基于STM32实现智能手环设计

作者：付海生　陈婷婷　韩百科　涂曾兵

来源：《科学导报·学术》2017年第10期

        摘 要： 随着计算机标准化软硬件以及互联网技术的高速发展，可穿戴式智能设备的形态开始变得多样化，逐渐在工业、医疗、军事、教育、娱乐等诸多领域表现出重要的研究价值和应用潜力。本论文基于STM32设计的智能手环，能够完成秒表，万年历，实时时钟，闹钟，温湿度，姿态控制，步数计量，静态地图的功能。

        关键词： 智能手环；姿态控制；静态地图

        【中图分类号】 TN915.5 【文献标识码】 B【文章编号】 2236-1879（2017）10-0200-01

        1 智能手环系统

        1.1 智能手环系统介绍。我们设计的智能手环具有如下的应用：1. 可以通过GSM模块与腾讯地图的静态地图API相连接读取地图。2. 含有钟表、日历界面，可查询日期、修改时间，支持复位记忆。3. 支持后台运行，最高支持10条记录。4. 利用MPU6050解算步数，绘制加速度曲线。5. 实时显示温湿度。6. 最高支持6组闹钟。

        1.2 智能手环系统的各个功能介绍

        1.2.1 闹钟功能。闹钟界面分为了三部分，一部分是时间设定界面这一部分与时间修改有关系，第二部分是闹钟参数界面，这里有闹钟的时间以及开关，第三部分是闹钟提醒界面。

        程序中将所有的时间进行排序，将时间转化为uint32_t型数据存储，以节省空间加速运算，判断可在一个指令周期内完成。同时为闹钟增加了标志位，标志位决定了系统是否对闹钟序列进行检测，增加标志位之后同样可以减少闹钟检测对系统资源的浪费，为其他程序的运行以及系统的整合创造了一个更好的环境。

        1.2.2 万年历功能。万年历功能分为三部分，一部分是钟表，显示当前时间，第二部分是日历，显示本月的日期，第三部分是时间查询界面，通过修改查询时间数据可以得到想要查询的日期的有关信息。

        万年历中重点在于界面的绘制以及修改时间的算法。钟表动态指针的实现思路是当钟表走过的时候，指针重新写入当前的背景色，就会在不改变背景颜色的情况下完成对钟表的绘制。日历绘制主要是绘制表格，并根据当前日期求出本月首日是周几加上月份天数以及农历算法所得到的。

        1.2.3 秒表记录。秒表记录由一定的逻辑控制所决定。

        首先在系统复位的时候，秒表处于的状态是关闭的，记录、停止两种均不可用。当启动按下，改变按键显示状态，同时修改秒表状态，允许记录停止，同时打开定时器，记录储存在一个一维数组之中。显示通过格式化字符串输出配置，关于显示这一点有两种思路，一种是通过sprintf（）转移格式化字符串到一字符指针内，还有一种思路是将数据利用不定形参函数以及vnsprintf（）配合输出，个人推荐第二种，不仅仅是思路的扩展，更可以为更多情况下的输出提供方便。

        1.2.3 手势控制。通过对MPU6050获取到的加速度数据，来控制LED/BEEP开通状态。相对于计步程序，这一程序的思路比较简单，即当加速度的值超过一定的范围，就延时一段时间然后执行动作，延迟的好处是防止连读的加速度多次改变获取到的数据值，达到类似于消抖的作用。

        1.3 简单算法的应用

        1.画五角星的算法：首先确定五角星最上面的坐标，然后依次加上两个顶点的相差的弧度数，但是要注意，画五角星是利用画圆的算法 ，注意起点是水平，要多加90度，因为最开始的顶点是在弧顶。2.补背景算法：鼠标在屏幕移动之后之前区域的背影会被覆盖，利用下面的算法可以将其还原。利用图像数组和鼠标坐标的关系，当鼠标移动之后，将那个区域的图像信息从数组找出来，然后将其还原，然后就能解决问题。两个for循环，一个是行索引，一个是列索引，然后就能将那些点挖掘出来。3. 五角星上色算法：五角星都有坐标，每两个点可以确定一条直线，三条直线可以确定每一个顶角的区域，从而上色，利用线性规划的知识。

        2 结束语

        智能手环拥有小巧轻便的外形，深受广大消费者的喜爱，同时大多数手环能够检测心率、记录步数、睡眠等等，在中国拥有广大的市场。我们设计的智能手环已经拥有这些功能，但是还需要在美观和小型化有待提高的。

        参考文献

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