基于三轴加速度的运动量分析黄旭东.docx
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基于三轴加速度的运动量分析黄旭东
附件1
河海大学常州校区
学生科技基金项目
申
报
书
项目名称:
基于三轴加速度的运动量分析
项目类别:
硬件制作类
申请人:
黄旭东
指导教师:
齐本胜
年级专业:
12级通信工程
申请日期:
2013.11.13
姓名
黄旭东
性别
男
年级
12级
专业
通信工程
联系电话
####
项目
全称
基于三轴加速度的运动量分析
申请经费总额
2000
主要合作者
许芳杰,钱宇杰
指导教师
齐本胜
联系电话
####
项目研究的目的、意义和价值:
目的:
设计出一款可内置于可穿戴设备内的运动记录仪,用于记录运动过程当中的距离、时间、步数等等数据。
意义和价值:
本项目可以帮助人们了解自身健康情况。
现代人生活压力颇大,快节奏的城市生活让很多人失去了锻炼的机会,因而各种慢性疾病悄悄进入了我们的生活。
而且,不合理的饮食也让身体多了诸多的隐患,各种原因促成了肥胖等人类公敌般的疾病,但是最为有效的身体锻炼却得不到有效的进行。
并且,很多人对锻炼的度缺乏一个必要的了解,往往很多时候没有达到既定的目标,运动的效果得不到体现,也有时过度锻炼,造成了负面的影响。
而本项目可以通过记录运动量来使运动者了解自身的运动情况,从而解决这个问题。
我们的价值主要体现在:
①让使用者对自己运动的整体情况有一个明确的了解,再结合平衡的饮食,使自身的身体状态保持在一个相对较好的状态,以缓解忙碌的生活带来的压力。
②本项目所取得的成果可以与手表、MP3、耳机等日常佩戴设备相结合,内置于其内,方便使用并且尽量减少对运动带来的不便。
③可以通过WiFi、蓝牙等无线传输技术与手机进行连接,并配合相应的手机app,使得数据可以实时的显示于手机上,也可保存下来用于后续的查看,有利于使用者据此制定下一步的健身计划。
项目的先进性及特点(与国内外同类课题比较):
①本项目研究的先进性在于控制成本,并且同时尽可能的缩小装置的体积,使其可以纳于可穿戴设备内部,普及到广大设备制造商所生产的产品中。
②测试方法较为先进,功耗小。
③项目设计的产品可以与手机、MP3等移动设备相连接,方便操作,易于携带。
项目
研究
计划
进度
时间
进度
2013年12月——2014年1月
进行相关的资料查阅。
包括三轴加速度模块的基本资料使用说明,完成下一步基本硬件构架的准备工作。
2014年2月--2014年5月
设计出相关的实施方案,进行三轴加速度、单片机、存储模块等的硬件构架,进行必要的测试,选择一个较好的方案。
2014年6月--2014年9月
进行相关软件方面的设计,通过编辑程序以实现对采集数据地提取,并对数据进行分析处理,以达到实现计算出人的跑步路程的基本功能。
2014年10月——2014年11月
最后进行相关的评价,调整和优化。
以达到更加实用的目的。
项目
研究
经费
预算
项目
金额
元器件及相关材料的采购
1300
资料费及相关书籍的费用
300
制作工具的购买
200
差旅费
100
印刷费及加工费
100
合计
2000
预期结果和形式:
课题研究的成果通过论文的形式发表,与之对应的还有制作完成的实际仪器。
因为这是一个新颖且实用的课题研究,具有很高的使用价值和开发前景,若条件允许将会积极申请专利。
指导教师意见:
签名:
年月日
学院党委推荐意见:
盖章
年月日
基金管理委员会审批意见:
盖章
年月日
批准资助金额:
备注:
填申请表时应附课题可行性报告。
项目可行性报告
本课题研究的基本思路、研究方法;
主要参加者的学术背景和人员结构(专业、年级等)任务分工;
研究计划和时间安排;
课题研究成果形式及使用去向(主要阶段性成果和最终成果的名称、形式及使用去向);
主要中外文参考文献、研究资料及相关科研试验条件;
(限1500字内)
基本思路
将三轴加速度传感器固定在运动者的身上,采集的信号通过储存模块储存下来,然后在单片机上进行信号的收集与分析,提取出运动者的跑步步数,计算运动者的运动量。
研究方法
首先通过调查文献来获得资料,来获取关于三轴加速度等方面的相关信息以及相应的科技成果,帮助理解研究课题,并开阔研究的思维。
定时进行小组讨论,交换小组人员的意见。
讨论结束后,初步设计实验方案,根据要求提出几个实验装置的设计思路,就每个方案的可行性进行分析,从中选出一个最优设计来进行实物制作。
制作完成后,进入数据测试部分,采集运动者跑步时的信号变化并进行分析,得出运动者跑步的信号特征,然后通过该特征判断运动者的跑步步数,将实验理论数据与真实数据进行分析对比,调整判断运动状态的条件,换不同的实验者,重复以上过程,直到理论数据与真实数据相吻合。
通过对实验数据的采集与分析得出运动者的运动状态,从而得知运动量等相关问题。
主要参加者
黄旭东,12级物联网学院通信工程专业,思维活跃,性格外向,拥有相关的学科知识及能力,由企业管理学院转专业至物联网通信工程专业,曾获优秀干事称号,有机会获任企业管理学院分科协科技部副部长(后因转专业原因而无法担任)。
许芳杰,12级物联网学院通信工程专业,性格沉稳,拥有良好的科学素养及动手能力,对知识有强烈的求知欲,对于计算机编程较为擅长。
钱宇杰,12级物联网学院通信工程专业,掌握较多的硬件知识,对自己的工作认真负责,办事踏实。
曾获任学生会体育部副部长(后因转专业原因而无法担任)。
任务分工
钱宇杰:
负责相关资料的查找以及统计实验元器件的需求信息,对相关元器件进行采购,辅助黄旭东完成相关电路的设计、连接与调试。
黄旭东:
参考现有实验电路并结合老师建议设计多组实验电路,对电路的可行性进行分析,从中挑选一种可操作性强的电路进行实物连接,使之能实现相应的功能。
许芳杰:
分析现有实验数据,对单片机编程,完成相关数据的采集、分析及识别。
完成项目的汇总工作,总结项目实验结果,撰写项目实验报告。
研究计划和时间安排:
2013年12月——2014年1月
进行相关的资料查阅。
包括三轴加速度模块的基本资料和使用说明,完成下一步基本硬件构架的准备工作。
2014年2月--2014年5月
设计出相关的实施方案,进行三轴加速度、单片机、存储模块等的硬件构架,进行必要的测试,选择一个较好的方案。
2014年6月--2014年9月
进行相关软件方面的设计,通过编辑程序以实现对采集数据地提取,并对数据进行分析处理,以达到实现计算出人的跑步路程的基本功能。
2014年10月——2014年11月
最后进行相关的评价,调整和优化。
以达到更加实用的目的。
课题研究成果形式及使用去向
课题研究成果提供科技制作作品并对其进行总结报告。
使用去向:
1、将其小型化微型化,使其整合到个人移动通信设备上,实现移动通信设备的体感感应及相关的数据检测。
2、为其他人做相关实验研究提供思路及研究方法参考。
3、为以后发展体感技术探索道路。
相关科研条件:
相关实验室具有研究、讨论的场所,方便成员之间的相互交流。
具有充分的硬件设备以进行硬件设计。
图书馆资源丰富,具有硬件软件方面的书,方便参考。
实验有精通硬件设计和精通编程的成员,可以很好地和作。
并且实验室有精通硬件及软件的老师,为我们的研究提供的巨大的师资力量。
参考文献
[1]田泽.嵌入式系统开发与应用系列教程[M].北京:
北京航空航天出版社,2010.
[2]杨宗德.嵌入式ARM系统原理与实例开发[M].北京:
北京大学出版社,2007.
[3]周建兴.MATLAB从入门到精通(附光盘)[M]. 北京:
人民邮电出版社,2008.
[4]张淑清.单片机原理及应用技术[M].北京:
国防工业出版社,2010.
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