基于STM32的步行者航位推算装置设计.doc
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1、基于的步行者航位推算装置设计基于便携性与实用性考虑,提出一种新的步行者航位推算装置设计。使用三维加速度计与电子罗盘集成芯片和陀螺仪集成芯片对步行者的实时运动信息进行采集,采用具有内核的单片机收集传感器数据并对数据进行航位推算处理,将步行者航迹信息显示于上。实验证明,该装置具有较高的推算精度,能满足实际应用需求。、系统组成与工作原理该步行者航向推算装置主要由三维传感器模块、数据转换模块与处理模块组成,具体的组成框图如图所示。三维传感器模块上分为三轴加速度计与电子罗盘集成芯片、陀螺仪集成芯片,以及用于数据处理的单片机。实际工作时,三轴传感器模块置于步行者腰间,三维加速度计用于采集前左上三个方向上的
2、加速度,用于计算模块的俯仰角与倾斜角,以及步行者的步数统计与步幅估计;电子罗盘采集步行者实时航向角数据;陀螺仪测出单位时间内三轴角速度以校正计算出的俯仰角与倾斜角;单片机负责对传感器的原始数据进行转换处理,采用串口与数据处理模块进行通信。数据处理模块核心也采用了单片机,在与三维传感器模块串口通信的同时,将航位推算所需的数据通过文件系统存于卡中。显示模块采用的是,当步行者需要查看当前的航位信息时,单片机可通过文件系统从卡中调出原始数据,进行航位推算处理,最终将步行者的航迹显示于上。图系统组成框图、硬件设计、主控芯片及外围电路设计主从单片机都采用公司生产的具有内核的工业级控制芯片,它具有时钟主频,
3、内部存储容量为,存储容量为。它具有个定时计数器,个、个总线、个、个、个总线等通信端口,这些通信端口完全能满足本系统在设计过程中的需要。芯片由电压供电,而外部电源为电池,因此采用降压芯片,它能将输出电压降低并且稳定在,精度为。、三维传感器模块设计芯片可在低电压下正常工作,其内置三轴加速度计,量程为。电子罗盘量程可为,单片机通过、引脚与其进行总线通信,编程寄存器内容可设置三轴加速度计量程,编程寄存器内容可设置电子罗盘量程,其外围电路如图所示。图外围接口原理图能在低电压下正常工作,其内置的陀螺仪可测出三轴方向上的角位移,通过编程其寄存器可以选择陀螺仪工作的量程,同时单片机通过总线,可从、这个数据寄存器读出三轴原始数据,其外围电路如图所示。图外围接口原理图
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- 基于 STM32 步行者 推算 装置 设计
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