便攜式自行車健身器的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平、生活質(zhì)量的提高，人們對健身的意識(shí)越來越強(qiáng)，但是由于受到環(huán)境污染、交通擁擠或者天氣原因的影響，健身車作為一種簡單、低成本的室內(nèi)健身器材，深受人們的喜愛。傳統(tǒng)的自行車健身器大部分采用機(jī)械式調(diào)阻，存在功能單一、阻力控制繁瑣、未量化健身指標(biāo)等不足，已不能滿足市場發(fā)展需求。在“萬物智能”的今天，有必要結(jié)合現(xiàn)代嵌入式技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，開發(fā)一種智能化、便攜式的、方便易用型的自行車健身器，具有無線無級(jí)調(diào)阻、自發(fā)電、互聯(lián)智能手機(jī)以及運(yùn)

2、動(dòng)和鍛煉數(shù)據(jù)監(jiān)測分析等功能。
　　本論文針對傳統(tǒng)自行車健身器的不足，采用電磁制動(dòng)和能耗制動(dòng)原理，開展基于嵌入式的便攜式自行車健身器的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對健身器的阻力、運(yùn)動(dòng)模式的實(shí)時(shí)無線控制，對健身者的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行記錄和分析，使控制系統(tǒng)具有藍(lán)牙無線控制、無級(jí)調(diào)阻和健身數(shù)據(jù)監(jiān)測分析等功能。就此展開如下研究內(nèi)容：
　　首先，設(shè)計(jì)基于電磁制動(dòng)和能耗制動(dòng)為原理的兩種型號(hào)的非接觸式制動(dòng)的阻力制動(dòng)裝置，以實(shí)現(xiàn)無摩擦、無損耗和無噪音

3、的騎行阻力控制；
　　其次，設(shè)計(jì)便攜式自行車健身器的嵌入式控制系統(tǒng)的硬件。以低成本高性能的ARM-LPC1114芯片為核心，設(shè)計(jì)兩種阻力控制電路、多種傳感器接口電路，無線控制電路以及電源電路等；采用PWM脈寬調(diào)制實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)阻，通過外接的各類傳感器實(shí)現(xiàn)速度、功率、卡路里、溫度、心率等信息的采集和換算；使用基于低功耗、高可靠性和可擴(kuò)展性的藍(lán)牙4.0的CC2541通訊芯片實(shí)現(xiàn)無線控制。
　　然后，設(shè)計(jì)便攜式自行車健身器的嵌入式控制

4、系統(tǒng)的軟件。軟件系統(tǒng)基于RTX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為主體程序設(shè)計(jì)框架，采用多任務(wù)設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙通訊、制動(dòng)阻力控制、速度采集換算、LED動(dòng)感效果及溫度監(jiān)測等的子任務(wù)功能模塊。使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)構(gòu)架具有模塊化、任務(wù)化和實(shí)時(shí)化，既保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)能夠便于功能擴(kuò)展和完善。
　　最后，實(shí)現(xiàn)便攜式自行車健身器的嵌入式控制系統(tǒng)軟硬件的研制，并對其進(jìn)行功能和性能測試。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的兩種形式的便攜式自行車健身器的嵌入式系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)無