基于MATLAB和Android智能手机传感器的计步器的设计徐文力，李明辉（陕西科技大学机电工程学院，陕西西安710021）摘要：本文设计的是一种基于MATLAB和Android智能手机传感器的计步器，首先分析了人体运动时加速度的变化规律，通过手机传感器获取三维加速度值，然后由sensorudpAPP以UDP数据包的形式通过无线网络发送给运行着MATLAB软件的计算机，利用MATLAB软件强大的科学计算功能对数据包进行解析得到加速度的值，并进行滤波和样条插值等处理，最后得出运动的步数，进而求出运动的距离以及能耗，为健康运动提供了判断依据。关键词：智能手机；计步器；无线网络；滤波：TN91文献标识码：BDesignofpedometerbasedonMATLABandthesmartphonesensorsLi，Xu(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ShaanxiUniversityofScienceTechnology，xi’anshaanxi710021，China)ABSTRACT:ThispaperdesignsapedometerbasedonMATLABandtheAndroidsmartphonessensor.Firstanalysisthechangelawofaccelerationofthehumanbodywhenpeopleexercise,obtaining3Daccelerationthroughmobilephonesensor,andthensendtothecomputerwhichrunningMATLABsoftwareintheformofUDPpacketsthroughthewirelessnetworkbythesensorudpAPP,andusethepowerfulMATLABsoftwaretodecodethepacketstogettheacceleration,andthenexecutethefilterandsplineinterpolation,andgetthenumberofsteps,thedistanceandenergyconsumption,whichcanprovidethebasistojudgethemovement.KEYWORDS:Smartphones;Pedometer;Wirelessnetwork;Filter;0引言Android智能手机自推出以来，其内置传感器逐渐增多，传感器所实现的功能也日益多样化，极大的满足了用户对智能手机功能的需求，从依赖于重力传感器的各种游戏，到依靠距离传感器实现的通话灭屏，再到指南针功能下的电子罗盘等等，小小的一个Android智能手机以各种传感器为依托实现了许多有趣的功能。因此，手机已经不再是一个简单的通讯工具，而是具有综合功能的便携式的电子设备。在这种情况下，各种传感器在手机上的应用应运而生。本文就是利用Android智能手机中的G-sensor传感器，结合MATLAB软件的强大计算功能，设计了一种计步器，通过对传感器数据进行分析处理得到运动的步数，进一步计算就可以得到运动速度、距离和能耗等数据。在全民健康意识普遍提高的背景下，各种运动器具变得炙手可热，而计步器的应用可有效辅助提高运动效果，达到健康运动的目的。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1计步器原理要实现检测步数首先要对人走路的姿态有一定了解。以步伐特征的研究为基础，考虑到人体行走时脚、腿、腰部和手臂都在运动，它们的运动都会产生相应的加速度，趋势就是不断地上下起伏近似为正弦过程。测量正弦波的频率就可以得出运动的步数，进而可以计算出速度，距离，和消耗卡路里。从脚的加速度来检测步数是最准确的,但是考虑到携带的方便,选择利用腰部的运动来检测步数，因为，行走时腰部有上下的垂直运动,所以会产生一个上下波动比较大的加速度值。由于采用的是智能手机中的加速度传感器（如图1所示），它有三个轴可以对应人体运动的三个方向，因此首先规定人体前进方向为y轴，左右运动为x轴，上下运动为z轴。无论手机如何放置，总会检测到三个方向的加速度值、和，从而求出合加速度a：（1-1）当手机静止不动时，a的理想值为重力加速度g。当检测到有动作时a值就会在g值上下变化，为了计算方便可以取变量A=a-g，使A值在0上下波动。以人体重心为参考点，只考虑z轴方向，则可以将行走的过程分为两个阶段：重心由最低到最高的过程和重心由最高到最低的过程。在重心由最低到最高的过程中，人体z轴方向的速度由零上升到某一值，然后又从该值减少到零，在整个过程中速度为正，即方向为z轴正方向。所以，加速度的变化应该从到最后又回到，其中为正值。在重心由最高到最低的过程中，人体z轴方向速度由零上升到某一值，然后又从该值减少到零，在整个过程中速度为负，即方向为z轴负方向。所以，加速度的变化应该从到最后到又回到，其中...