智能手环的设计——硬件部分

 2022-09-13 02:09

论文总字数:13960字

摘 要

随着这几年的科技文化发展,健康问题变得越来越严峻,世界各地的智能手环行业随着这种压力,开始飞速发展,从开始的计步,到现在的血压,睡眠等,各种各样的种类不断出现。。本论文研发了一款基于STC89C52RC为核心的智能手环,该手环能实现随时随地的对运动的数据进行监测. 其构成的主要模块是由传感器模块,时钟模块,蓝牙模块以及显示模块构成,它目前能实现的功能主要包括计步检查,蓝牙传输,屏幕显示等功能.。本次设计的作品同时还具有抗干扰能力强,准确的高,快捷方便等特点。

关键词:运动手环;传感器;单片机

Smart Bracelet Design - Hardware

Abstract

With the development of technology and culture in recent years, health problems have become more and more serious, and the sports bracelet industry around the world has begun to develop rapidly with this pressure, from the beginning of the pace, to the present blood pressure, sleep and so on, a variety of kinds continue to appear. So today we came to design a simple sports bracelet. A motion bracelet based on STC89C52RC is developed, The bracelet can monitor motion data anytime, anywhere. Its main module is composed of sensor module, clock module, Bluetooth module and display module. Its functions include step checking, Bluetooth transmission, screen display and so on. Its basic functions can be realized including step checking, Bluetooth, display and other functions, with strong anti-interference ability, accurate high, fast and convenient features.

Keywords:Motion Bracelet,Sensor,MCU

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3本课题的主要研究内容 2

1.4本章小结 2

第二章 智能手环的方案设计与论证 3

2.1智能手环功能需求分析 3

2.2系统的硬件结构 3

2.3主要元器件的选取 4

2.3.1系统控制器的选取 4

2.3.2计步方案的选择 4

2.3.3时钟模块的方案选取 4

2.3.4显示模块的方案选取 5

2.3.5蓝牙传输的方案选取 5

2.4本章小结 5

第三章 运动手环的硬件设计 6

3.1主控模块设计 6

3.2时钟模块的设计 6

3.3传感器模块的设计 7

3.4显示模块的设计 8

3.5蓝牙模块的设计 8

第四章 系统调试与运行结果分析 11

4.1系统的调试 11

4.1.1系统的硬件调试 11

4.1.2系统的软件调试 11

4.2各功能模块结果分析 11

4.2.1传感器模块分析 11

4.2.2显示模块分析 12

4.2.3时钟模块分析 12

4.2.4蓝牙模块分析 13

4.3本章小结 13

第五章 结束语 14

5.1总结 14

5.2展望 14

致 谢 15

参考文献(References) 16

附 录 17

第一章 引 言

1.1课题研究背景及意义

随着经济社会的快速发展,人们对于健康的问题变得越来越重视,虽然我们的经济在发展,但是我们的健康问题还是在处于一种低保状态,经济的发展与健康状态处于一种不平衡的状态,所以今天这个社会,拥有着健康身体尤为重要,所以我们今天智能手环的发展在飞速进行着。智能手环的诞生很好中和了这种情况,智能手环既可以让你拥有时间观念,又可以让你有运动意识,同时使你实时了解自己的健康状况。所以今天的智能手环行业越来越发达,功能越来越丰富。比如测睡眠质量,测血压,测心率,每天的运动轨迹,各种报警提醒等已经成为了不可缺少的一部分,这些功能有效的帮助人们在生活中更好的知道自己的生活健康状况,让自己过得更加放心。并且由于我国在经济科技的发展非常迅速,所以在智能手环上的更新换代上非常快,功能和准确度变得越来越好。而且我国在医疗体制上有政策扶持,所以智能手环拥有非常高的市场价值,拥有非常好的市场前景。

1.2国内外研究现状

智能手环在近几年中发展非常的迅速,但是发展迅速的同时也存在许多的的产品弊端。首先我们先了解一下智能手环的近几年的发展现状,我国智能手环从2003年开始出现以来市场规模一直处于上升的状态,从以前的市场规模的6亿到20亿再到45亿,每年都在以平均15%的增长率往上涨,所以它的商业前景非常好。同时智能手环的产量也持续处于一种稳步上升的状态从40万到120万到几年后的几千万,每年的生产率都在增加。然而虽然每年都有智能手环的增长,规模的增大但是随着行业的竞争,如今小型的智能手环企业正逐渐被淘汰,很多情况下,这些小企业由于竞争力过大,资金不足基本上被那些大型企业所取代,其中以华为,小米为主,他们代表着我国最为先进的智能手环企业。然而我们智能手环的飞速发展的同时,其发展中也存在许多大问题。首先的是强大的竞争力,大量的投入金钱形成低价竞争的形式日趋白热化。在我们国家,消费者往往是以产品的经济价值作为自己的消费首选,价格低廉的产品往往可也很好的冲击着高档产品,而往往在价格战后,就会有很多的企业倒闭。其次是大部分的企业所设计的智能手环都存在着功能相似化的特点,基本上大部分的企业设计的智能手环都具有计步、来电提醒、监控心率、血压、睡眠质量等特点,从而使智能手环的影响度在逐步下降。其中最大的缺点是智能手环的精准的并不是很高,所以很多消费者对智能手环的依赖度并不高,因此智能手环需要更多的准确度。未来的智能手环的发展的趋势是朝着更加智能更加精准的角度发展。。未来智能手环的发展可能存在一些歧路,但是并不代表它在之后的发展没有机会,相反在未来科技发展的情况下这种智能手环拥有更加准确的数据处理,更加完善的功能,后来会更加流行。因此未来的智能手环会朝着更加智能,更加低功耗的情况下发展。

1.3本课题的主要研究内容

这个课题主要是以STC公司生产的STC89C52RC单片机为控制核心,结合传感器技术与蓝牙技术。这个项目的主要任务是要设计一个单片机系统,系统能够实现运动手环的一些简单的功能,计步,显示,蓝牙连接。本课题的设计思路:

1.总体设计:系统的应用程序首先要考虑设计对象的是否合理,然后从经济角度,难易程度,设计合理性,在结合所需的硬件和软件完成设计功能的整体考虑,最终形成一个合理的模型设计。

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