嫁接开题报告

1 / 9 嫁接开题报告 杭州电子科技大学 毕业设计开题报告 题 目 电子计步器的设计与实现 学 院 电子信息学院 专 业 电子信息工程 姓 名 李钟 班 级 10041815 学 号 10041513 指导教师 胡炜薇 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 随着我国经济的飞速发展，温饱问题的基本解决，身体健康成为我国公民普遍重视的社会热点之一，同时也成为社会难点之一，伴 随着经济增长而日益凸显的环境恶化更是无时无刻不威胁着人们的生活健康，从国人健康调查报告中我们可以看出 1.我国职业健康特点表现出以下特征：自由职业者健康状况最佳，教育界、金融、 IT、广告传媒和咨询业者身体健康堪忧，同时各式各样“职业病”正成为健康隐形杀手。如：眼镜干涩，颈椎或者肩周疼等病。 2.从健康状况的数据分析来看： 91%被访者高估了自己的健康状况， 83%被访者营2 / 9 养不良， 63%被调查者健康年龄指数为正， 40%人群有吸烟习惯， 37%人群运动不足， 34%人群处于压力过大 25%的人群有病症，总觉 得身体不舒服。这些数据更为我们彰显国人健康的严峻形势。同时伴随着“物联网”这一概念的近几年的飞速发展智能家居智能生活正在慢慢走入寻常百姓家，我国还处于发展中国家的地位，这方面相较国外而比虽然发展缓慢，但近几年变化明显。 国外高新技术对于智能化生活，科技的发展所带来的优势更为我们提供了正面教材，同时科技发展为人类生活带来的变化也是不言而喻的。但随着生活节奏的日益加剧，合理的运动往往被人们所忽视，故一款随身便捷的电子设备便可以提醒高节奏生活的人们运动的必要性和合理性。就电子计步器而言这是一种简约方便 易于操作的，可帮助人们规划运动合理性的移动设施。 而作为计步器核心的加速度计研究动态来看，随着德国人于 20 世纪 40 年代初世界上第一只摆式陀螺加速度计的研制成功，此后半个多世纪加速度计一直作为最重要的惯性仪表在惯性导航、惯性制导系统中用于海陆空自动驾驶和高精度制导，但这一阶段加速度计成本昂贵，用途片面。直到微机械加速度计的问世才发生了改变，相比于通常的加速度计，其具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性好等优点。可以广泛的应用于工业自动化、军工航天及机器人3 / 9 等领域，具有广泛的应用前景。 ?5 我国当前在相关加速度技术上人沿用传统的压电技术 ,精度停留 5*10g 水 平上 ,而且尺寸偏大，重量偏重，影响我国惯导技术的研究。近年来我国虽然有多个单位 MEMS 微加速度计进行了研究，但在精度上尚未取得重大突破。我国 MEMS 的研究始于 20 世纪 90 年代， 96 年建成纳米 /微米国家级重点实验室，经过 10 年发展，我国已在微型惯性器件和惯性测量组合、机械量微型传感器和制动器、微流量器件和系统、生物传感器和生物芯片、微型机器人和微操作系统、硅和非硅制造工艺等方面取得一定成果，但与国际高新技术仍存在差距。 设计电子计步器主要是为了人们能够合理的掌握运动强度，和了解自我身体状况防止剧烈运动而导致身体损伤，和运动不足而未尽到运动健身的目的。使用本系统能够很好方便人们平时自我调控。防止以下几种原因所造成的身体伤病： 1.大幅度剧烈运动所导致的心律失常，肌腱损伤；2.运动不足而导致的身体虚弱及肥胖及相关并发症。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 本课题从使用者角度出发，设计一种电子计步器系统。该系统允许使用者员通过系统自带键盘设置。模式一：当使用者处于普通行走状态中，该系统通过 加速度传感器和4 / 9 陀螺仪反馈的参数监测使用者日常运动量，并通过 LCD 显示使用者的日常卡路里消耗，当发现使用者运动强度过大，卡路里消耗过大时，语音报警器开始报警，警告灯不断闪烁，提示使用者注意减小劳动强度，达到防患于未然的目的。模式二：当使用者处于运动锻炼状态中，该系统可以通过用户设置参数订立自我运动量在电子计步器，当达到目标运动量时报警提醒用户合理规划运动。该系统的硬件和软件设计时，应当考虑操作简单合理，从使用者的角度设计，以便产品的推广应用。系统的交互方式，操作程序应尽量简明，无须专门训练就能掌握其使用方法 。 根据以上几点要求提出如下方案： 传感器方案： 计步器的构成有机械式和电子式两种，但考虑到灵敏度和准确度，由于机械式是靠机械振动产生数字脉冲成本虽低廉但精度较差，而采用 freescale 公司生产的电子式三轴加速度传感器 MMA系列能很好地满足我们对于传感器的要求。 信号处理方案：对于信号的处理方面硬件方案与软件方案结合将会产生很好的效果硬件方面我们采用低通滤波加之差分放大从而进行噪声的第一步处理，之后利用软件滤波算法卡尔曼滤波实现对加速度计和陀螺仪信号的处理从而解决准确度 与灵敏度带来的问题。 主控单元方案：考虑到成本和市场流行，通用情况5 / 9 我们考虑使用 16 位单片机 stm32 系列，和 freescale 公司的 mc9s12 系列作为主控单元和信号处理终端。 用户交互方案：考虑到成本和功耗方面我们采用按键与 LCD5110，并内置无线模块，方便与上位机 PC 交互，方便用户使用。 在国内生产的电子计步器中，单片机的应用正在不断地走向深入，同时随着物联网的发展， IPV6 的使用各个看似无关的物件正在逐步的统合，智能化。而在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机更是作为一个核心部件来使用。由其组成的系统可控性高，结构简单。 鉴于此，本课题设计一种利用单片机对使用者日常、锻炼运动量检测提醒设备，从目前现有工艺出发，利用微控制器软件处理技术，信号处理软硬件滤波技术提高系统对数据处理的精度并保证工作状态的稳定，并合适拓展其功能，尽量完成设计作品 的智能化使之能够入网成为物联网的部件之一，使该系统能够准确地显示使用者的当前的运动信息，同时尽可能简化人工操作 ，保证该系统的工作效率和工作稳定。 硬件内容： 系统总体设计基本方案如图 1 所示： 图 1 系统总体结构框图 主控模块 6 / 9 本系统采用 HC12 系列 mc9s12xs128 作为控制核心。该系统硬件主要包括以下模块：单片机主控模块、传感器模块、按键模块、报警模块和显示模块以及数据输出及无线接口模块。其中单片机完成对所采信号的分析处理功能；加速度计完成对于信号的采样；按键模块完成计步器与使用者的交互功能；报警模块主要负责对低电量的提醒和运动量的预警；显示模块负责 信息显示功能。 Stm32 作为 16 位经典单片机工作稳定实用性高，且所占面积小， I/O 资源丰富且性价比高。而飞思卡尔公司 Mc9s12xs128，功能实用，且此芯片锁相环功能稳定最高可倍频至 80Mhz。运算能力优越。 传感器模块 MMA 系列三轴加速度传感器的输出信号具有稳定性较好，且作为一种低成本的电容式加速度传感器融合了信号调理，单极低通滤波和温度补偿技术，并且具有四种不同的高灵敏度选择模式。 单片机利用 50ms 定时器中断实时监测使用者运动 ，当超过阈值时单片机计数加 1。并通过相关算法实现卡路里的计算步速的粗测。 按键模块 由独立按键组成按键模块，由按键分别组成是模式设置、加减设置、选择按键以 及确定按键五个按键组成用户交互界面，通过对按键7 / 9 的操作实现计步器的工作模式，运动量等的设置实现相关操作。由于另外有运动量增减按键，可以方便使用者合理监测自我运动量大小合理规划，具有很强的操作灵活性。 无线及报警模块 报警模块主要负责声音提示报警和灯光报警。当运动量超过预设值或参考值时，单片机通过控制相应 I/O 完成提示 报警和灯光报警功能，语音模块发出相应的声音提示，同时报警灯不断闪烁，达到报警的效果。灯光报警由发光二极管构成，语音报警或蜂鸣器报警由单片机外接语音集成芯片或蜂鸣器构成。无线部分使用 cc1101 集成无线模块实现数据与上位机数据传输。例如在校园环境中布置无线网络，在运动完毕上传数据。 显示模块 主要功能是显示使用者的实际运动步数和用户设置的运动量参数，以及卡路里消耗量，模块采用低功耗 LCD5110 动态显示来实现。采用 LCD5110 显示的优点在于其价格合适，功耗低，面积可大可小可多样选择 。而且对于使用环境要求较低。 软件内容： 西南林业大学 学术型硕士生学位论文开题报告 题目：云南松乳化石蜡、单宁浸渍改性工艺研究 8 / 9 学 20166110010 号 ： 姓名 ： 王强 木材科学与工程 研究方向 ： 木材干燥与改性 学科专业 ： 导师姓名 ： 报告主持人 ： 孙膑 职称 ： 教授 报告日期 ： 3 月 18 号 填表日期： 2016 年 03 月 10 日 填 表 说 明 1、开题报告是硕士生培养的重要环节，研究生需在导师的指导下认真完成，具体要求参见西南林业大学关于学术型研究生开题报告的规定。 2、开题报告文献综述部分的基本要求：国内外本研究课题的发展现状、趋势及问题等，字数 3000 字左右。参考文献量不少于 20 篇，对于个别新兴研究领域其文献量可酌情减少。文献引用格式需符合西南林业大学研究生学位论文格式的统一要求的相关规定。 3、完成时间：研究生开题工作应于入学后第三学期内完成，具体时间各学院可根据本学院的学科特点和实 际情况进行安排。 4、硕士生开题报告书