發(fā)布時間：2017-05-16 00:00

  本文關(guān)鍵詞：基于藍(lán)牙低功耗傳輸?shù)闹悄芡髱гO(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于藍(lán)牙低功耗傳輸?shù)闹悄芡髱儆诳纱┐髟O(shè)備的范疇。近幾年智能手機(jī)與平板電腦的迅速普及,人們正期待用更多樣化的方式使用自己的智能終端,這讓可穿戴式設(shè)備的發(fā)展出現(xiàn)了市場需求;藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟于2010年推出藍(lán)牙低功耗協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),它為可穿戴設(shè)備提供了低功耗無線傳輸?shù)募夹g(shù)基礎(chǔ)。本論文的主要工作是設(shè)計(jì)一個基于藍(lán)牙低功耗傳輸?shù)闹悄芡髱�。智能腕帶包含兩�?xiàng)主要功能:多種人體動作檢測與數(shù)據(jù)加密。人體動作檢測功能是運(yùn)用加速度計(jì)芯片對人體的步伐、翻腕降腕、敲擊動作進(jìn)行實(shí)時檢測與算法識別;數(shù)據(jù)加密功能是運(yùn)用一顆專用的加密芯片,對智能手機(jī)等主機(jī)端下傳的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,然后通過BLE將加密后的數(shù)據(jù)回傳給主機(jī)端。此外,腕帶還提供LED時間顯示以及空中固件更新功能。LED時間顯示,是通過12個點(diǎn)雙色LED,模擬手表顯示時間;空中固件更新功能,是通過BLE連接對腕帶進(jìn)行固件更新。在硬件設(shè)計(jì)上,首先根據(jù)功能及設(shè)計(jì)要求確定硬件結(jié)構(gòu)與器件的選型,然后分別設(shè)計(jì)了主控芯片模塊、加速度計(jì)模塊、擴(kuò)展IO芯片模塊、LED、按鍵以及電池電量檢測模塊的電路。本文的軟件設(shè)計(jì)包括軟件功能流程設(shè)計(jì)及其基于OSAL的實(shí)現(xiàn)、基于OSAL的應(yīng)用程序任務(wù)設(shè)計(jì)、基于BLE協(xié)議GATT協(xié)議層的自定義應(yīng)用框架設(shè)計(jì)、人體動作識別與運(yùn)動計(jì)算算法設(shè)計(jì)以及空中固件更新功能的實(shí)現(xiàn)。軟件流程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能腕帶的基本功能;腕帶在BLE連接中是GATT服務(wù)器,需向智能手機(jī)提供GATT數(shù)據(jù)服務(wù),本文針對腕帶的兩項(xiàng)主要功能,分別設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)加密應(yīng)用框架與個人運(yùn)動信息應(yīng)用框架;人體動作識別與運(yùn)動計(jì)算算法詳細(xì)闡述了步伐計(jì)數(shù)、敲擊識別、翻腕識別的工作原理;最后,闡述了空中固件更新功能的工作原理以及實(shí)現(xiàn)方法。本文對智能腕帶的實(shí)物樣機(jī)進(jìn)行了性能與功耗測試,包括射頻載波頻偏調(diào)整測試、BLE通信測試、基于BLE協(xié)議的GATT數(shù)據(jù)服務(wù)驗(yàn)證、功耗測試。測試與驗(yàn)證結(jié)果表明設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期要求。
【關(guān)鍵詞】：可穿戴設(shè)備 藍(lán)牙低功耗 操作系統(tǒng)抽象層 GATT服務(wù) 動作識別 空中固件更新
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN925;TP368.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 論文的背景以及意義9-10
• 1.2 藍(lán)牙技術(shù)概述10-13
• 1.2.1 藍(lán)牙發(fā)展歷程11-12
• 1.2.2 藍(lán)牙低功耗技術(shù)12-13
• 1.3 論文的主要工作與內(nèi)容安排13-15
• 第二章 藍(lán)牙低功耗技術(shù)分析15-30
• 2.1 藍(lán)牙低功耗技術(shù)特性15-20
• 2.1.1 模式與硬件配置15-17
• 2.1.2 關(guān)鍵性限制17-18
• 2.1.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>18-19
• 2.1.4 應(yīng)用框架19-20
• 2.2 藍(lán)牙低功耗協(xié)議20-30
• 2.2.1 物理層21-22
• 2.2.2 連接層22-25
• 2.2.3 主機(jī)控制器接25
• 2.2.4 邏輯連接控制與適配層25-26
• 2.2.5 屬性協(xié)議層26
• 2.2.6 安全管理26-27
• 2.2.7 通用訪問應(yīng)用框架27
• 2.2.8 通用屬性應(yīng)用框架27-30
• 第三章 藍(lán)牙低功耗智能腕帶硬件設(shè)計(jì)30-35
• 3.1 硬件結(jié)構(gòu)30-31
• 3.2 主控芯片F(xiàn)RE010及其外圍電路31-32
• 3.3 LED顯示電路32-33
• 3.4 加速度計(jì)及其外圍電路33-34
• 3.5 按鍵、電池電量檢測電路34-35
• 第四章 藍(lán)牙低功耗智能腕帶的軟件設(shè)計(jì)35-57
• 4.1 軟件流程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)35-41
• 4.1.1 軟件功能流程設(shè)計(jì)35-36
• 4.1.2 基于OSAL的軟件流程實(shí)現(xiàn)36-41
• 4.2 數(shù)據(jù)加密與個人運(yùn)動信息應(yīng)用框架的設(shè)計(jì)41-46
• 4.2.1 數(shù)據(jù)加密應(yīng)用框架41-44
• 4.2.2 個人運(yùn)動信息應(yīng)用框架44-46
• 4.3 人體動作識別與運(yùn)動計(jì)算算法46-54
• 4.3.1 算法流程46
• 4.3.2 數(shù)據(jù)的采集與濾波處理46-47
• 4.3.3 步伐計(jì)數(shù)算法設(shè)計(jì)47-50
• 4.3.4 敲擊動作識別50-52
• 4.3.5 翻腕動作識別52-54
• 4.4 空中固件更新功能的實(shí)現(xiàn)54-57
• 4.4.1 空中固件更新原理54-55
• 4.4.2 空中固件更新功能的實(shí)現(xiàn)55-57
• 第五章 測試與結(jié)論57-63
• 5.1 載波頻偏測試與調(diào)整57-59
• 5.2 BLE通信測試59-61
• 5.2.1 BLE廣播通道與數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)包通信測試59-60
• 5.2.2 GATT服務(wù)器數(shù)據(jù)服務(wù)驗(yàn)證60-61
• 5.3 功耗測試與優(yōu)化61-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張政波;俞夢孫;趙顯亮;吳太虎;鄭捷文;;穿戴式、多參數(shù)協(xié)同監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2008年01期

2 劉寶兵;;淺析藍(lán)牙核心技術(shù)的鏈路管理器及主機(jī)接口協(xié)議[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2014年02期

3 彭春華;蔣新華;;藍(lán)牙系統(tǒng)中適配層程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2008年07期

  本文關(guān)鍵詞：基于藍(lán)牙低功耗傳輸?shù)闹悄芡髱гO(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：369144