文档介绍：人体微幅运动信号感知系统设计通信工程专业曹宇指导教师王嵩讲师摘要近年来,随着集成电路和传感器的迅速发展,可穿戴设备正逐步融入人们日常生活和工作中。本文基于开源硬件平台Arduino自主开发一个可穿戴设备,以三轴模拟加速度传感器捕捉人“咬牙”动作并实时记录数据,通过系统信号处理单元分析动作信号特征,输出表示动作有无的‘1’、‘0’布尔值,驱动蜂鸣器鸣响作为动作响应。本系统实现了快速准确感知人体的布尔动作,其设计原理可用于控制MP3、手机、智能眼镜、蓝牙耳机等可穿戴电子设备。关键词开源硬件,加速度传感器,信号特征分析,,思想和雏形在20世纪60年代即已出现,而具备智能可穿戴形态的设备则于上世纪70-80年代出现。史蒂夫•曼基于Apple-II6502型计算机研制的可穿戴计算机原型即是其中的代表。随着计算机软硬件的标准化以及互联网技术的高速发展,可穿戴式智能设备的形态开始变得多样化,逐渐在工业、医疗、军事、教育、娱乐等诸多领域表现出重要的研究价值和应用潜力。穿戴式智能设备的本意,是探索人与科技的全新交互方式,为每一个人提供专属的、个性化的服务,在个人随身移动设备上形成独一无二的专属数据计算结果。现在,穿戴式智能设备已经从幻想走进现实,它们的出现必将深刻改变现代人的生活方式。,智能手环内嵌的加速度传感器扑捉手的动作轨迹,通过模式识别技术辨识具有特定特征的动作信号。由此类推,监测人类的各种动作,并且通过数据分析,能赋予动作相关联的内容。例如,通过检测每日颈椎、下肢、手腕的活动量来预测由于活动量少而导致的关节疾病。由于人体在行动时往往具有明显的前后动作关联性,所以我们可以通过探测前一动作来预测其后的意图,从而辅助生成下一个动作想要的结果。例如,当人想通过腕表看时间时,通常会先将胳臂抬起并略微晃动手腕。如果将这个动作捕捉,便可探测出用户的意图,从而预先将电子表点亮激活。这样就增强了体验,省去了用户不必要的动作[1,2]。作者旨在自主开发一款可穿戴设备,通过咬牙来控制电子设备,从而达到方便人类与电子设备交互的目的。:ArduinoUNO开源电子原型开发板一个、入耳式耳机一个、GY-61ADXL335三轴模拟加速度传感器模块一个、蜂鸣器一个、导线若干。:ArduinoUNO[3]为ArduinoUSB接口系列的最新版本,是Arduino平台的参考标准模板。UNO的处理器核心是ATmega328,具有14路数字输入/输出口(其中6路可作为PWM输出),6路模拟输入,一个16MHz晶体振荡器。图1为模块实物图。GY-61ADXL335三轴模拟加速度传感器模块:ADXL335是一款小尺寸、薄型、低功耗、完整的三轴加速度计,提供对应三轴的三端口电压输出,能以最小±3g的满量程范围测量加速度。它可以测量倾斜检测应用中的静态重力加速度,以及运动、冲击或振动导致的动态加速度[4]。图2为模块实物图。图1ArduinoUNO开发板图2GY-、软件原理如图3、图4所示:图3系统硬