基于iNEMO模塊的姿態(tài)檢測(cè)及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　iNEMO各個(gè)傳感器的地址碼宏定義如下：

　　#define ACC_ADDRESS 0x32 //加速度計(jì)地址碼

　　#define MAG_ADDRESS 0x3C //磁力計(jì)地址碼

　　#define GYRO_ADDRESS 0xD6 //陀螺儀地址碼

　　采集到傳感器的數(shù)據(jù)之后，首先利用三軸陀螺儀信號(hào)，采用四元數(shù)的姿態(tài)表達(dá)式，積分求得姿態(tài)角，然后采用三軸加速度計(jì)和三軸磁力計(jì)，利用大地磁場(chǎng)和重力磁場(chǎng)在地理坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系之間的方向余弦進(jìn)行絕對(duì)角度的解算，然后采用卡爾曼濾波進(jìn)行前三者數(shù)據(jù)的融合，得到腰部的俯仰角PITCH、腿部偏航角YAW.通過大量實(shí)驗(yàn)建立姿態(tài)角與人體姿態(tài)的對(duì)應(yīng)表如下：

　　表1姿態(tài)與YAW、PITCH的對(duì)應(yīng)表

　　4.3 GPRS發(fā)送

　　SIM300參數(shù)的設(shè)定、TCP/ IP連接的建立以及數(shù)據(jù)的傳輸都是通過AT指令來實(shí)現(xiàn)的，AT指令是終端設(shè)備與PC應(yīng)用之間的通信方式，一般由終端設(shè)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開頭，以回車作為結(jié)尾;每條指令是否成功執(zhí)行都有相應(yīng)的響應(yīng)返回。SIM300的TCP/IP功能支持普通和透?jìng)鲀煞N模式，本文采用的是透?jìng)髂Ｊ?，一旦建立連接模塊就進(jìn)入數(shù)據(jù)模式。

　　SIM300透?jìng)髂Ｊ降呐渲么笾路譃橐韵滤牟剑?/p>

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

　　(3)設(shè)置透?jìng)髂Ｊ剑l(fā)送“AT + CIPMODE=1”，若返回“OK”，則設(shè)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(hào)。連接成功返回：CONNECT OK

　　5系統(tǒng)測(cè)試

　　為了驗(yàn)證系統(tǒng)姿態(tài)檢測(cè)功能的可靠性，選取了不同的人分別佩戴該系統(tǒng)做了大量的實(shí)驗(yàn)，完成了對(duì)站立、坐下、行走、彎腰、躺下、趴倒的識(shí)別率的測(cè)試。從測(cè)試結(jié)果表2可以看出，大部分動(dòng)作均可以準(zhǔn)確無誤的識(shí)別出來，行走、彎腰兩個(gè)動(dòng)作出現(xiàn)了誤識(shí)別，這是由于不同的人佩戴該系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)姿態(tài)對(duì)應(yīng)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(shí)別率足夠滿足用戶的要求。

　　表2測(cè)試結(jié)果

　　結(jié)束語

　　人體姿態(tài)檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體姿態(tài)的檢測(cè)，可以很好地應(yīng)用在對(duì)老人的監(jiān)護(hù)、體感游戲等領(lǐng)域。數(shù)字式傳感器的應(yīng)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(kuò)大了傳輸距離，整個(gè)系統(tǒng)體積小巧方便、應(yīng)用性強(qiáng)。