本帖最后由 c506749189 于 2013-8-9 13:35 编辑
本帖已经完成,作品楼层有1楼、3楼、4楼、10楼、14楼、15楼。大家可以跟帖说说哪里有不足我尽量改改或增加些东西。 这个项目是大一时不到暑假体育学院来找到我们学校,而后老师把这个项目交个了我来完成,算算经历了有一年多的时间,反反复复测试改进有五次以上,终于在今年的六月彻底的达到了要求。项目总花费元件费用7000元。
下面我就介绍一下这个项目的最终成果吧,不过由于一些体院方面的要求,程序我就不方便在这里给大家了。如果大家需要用到哪一部分可以私信我,我会给大家子程序的。
一、项目任务 设计制作一个采集发送学生端、接收存储教师端、手腕显示学生端。 二、设计要求 1.能够检测到人体脉搏信号正确脉冲。 2.能够实现断电数据保存。 3.能够实现无线数据发送正确。 4.能够实现无线数据接收正确。 5.能够正确显示当前状态。 6.能够实现电脑读取存储数据。 7.能够实现低功耗。 8.能够使采集端和手腕端尽可能的小。 9.能够自动删除采集学生端文件并建立新文件。
10.能够手腕部分实时显示检测数值。
三、所用元器件 STC12LE5A60S2,512M内存卡,2.4G无线模块,排针,排座,MCP33,串口线,按键,开关,12864液晶,HKX-08,电阻,电容,晶振,发光二极管,拨动开关,内存卡座,金属片等。 四、整体框图
五、传感器选择信号处理 采用金属片采集电信号,经HKX-08处理成脉冲信号。金属片有很好的导电采集性,而又经过皮带的固定能够很好的与人体皮肤接触,经过HKX-08处理,有很好的脉搏脉冲信号,对人体无压迫感。 HKX-08系列心率传感器采用人体体表生物电检测的方式检测心脏搏动产生的 心电信号,通过信号调理电路、A/D 、数字信号处理、比较电路输出同步于心脏搏动的脉冲信号。该传感器有效解决了在动态情况下检测心率有效性和准确性。适合于运动健身器材、汽车驾驶员心率检测、消防员等特殊人群的心率监测等。 HKX-08是一款检测心率的集成了模拟信处理与数字处理技术于一体的电路模块。通过心电电极检测人体心电信号。输出同步于心脏搏动的脉冲信号。检测部位有手心、手腕、手臂、胸部等。 六、单片机 STC12LE5A60S2单片机,新一代宏晶芯片具有1个时钟/机器周期,高速、高可靠,2路PWM,8路10位高速A/D转换,25万次/秒1T 8051带总线,无法解密,管脚直接兼容传统89c52,有全球唯一ID号可省复位电路,36-44个I/O内部R/C时钟的新一代宏晶芯片加密性强,解密难度高。且同时由3.3V供电,满足系统低功耗的要求。 本系统共分为三个模块,共用四块单片机进行控制。学生采集系统用两块单片机,其中一块用于检测人体脉搏信号并计算成每分钟跳多少下并传给第二块单片机,其中每六秒传给第二块单片机一个数据,第二块单片机接收到数据后进行存储到内存卡并用无线发送到手腕系统部分,按键后统一发送至教师端系统部分。学生手腕部分单片机用于接收采集部分每六秒发送来的数值,并驱动段式液晶模块显示数值。教师端部分单片机用于驱动12864液晶,无线接收学生一节课的所有数据并存储到内存卡中。 七、内存卡存储 内存卡约为SD卡的1/4,可以算目前最小的储存卡了。TF卡可经SD卡转换器后,当SD卡使用。利用适配器可以在使用SD作为存储介质的设备上使用。内设置版权保护管理系统,让下载的音乐、影像及游戏受保护;未来推出的新型TransFlash还备有加密功能,保护个人数据、财政纪录及健康医疗文件。体积小巧的TransFlash让制造商无须顾虑电话体积即可采用此设计,而另一项弹性运用是可以让供货商在交货前随时按客户不同需求做替换,这个优点是嵌入式闪存所没有的。 本系统中用到两个内存卡,用于学生采集端的数据存储,使学生端不会因为电池没电或其他原因使以前的数据丢失。教师端的存储,让教师端接收学生端的所有数据。保证数据的完整性。 另外为了使电脑能够读取这些数据,又采用了FAT32文件系统。FAT32(File Allocation Table)具有一个最大的优点:在一个不超过8GB 的分区中,FAT32分区格式的每个簇容量都固定为4KB,与FAT16相比,可以大大地减少磁盘的浪费,提高磁盘利用率。目前,支持这一磁盘分区格式的操作系统有Win95、Win98、Win2000、Win2003和Win7。但是,这种分区格式也有它的缺点,首先是采用FAT32格式分区的磁盘,由于文件分配表的扩大,运行速度比采用FAT16格式分区的磁盘要慢。 本系统是用单片机读写系统程序,其读写速率与单片机的晶振频率有关,且数据量在写入文件后不会太大,所以采用FAT32文件系统。 八、液晶 12864液晶带中文字库的128X64 是一种具有4位/8 位并行、2 线或3 线串行多种接口方式,内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率为128×64, 内置8192 个16*16点汉字,和128 个16*8 点ASCII 字符 集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令,可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4 行16×16 点 阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比,不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多,且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。但是其体积比较大,用在教师端比较适合。故教师端采用12864液晶。 4位段式液晶模块,此液晶模块电压在3.3V驱动,用HT1621驱动,HT1621只用3个I/O口就可以控制四位段式液晶甚至更多的段式I/O口,其工作电流也不到1毫安,适用于手腕显示部分。 九、2.4G无线 2.4G无线低工作电压只在1.9~3.6V低电压工作,掉电模式下状态仅为1uA。速率可达2Mbps,由于空中传输时间很短,极大的降低了无线传输中的碰撞现象(软件设置1Mbps或者2Mbps的空中传输速率)高效GFSK调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合。125 频点,满足多点通信和跳频通信需要。 其内部缓存有32位字节。能够极大限度的满足发送多个数据,教师端采用加入长天线的设计,更大个提高增益,使接收范围距离更远。 十、稳压芯片
此项目的稳压芯片采用的是微控公司的mcp33稳压芯片,此款稳压芯片具有低功耗的好处,而且稳压压差可以达到0.1V,也就是说3.4V也可以稳压成3.3V对于本系统的全部元件可以满足工作状态,此芯片用到在采集学生端和手腕端。而教师端考虑到并不用小巧,且工作时间不长,采用的是1117-3.3来稳压控制。 华丽的分割线
对于各部分的选型就到这里下面进行电路等具体的操作和说明。
十一、电路和分析
1.采集发送部分
先到这里,明天给大家继续讲解吧,实在是有点困了 |