数据进行读取、分析得到测试者体能情况。 系统框图 下位机设计流程 本作业主要使用到的模块有MPU6050、外置flash、无线模块esp826、蓝牙HC05
再加上板子上的数码管、按键这样就能构成我们使用RTOS所需要的task了分为数据采集任务、无线数据传输任务、蓝牙数据传输任务、时间显示任务、按键检测任务。
关于外置flash模块由于写入速度较慢所以并没有单独形成一个任务而是在停止按键按下后顺序执行数据存入flash操作。同时为了可视化写入进程使用了led。
下位机处理流程图
扩展任务说明
扩展功能1 上位机开发环境 扩展功能1 上位机开启tcp服务 扩展功能1 上位机绘制曲线 扩展功能1 文件写入功能 拓展功能1 效果展示找不到有曲线绘图的图片了
拓展功能2 APP介绍 手机APP端我们选择的是对”蓝牙调试器”做二次开发。
拓展功能2 APP设置
设置接收数据包格式除了帧头帧尾以及校验位之外我们这里需要传送12个byte类型数据分别为年、月、日、时、分、秒、gx、gy、gz、ax、ay、az。注意这里的六轴数据在下位已经做好归一化处理了归一化到-127~128的范围了。关于帧头帧尾校验位需要在下位机设置。 选择一个一维波形窗口以及6个文本窗口。将数据帧的12个数据对应到各自的位置即可。 拓展功能3 原理 首先对加速度计采集回来的数据进行处理提取其中水平方向上的加速度变化再通过离散傅里叶变化获取三个三个方向上加速度的频域曲线经过低通滤波最后对频域进行积分处理得到一个数值即可代表体能大小改数值越大则代表体能越好因为说明测试者大部分时间在高频率地运动。 拓展功能4 代码展示
拓展功能3 效果展示 课程感受
对团队合作想法分工合作、各自完成分配好的任务能够节省不少时间。在对不同版本的工程进行更新时也更容易发现队友出现的问题
对嵌入式课程的看法平时作业量较大能学到很多单片机知识
友情链接
Zcc的博客 杭电嵌入式课程设计——上位机(ZCC) [强哥博客](www.kensporger. com)
工程链接 链接https://pan.baidu.com/s/14ZLFZjar8uSd8BBqZVTMIw 提取码ljn0
