基于iNEMO模塊的姿態(tài)檢測及數據傳輸系統設計

　　iNEMO各個(gè)傳感器的地址碼宏定義如下：

　　#define ACC_ADDRESS 0x32 //加速度計地址碼

　　#define MAG_ADDRESS 0x3C //磁力計地址碼

　　#define GYRO_ADDRESS 0xD6 //陀螺儀地址碼

　　采集到傳感器的數據之后，首先利用三軸陀螺儀信號，采用四元數的姿態(tài)表達式，積分求得姿態(tài)角，然后采用三軸加速度計和三軸磁力計，利用大地磁場(chǎng)和重力磁場(chǎng)在地理坐標系和運動(dòng)坐標系之間的方向余弦進(jìn)行絕對角度的解算，然后采用卡爾曼濾波進(jìn)行前三者數據的融合，得到腰部的俯仰角PITCH、腿部偏航角YAW.通過(guò)大量實(shí)驗建立姿態(tài)角與人體姿態(tài)的對應表如下：

　　表1姿態(tài)與YAW、PITCH的對應表

　　4.3 GPRS發(fā)送

　　SIM300參數的設定、TCP/ IP連接的建立以及數據的傳輸都是通過(guò)AT指令來(lái)實(shí)現的，AT指令是終端設備與PC應用之間的通信方式，一般由終端設備(如PC、控制板等)向終端適配器(如GPRS模塊等)發(fā)送。AT指令以AT開(kāi)頭，以回車(chē)作為結尾;每條指令是否成功執行都有相應的響應返回。SIM300的TCP/IP功能支持普通和透傳兩種模式，本文采用的是透傳模式，一旦建立連接模塊就進(jìn)入數據模式。

　　SIM300透傳模式的配置大致分為以下四步：

　　(1)匹配波特率，發(fā)送“AT”指令后，延時(shí)一段時(shí)間發(fā)送“ATE0”。

　　(2)注冊網(wǎng)絡(luò )，發(fā)送“AT+CREG?”，若返回“OK”，則網(wǎng)絡(luò )注冊成功。

　　(3)設置透傳模式，發(fā)送“AT + CIPMODE=1”，若返回“OK”，則設置成功。

　　(4)連接網(wǎng)絡(luò )，發(fā)送“AT+CIPSTART=”TCP“，”219.236.xxx.xxx“，”7000“”，其219.236.xxx.xxx為PC的IP地址，7000為端口號。連接成功返回：CONNECT OK

　　5系統測試

　　為了驗證系統姿態(tài)檢測功能的可靠性，選取了不同的人分別佩戴該系統做了大量的實(shí)驗，完成了對站立、坐下、行走、彎腰、躺下、趴倒的識別率的測試。從測試結果表2可以看出，大部分動(dòng)作均可以準確無(wú)誤的識別出來(lái)，行走、彎腰兩個(gè)動(dòng)作出現了誤識別，這是由于不同的人佩戴該系統時(shí)，各個(gè)姿態(tài)對應的角度閾值會(huì )有少許的差別，但是百分之九十五以上的識別率足夠滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。

　　表2測試結果

　　結束語(yǔ)

　　人體姿態(tài)檢測裝置實(shí)現了對人體姿態(tài)的檢測，可以很好地應用在對老人的監護、體感游戲等領(lǐng)域。數字式傳感器的應用簡(jiǎn)化了硬件電路，GPRS模塊的網(wǎng)絡(luò )傳輸突破了射頻傳輸距離短的缺陷，擴大了傳輸距離，整個(gè)系統體積小巧方便、應用性強。