毕业设计中期报告-基于加速度传感器的跌倒检测及报警系统.doc

中 北 大 学毕业设计中期报告学 生 姓 名：学 号： 学 院：计算机与控制工程学院学科管理部：专 业：电气工程及其自动化 设 计 题 目：基于加速度传感器的跌倒检测及报警系统 指导教师: 年 月 日毕业设计中期报告学校中北大学专业电气工程及其自动化学生姓名 班级11050442 学号1105044252 设计题目 基于加速度传感器的跌倒检测及报警系统本人在该设计中具体应完成的工作 1）.学习查阅相关书籍，技术资料；资料查阅不得少于20篇，其中英文文献不少于5篇；2）.明确课题内容和要求，写出开题报告； 3）.完成基于加速度传感器的跌倒检测及报警系统的整体方案设计，包括ADXL345加速度模块、主控制器模块、电源管理模块、报警模块、USB通信模块、跌倒检测算法模块等； 4）.完成系统中各个硬件模块的电路设计与软件设计；5）.绘制电路原理图，制作PCB电路板； 6）.翻译相关外文文献资料，不得少于5000字。1、 简述毕业设计开始以来所做的具体工作和取得的进展（要详细内容） 图1 电路图 1.1、电源部分：本系统需要使用+5V和+33V的直流稳压电源，其中MSP430Fl49及部分外围器件需要+33V电源，另外部分需要+5V电源。在本系统中，以+5V直流电压为输入电压，+33V由+5V直接线性降压。电源电路原理如图2所示。 图2 电源部分 1.2、晶振部分：高速晶振也称为第二振荡器XT2，它为MSP430F149工作在高频模式时提供时钟，XT2最高可达8MHz。在系统中XT2采用4MHz的晶体，XT2外接2个22pF的电容经过XT2IN和XT2OUT连接到MCU，原理如图3所示。 图3 晶振部分1.3、复位部分：手动复位是最小系统常用的功能，本系统采用专用复位芯片IMP811实现手动复位，原理如图4所示。 图4 复位电路 1.4、传感器部分：它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。它具有高分辨率（4mg/LSB），能够测量约0.25的倾角变化。使用ADXL345 等数字输出加速度计时，无需进行模数转换，从而可以节省系统成本与电路板面积。 图5 传感器部分 1.5、连接部分：I2C 数据传输要求必须要有应答信号， 这就最大程度保证了数据传输的有效性和准确性。虽然MSP430F149 型单片机没有硬件I2C 总线接口，但是利用其丰富的I/O 端口模拟I2C 总线的时序是非常简单的。 图6 单片机与传感器相连部分 1.6、蜂鸣器：当输出跌倒信号的时候产生声音，形成报警信号。 图7 蜂鸣器 1.7、单片机选择：本设计选用的嵌入式芯片为MSP430F149 系列单片机。该单片机是美国TI（德州仪器）公司推出的16 位Flash 型低功耗单片机。 图8 msp430f149单片机2、 目前存在问题，下一步的主要研究任务，具体设想与安排（要详细内容）目前存在的问题：1、 实物还没做出来。2、 线路图需要通过实物来验证。3、 对Altium Designer 10软件的认识还不够深，还需学习。4、 对于msp430f149与adxl345加速度传感器的连接还不是很懂。下一步： 1、设计算法，编写程序。 2、焊接电路，实物调试。 3、多与老师和同学交流讨论，如期做出实物。4、编写毕业论文，多次调试实物，以保证万无一失。3、 指导教师对该学生前期研究工作的评价