卢文, 陈慈发

(三峡大学 计算机与信息学院，宜昌 443002)



基于STM32和LIS3DSH的高精度计步器设计

卢文, 陈慈发

(三峡大学 计算机与信息学院，宜昌 443002)

摘要:设计了一种基于STM32和LIS3DSH的高精度计步器。为了提高计步器的准确性，充分利用加速度传感器输出的三轴加速度信号，经数据预处理，采用动态阈值和峰值检测的改进算法。根据人体运动特征检测人体运动时加速度的变化，实现准确计步，并具备数据传输功能。实验结果表明，该计步器具有体积小、功耗低、精度高的特点。

关键词:MEMS惯性传感器；三轴加速度传感器；计步器; 误检率

引言

早期传统的计步器设计是利用加重的机械开关检测步伐，并带有一个简单的计数器。当计步器晃动时，装置内部的金属球会来回滑动，或者摆锤左右摆动敲击挡块，从而达到计步效果。但是这种计步器体积较大，重量偏重，计步精度也不高，同时也不方便携带。本文设计的高精度计步器采用ST公司的数字输出MEMS(微机电系统)[1]三轴惯性加速度传感器LIS3DSH作为传感元件，以STM32L151C6作为主控制器，通过优化的软件算法来精确检测步行频率。选择的MEMS传感器和微控制器具有成本低、尺寸小和功耗低的特点，所设计的新型电子计步器体积小、重量轻、计步精度高，便于携带。

1工作原理

在人行走过程中，可以将距离、速度、加速度等属性作为描述人体行走状态的参数，本文主要对人体运动过程中的加速度信息进行采样分析。行走时，身体的各个部位都在运动，它们的运动都会产生相应的加速度，其中垂直方向的加速度变化是最大的，如图1所示。……