1. 研究目的与意义及国内外研究现状

我们需要一款既便携又操作简单的设备，能随时监控及时反馈出日常的运动量，来达到运动的最佳效果。计步器就很好的发挥了作用：保障适度的运动量。不仅量化了运动，起到监测反馈运动量的作用，而且能鼓励用户制定制定合理化的运动方案，达到坚持锻炼增强体质的作用。

随着，生活水平的日益改善，人们对自身健康的重视意识也不断提高，计步器也逐渐被认可，被广泛地使用。计步器，顾名思义就是计算步数，不管在什么运动状态，都能有很好的反馈。同时，计步器通过步数、时间、距离这些数据，可以将运动消耗的热量推算出来。随着技术的突破，更多的功能可以搭载到计步器，指南针，心率计，气压计等等，计步器在运动锻炼中更加的专业，重要，不可缺少。

国内外研究现状

高旭东（高旭东，2014）他设计的计步器系统可以精准地判断奶牛牛发情，不仅提高了准确率，也极大地降低了人力成本，奶牛养殖的经济效益得到了快速提升。奶牛发情检测器（计步器）在国外使用普遍，基于发情的母牛一天行走量是正常母牛的2倍左右，使用计步器判断奶牛发情的准确率在90%以上。三维加速度传感器的计步功能日益完善，利用这一技术的成熟，可以准确地计算出奶牛的运动量，根据运动量来判断出发情状况，并将这些有效信息全部上传至软件，实现对奶牛的全天候监测，一方面节省了人力资源，另一方面实时掌握奶牛的运动情况。张雨来（张雨来，2011）通过测量人体走路时产生的加速度信号，设计了为病人检测自己状况的便携式的计步器。

2. 研究的基本内容

针对上述计步器设计生产成本高，显示信息不丰富等问题，本文的主要内容通过msp430f149采集mpu6050三轴加速度计数据，对加速度计进行拟合运算，根据加速度计计步器实现方法，实现计步器功能，并且在手机app上可以实时显示步数，位置，时间等信息。

计步器要能够适用各种运动状态，步行，跑步，上下楼梯，每种状态身体都会做出有规律的振动，但他们振动的规律并不一样。我们通过三轴加速度传感器来采集身体加速度变化的数据，输出的数据用波形显示，通过对波形的处理来识别步数。

运动的时候，人体的重心会发生这三个方向的变化：前向、纵向和侧向，所以，我们在测量加速度变化的时候就需要用三轴加速度计采集这三个方向的数据。通过测量加速度变化来计算步数的计步器，在实际测试中准确度可到95%以上。这种还是比较靠谱的，再加上它的便携性，在现实生活中已经普遍使用。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

经过功能分析，需求分析后，设计了本文的硬件架构。由这四个重要部分组成：三轴加速度计，GPS，MSP430单片机，蓝牙。整个流程：三轴加速度计收集加速度变化的数据，GPS采集时间位置并将数据传输到单片机，单片机通过运算处理数据，最后将有效信息用蓝牙全部上传到手机APP。每个部分都先从原理图开始分析，然后特点介绍，引脚分析，最后将它们彼此的连接方式写出来，并用原理图画出来，直接明了。

软件方面，设计了一套合适的步数计算方法，并做出了一些创新。本文采用区域方法判断加速度的峰谷值，且需要跟附近区域的数据比较，以保证检测的峰值是真正有效的。如果用区域的方法判断不出峰谷值，就按照上升区间和下降区间来判断峰值。接下来将一对峰值和谷值与一系列设定条件来比较，进一步判定步伐地有效性。

4. 参考文献

[17]张雨来，多功能健身计步器设计[j]，2011。

[18]李娟，计步器联合电话支持对初发2型糖尿病患者体力活动行为改变的效果评价[j]，2014。

[19]陈诚，基于android系统的畅跑助理软件的设计与实现[j]，2015。