Бројач на чекори базирани на NFC All-Electronic

Клучни податоци

Педометарот е корисна алатка што може да се користи за погодно снимање на измерените вредности поврзани со здравјето во кое било време и на кое било место. Сè што ви треба е нараквицата со чекор, и паметен телефон. Уредот помага да се следи, евидентира и анализира сопствената физичка активност и потоа се иницираат потребните мерки.

Педометар ги бележи чекорите преземени од засегнатото лице, од кои може да се пресметаат поминато растојание, брзина и потрошени калории. Постои референтен дизајн од ST Microelectronics за развој на педометар базиран на NFC дизајниран како нараквица со поврзана апликација за Android. Решението е развиено со употреба на сензор за забрзување од 3 оски, економичен и моќен микроконтролер и единица за комуникација NFC.

NFC (Near Field Communication) е метод за безжичен пренос заснован на RFID (идентификација на радиофреквенција) кој работи на фреквенција од 13,56 MHz. За да се воспостави комуникација помеѓу вклучените уреди, потребно е да се зближат.

Повеќето од денешните мобилни телефони се опремени со NFC интерфејс и затоа можат да се користат за

Поглед на педометар што се носи. ST микроелектроника

Системската архитектура на прв поглед. ST микроелектроника

Топ поглед на плочката за коло. ST микроелектроника

Долниот преглед на плочката за коло. ST микроелектрони

Андроид апликацијата за ST-чекор. ST микроелектроника

Може да се користи комуникација со чекорот. Бидејќи информациите можат да се разменуваат со корисникот преку приказот на неговиот мобилен телефон, педометарот може да се направи тенок, лесен и пренослив. Благодарение на едноставната апликација и удобниот начин на носење, тој е погоден и за постари лица.

Главни компоненти на системот

Носениот педометар во суштина се состои од следниве компоненти:

Микроконтролер (MCU) STM32L051K6U6D
Динамички NFC/RFID ознаки IC M24SR64-Y
Сензор за забрзување LIS3DH
Полнач на батерија со регулатор на напон STNS01
Литиум-јонска батерија (3,7 V/35 mAh)
Андроид апликација

Педометарот што се носи се базира на микроконтролер од серијата STM32L. Бидејќи обезбедува мала потрошувачка на енергија и обезбедува доволна моќ на обработка, тој е добро прилагоден за оваа апликација. Покрај тоа, тој обезбедува широк спектар на периферни уреди на чип (на пример, SPI, I 2 C и A/D конвертори).

M24SR64-Y Dynamic NFC/RFID Tag IC може или да го користи интерфејсот I 2 C, да работи со RFID читач од 13,56 MHz или да комуницира со мобилен телефон со можност за NFC. Модулот помага да се постави исплатлива радио комуникација помеѓу чекорчето и телефонот. Резултатите од педометарот и другите потребни информации се исто така зачувани во неговата вградена меморија EEPROM. I 2 C е двожичен сериски интерфејс кој се состои од двонасочна линија на податоци и часовничка линија. Интерфејсот се однесува како роб според протоколот I 2 C.

За да се пресметаат различните резултати од бројачот на чекори, излезните сигнали од економичниот, сензор за забрзување со 3 оски со високи перформанси од типот LIS3DH беа обработени со употреба на специфичен алгоритам. Модулот ги издава своите резултати преку дигитален, сериски интерфејс I 2 C/SPI. Комуникацијата помеѓу микроконтролерот и акцелерометарот LIS3DH се одвива преку чип-интегрираниот SPI интерфејс на микроконтролерот.

Користената Li-Ion батерија (3,7 V/35 mAh) овозможува апликацијата да работи неколку дена. Микро USB конектор се користи за поврзување на надворешниот извор на енергија за полнење на 3,7 V Li-ion батерија. STNS01, линеарен контролер на полнење за едноклеточни Li-Ion батерии, користи алгоритам CC/CV за полнење на батеријата и има неколку функции за заштита на батеријата. Брзата струја на полнење може да се програмира со надворешен отпорник. Вградениот регулатор на напон од 3,1 V помага да се обезбеди регулиран напон на напојување за микроконтролерот, сензорот за забрзување и Dynamic NFC/RFID Tag IC. Сликите 3 и 4 ги покажуваат горниот и долниот дел на собраната плоча, соодветно.

Детали за графиконот

Задача на сензорот за забрзување во апликацијата бројач на чекори

Апликацијата за Android ST NFC заснована на чекор, во продавницата на Google Play. ST микроелектроника

Акцелерометарот со 3 оски се користи за мерење на забрзувањето на лицето по оските X, Y и Z. Излезните вредности за сите три оски периодично се снимаат и се хранат со алгоритмот на бројачот на чекори, кој, покрај бројот на чекори, исто така ги пресметува поминато растојание, брзина и потрошени калории. Акцелерометарот LIS3DH, базиран на технологијата MEMS (микро-електромеханички систем), се карактеризира со мала потрошувачка на енергија и мали димензии, што го прави особено погоден за оваа апликација. Покрај тоа, модулот придонесува за имплементација на попрецизен, поекономичен, покомпактен и помалку трошен енергетски систем за бројачи на чекори.

Имплементација за заштеда на енергија

Микроконтролерот ја презема комуникацијата со Dynamic NFC/RFID-Tag-IC за размена на информации со мобилниот телефон или таблетот на корисникот. Во зависност од внесената команда, тој ги обработува податоците што доаѓаат од акцелерометарот со цел да се пресметаат вредностите како што се бројот на чекори, потрошените калории и други. Покрај тоа, модулот го презема напојувањето за сензорот за забрзување и Dynamic NFC/RFID ознака IC со цел да се постигне минимална потрошувачка на енергија. Тековната потрошувачка на бројачот на чекори е приближно 6 μA во режим на заштеда на енергија (режим на запирање) и приближно 350 μA во режим на работа.

M24SR е семејство од ИЦ-ознаки од типот 4 од Форумот за НФЦ. Организацијата за складирање и методот за пристап ги исполнуваат релевантните спецификации на форумот за NFC. Спецификацијата на NDEF (Формат за размена на податоци на NFC) дефинира формат за капсулирање на пораки за размена на информации, на пример помеѓу уред за форум NFC и друг уред за форум за NFC или ознака за форум за NFC. Пораката за НДЕФ може да се состои од неколку записи на НДЕФ, во зависност од барањата на апликацијата.

Апликација за педометар базирана на Андроид

Апликацијата Андроид „Педометар“ заснован на ST NFC е достапна во Google Play Store. Како што е опишано во претходните делови, се користи за стартување и запирање на педометарот. Педометар заснован на ST NFC е апликација лесна за корисникот заснована на Android, која користи технологија NFC.

Карактеристики на апликацијата

Бројачот на чекори може да се стартува и запре преку апликацијата, а вредностите (број на чекори, калории, оддалечено растојание и други) може да се прочитаат од бројачот на чекори во формат NDEF. Форматот NDEF ги нуди следниве својства:

Демо режим во апликацијата за пристап до апликацијата без да се регистрирате како корисник.
Функција за старт и запирање (имплементирана со копче за да се избегне забуна).
Историја за индивидуалните регистрирани корисници и демо-корисници.
Интерактивните графикони го покажуваат напредокот на корисникот во однос на чекорите, калориите, растојанието и брзината.
Корисниците можат да избришат индивидуални записи во историјата или целата историја.
Со потчукнување на соодветните единици во апликацијата, брзината може да се прикаже или во km/h или m/s.
Регистрираните корисници можат да го уредуваат својот профил со модулот „Уреди профил“ во горниот десен агол.
Пријавениот корисник е најавен по дифолт секој пат кога апликацијата е вклучена сè додека не се одјави повторно.
Корисниците можат да ја затворат апликацијата откако ќе го стартуваат педометарот. Ако апликацијата се отвори повторно за да го запре старометарот, таа ќе започне во состојба во која е затворена (т.е. се прикажува копчето за запирање).

Апликацијата ја користи базата на податоци SQ-Lite за да ги зачува сите измерени вредности што беа прочитани преку NFC од двојниот EEPROM вграден во педометарот.