实习笔记智能广场健身设备总结

Posted 2020-06-25 When I See You Again

实习阶段的经历是大学阶段最美好的一段经历。

设备内容：设计一个走步机将用户的运动步数和心跳数采集出来，让后发送给主机，主机将数据上传至服务器端，服务器将用户数据下发至用户手机的APP上

用户可以和将数据和好友分享并且可以以后和超市建立合作，当达到指定数的步数时候，换取例如洗衣液等产品。

实习主要负责运动步数和心跳的采集，和数据上传，包括从机显示界面设计。

主控芯片：STM32F103VET6

运动步数的采集：

运动步数传感器采用霍尔传感器，安装时在走步机的摇臂上安装一块磁铁，然后在走步机固定杆上前后各安装两个霍尔传感器，计数办法是用户运动一个来回算作一步。

霍尔传感器模块的设计：

霍尔传感器选择：SS495A1

SS495A1 是高精度线性输出霍尔元件。该元件特点是:内部有温度补偿电路并由激光对电阻 进行修正, 使零点温漂为±0. 04%/℃, 灵敏度漂移为+0. 02.

SS495A1的输出直接接到74HC14的施密特触发器上，输出变成二值化，这样数据检测起来就很简单了。

程序上采用外部中断进行数据捕获，霍尔传感器输出线上拉，输出线触发中断模式选择下降沿触发，共分为前后两个传感器，所以每个传感器对应一个中断，

进中断将采集成功标志位置1，当前后的两个中断的标志位都为1时，将计数的变量加1，以此往复技术下去，变量类型32位整形数据，足够用。

心跳采集：

由于对于心跳采集的办法不是很熟悉，心跳采集模块买的现成的模块，大体的原理是这样，通过手柄上的金属电极获取人体手掌上的心电信号，再经过放大滤波等信号调理后，提取R波并整形输出，最终使心率信号转化为单片机可以直接测量的方波信号。

心跳采集的一个主要的问题是，怎么通过软件滤除干扰信号，最后通过跟模块买家交流得知，干扰主要是尖峰信号，为了更好的滤除干扰，两个波峰信号的之间的时间间隔小于250ms既可以判断称为是干扰信号，滤除即可。然后将正确的采集信号取倒数乘以60就是所得的心率数据。

以上是工作中最核心的两个工作，这两个功能的实现基本功能就完成了，精简程序后就是解决怎么跟主机通讯的问题了。

与主机间通讯，为保证数据的正确无误通讯协议是必须的，这也是自己第一次正规的跟其他人一起共用一个既定的协议，之前做的东西协议都是自己定义的，反正自己看得懂就是了。这次是很正规的协议，包含必须的两字节帧头，心跳包，功能码，数据位数加数据码，CRC校验。

首先是初次开机上电，应答主机的群发呼叫信号，确认在线，并将自身设备唯一标识码发送给主机，方便主机备注设备，这里的自身设备唯一标识码利用的是STM32出厂标识码12字节，将标识码读出来以后，就可以作为设备的唯一标识码，无需自己编码。

然后主机下发一张二维码，和网络时间，从机负责将二维码显示出来，将网络时间与自身时间进行比对，一切以网络时间为准，重新设置下DS1302时钟芯片。从机接收到数据后应答主机收到。

用户扫描完二维码以后，主机会下发开始工作指令，从机接到工作指令，将界面切换至计数显示界面，同时开始步数统计和心跳统计，同时开启定时器，当用户的两项数据不再更新时，在30S以外时，认为用户离线，同时关闭统计，将数据上传至主机，将界面切换至最终计数结果界面，主机接收到数据以后，下发应答指令，并且附带一张全新的二维码，收到主机的应答指令后，将各项参数清零并将新的二维码显示出来，至此完成了全部工作流程，之后就是反复的重复上述功能。

心跳机制：

在通信期间一直周期进行的就是心跳机制，心跳机制是双方确认彼此在线的唯一方式。

重应答机制：

例如：主机下发某项工作指令，从机没有及时应答，主机会反复发几次，如果还没收到应答，但是心跳存在，就默认系统出现故障。