加速度传感器的应用设计

中国微纳米小精灵创新大赛中国微纳米小精灵创新大赛20072007年美新杯年美新杯MEMSMEMS加速度计应用大赛加速度计应用大赛获奖作品集锦获奖作品集锦一等奖一等奖获奖作品获奖作品～～游戏健身机～～游戏健身机••以以MXC6202xMMXC6202xM加速度计系统加速度计系统为动作感应系统，通过设计为动作感应系统，通过设计软件在软件在PCPC机上实现对软件信机上实现对软件信号抓取及时钟控制，用处理号抓取及时钟控制，用处理后的后的I2CI2C信号控制传统游戏信号控制传统游戏超级玛丽中的主角动作，实超级玛丽中的主角动作，实现人体动作对游戏的控制现人体动作对游戏的控制．．••产品优点产品优点：：成本低、体积小、高可靠成本低、体积小、高可靠设计简单灵活设计简单灵活创新性创新性游戏兼容性好游戏兼容性好超强扩展性超强扩展性新健身概念、新游戏概念新健身概念、新游戏概念二等奖二等奖获奖作品获奖作品～～魔笔～～魔笔••该方案采用美新公司该方案采用美新公司MEMSMEMS加速度传感器作加速度传感器作为获取魔笔运动加速为获取魔笔运动加速度的传感单元，通过度的传感单元，通过感测魔笔在空间中的感测魔笔在空间中的二维加速度，并采用二维加速度，并采用积分的方法得到魔笔积分的方法得到魔笔的运动轨迹，由此实的运动轨迹，由此实现在讲演文稿上标记现在讲演文稿上标记的移动，划线和注释的移动，划线和注释等功能。等功能。二等奖二等奖获奖作品获奖作品～～～～MEMSMEMS加速度计在虚拟声源回放技术中的应用加速度计在虚拟声源回放技术中的应用••加速度计采集的数据经过处加速度计采集的数据经过处理又反馈回人的听觉系统，理又反馈回人的听觉系统，构成了完整的反馈网络，使构成了完整的反馈网络，使人与环境形成了封闭的契合人与环境形成了封闭的契合的整体的整体..••位置传感器接受人头部的位位置传感器接受人头部的位置和方向变化，并将其检测置和方向变化，并将其检测到的位置信号转化为数字信到的位置信号转化为数字信号。信号处理系统设想为一号。信号处理系统设想为一块块ASICASIC实现的集成电路芯实现的集成电路芯片，实现在接收到位置传感片，实现在接收到位置传感器的信号之后，将它添加到器的信号之后，将它添加到原始的信号之中，通过一系原始的信号之中，通过一系列立体声的实现函数将音像列立体声的实现函数将音像调整回地球参照系中它原本调整回地球参照系中它原本的位置。的位置。虚拟现实耳机的实现方式三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～智能刹车系统～～智能刹车系统••由于紧急刹车和缓踩油门由于紧急刹车和缓踩油门（一般加速）两种状态下（一般加速）两种状态下汽车踏板的加速度值存在汽车踏板的加速度值存在差别，利用差别，利用MEMSMEMS加速度加速度计获取踩踏油门时的加速计获取踩踏油门时的加速度，通过比对正常和误踩度，通过比对正常和误踩两种情况下的加速度值，两种情况下的加速度值，确定出油门临界加速度。确定出油门临界加速度。••当识别电路判别出油门加当识别电路判别出油门加速度大于临界加速度时，速度大于临界加速度时，判定为误操作，产生刹车判定为误操作，产生刹车信号，从而实现智能刹信号，从而实现智能刹车，能有效地避免车，能有效地避免““把油门把油门误当刹车误当刹车””此类交通事故的此类交通事故的发生。发生。三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～MEMSMEMS加速度计汽车侧翻预警系统设计加速度计汽车侧翻预警系统设计••根据传感器实时采集根据传感器实时采集的汽车加速度数据，的汽车加速度数据，计算汽车侧翻因子，计算汽车侧翻因子，作为判断汽车侧翻的作为判断汽车侧翻的条件。条件。••车辆正常行驶时，点车辆正常行驶时，点亮一盏对应方向的亮一盏对应方向的LEDLED；可能发生侧翻；可能发生侧翻时，点亮两盏时，点亮两盏LEDLED，，蜂鸣器工作，侧翻的蜂鸣器工作，侧翻的可能性越大，蜂鸣越可能性越大，蜂鸣越密集；达到侧翻紧急密集；达到侧翻紧急状态时，蜂鸣最频状态时，蜂鸣最频繁，同时点亮第三盏繁，同时点亮第三盏LEDLED。。••系统的整机设计原理框图系统的整机设计原理框图系统软件设计流程图系统软件设计流程图三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～基于无线加速度传感器网络的医疗辅助康复系统基于无线加速度传感器网络的医疗辅助康复系统••本方案利用三轴加速度传感本方案利用三轴加速度传感器：器：MXR9500G/MMXR9500G/M高性能低高性能低功耗的技术优势和无线传感功耗的技术优势和无线传感器网络技术结合，提出了一器网络技术结合，提出了一套基于无线加速度传感器网套基于无线加速度传感器网络的医疗辅助康复系统，精络的医疗辅助康复系统，精确跟踪身体各主要关节的运确跟踪身体各主要关节的运动轨迹和力度动轨迹和力度••这套系统克服了以往系统非这套系统克服了以往系统非柔性、依赖个人经验、无法柔性、依赖个人经验、无法精确纪录和场地受限等缺精确纪录和场地受限等缺点，使医生、病人、病人家点，使医生、病人、病人家属不再受到时间和空间上的属不再受到时间和空间上的制约，可以在任何地方接入制约，可以在任何地方接入此网络，系统将实时将数据此网络，系统将实时将数据和视频发送给医生或病人家和视频发送给医生或病人家属属。。三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～““跟屁虫跟屁虫””玩具小车玩具小车••该玩具采用微惯性该玩具采用微惯性加速度计测量小孩加速度计测量小孩的运动状态，通过的运动状态，通过无线发射将该运动无线发射将该运动信息发送给小车的信息发送给小车的无线接收模块，由无线接收模块，由小车中央处理单元小车中央处理单元判断小孩的运动轨判断小孩的运动轨迹，控制小车的驱迹，控制小车的驱动轮对小孩的运动动轮对小孩的运动轨迹进行复制。轨迹进行复制。••经过整体调试，实经过整体调试，实现了直线加速、减现了直线加速、减速、停止的路径幅速、停止的路径幅值功能。值功能。总体效果图总体效果图技术方案图技术方案图小车车体和控制电路板小车车体和控制电路板射频通信模块和加速度传感器模块射频通信模块和加速度传感器模块三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～基于基于MEMSMEMS加速度计的智能碰撞感知机器人加速度计的智能碰撞感知机器人ØØ本作品是在原机器人平台本作品是在原机器人平台上安装一个二维上安装一个二维MEMSMEMS加加速度计，当机器人运动过速度计，当机器人运动过程中受到外界被动的各方程中受到外界被动的各方向的碰撞，用此二维向的碰撞，用此二维MEMSMEMS加速度计将碰撞信加速度计将碰撞信号检测出来，有效地从机号检测出来，有效地从机器人的振动信号中将碰撞器人的振动信号中将碰撞信号检测出来，并能同时信号检测出来，并能同时计算出碰撞加速度信号的计算出碰撞加速度信号的大小和方向，然后作出适大小和方向，然后作出适当的避障反应。当的避障反应。三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～汽车黑匣子汽车黑匣子ØØ整个系统通过两片整个系统通过两片MSP430MSP430单片单片机分别对两片放置在汽车不同机分别对两片放置在汽车不同位置的单片机进行模数转换，位置的单片机进行模数转换，然后通过无线射频发射模块传然后通过无线射频发射模块传输到接收存储模块进行数据存输到接收存储模块进行数据存储。储。ØØ汽车黑匣子事故分析功能（对汽车黑匣子事故分析功能（对采集的加速度信号进行事后分采集的加速度信号进行事后分析，能得出汽车停车前析，能得出汽车停车前2020秒的秒的运行状态（包括车体前后倾斜运行状态（包括车体前后倾斜俯仰角、车体左右摇摆滚动俯仰角、车体左右摇摆滚动角、车体行驶方向角）以及汽角、车体行驶方向角）以及汽车的运行轨迹。车的运行轨迹。22、记录汽车行、记录汽车行驶速度、行驶路程。驶速度、行驶路程。33、进行、进行超时报警、超速报警。超时报警、超速报警。三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～基于微加速度计的易碎物品运输监测微系统基于微加速度计的易碎物品运输监测微系统••本系统主要通过测取物品的振动加速本系统主要通过测取物品的振动加速度来反映物品的脆弱部件的状态。针度来反映物品的脆弱部件的状态。针对车辆制动、起动、颠簸、曲线行驶对车辆制动、起动、颠簸、曲线行驶中的惯性、上下坡、捆扎不牢和野蛮中的惯性、上下坡、捆扎不牢和野蛮装卸等原因引起的冲击振动，分别对装卸等原因引起的冲击振动，分别对物品在运输过程和装卸过程进行振动物品在运输过程和装卸过程进行振动监测。监测。••易碎物品受振动冲击的情况被加速度易碎物品受振动冲击的情况被加速度传感器监测，系统微处理器根据加速传感器监测，系统微处理器根据加速度传感器的度传感器的XX、、YY、、Z3Z3路加速度信路加速度信息，通过系统设定的分析、处理算息，通过系统设定的分析、处理算法，生成设备的状态数据。将此值与法，生成设备的状态数据。将此值与系统设定值比较，若越限则显示器闪系统设定值比较，若越限则显示器闪烁报警，提醒司机减速或停车检查物烁报警，提醒司机减速或停车检查物品状态。同时将系统测得的大于设定品状态。同时将系统测得的大于设定值的数据存入存储单元，配合实时时值的数据存入存储单元，配合实时时钟记录芯片使用，获取物品运输和装钟记录芯片使用，获取物品运输和装卸过程中接近物品脆值的振动加速度卸过程中接近物品脆值的振动加速度和对应的时间信息，为司机驾驶和事和对应的时间信息，为司机驾驶和事故分析提供数据。故分析提供数据。系统的结构框图系统的结构框图MEMS加速度计实时时钟芯片存储单元用户机高速SoC中心控制单元报警显示模块电源模块三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～基于三轴加速度计的无键多功能电视遥控器基于三轴加速度计的无键多功能电视遥控器••本设计项目是基于美新在本设计项目是基于美新在MEMSMEMS加速度计的优势，利加速度计的优势，利用三轴加速度计做传感器，用三轴加速度计做传感器，单片机为控制器设计的绝对单片机为控制器设计的绝对无键化的电视遥控器。该产无键化的电视遥控器。该产品操作方便，只要通过对遥品操作方便，只要通过对遥控器进行三维的摆动就可以控器进行三维的摆动就可以控制电视，控制电视，••本项目主要应用了美新公司本项目主要应用了美新公司的的MEMSMEMS加速度器件的体积加速度器件的体积小、精度高的性能，以及小、精度高的性能，以及ADIADI单片机的多功能、体积单片机的多功能、体积小的特点，是加速度计应用小的特点，是加速度计应用领域里面的又一次创新。领域里面的又一次创新。三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～““小乐仙小乐仙””电子乐器电子乐器••它采用它采用““以演奏者为中心以演奏者为中心””（（performerperformer--centeredcentered）的设计）的设计思想，通过捕捉人体肢体运动思想，通过捕捉人体肢体运动和姿态并根据用户个性化的定和姿态并根据用户个性化的定制需求，允许演奏者以符合日制需求，允许演奏者以符合日常动作习惯的方式演奏多种器常动作习惯的方式演奏多种器乐。乐。••在所实现的原型系统中，乐器在所实现的原型系统中，乐器外观为符合人们操作习惯的棒外观为符合人们操作习惯的棒状，用户以感觉自然舒适的方状，用户以感觉自然舒适的方式握住并挥动乐器，根据不同式握住并挥动乐器，根据不同的挥动方向和力度乐器将发出的挥动方向和力度乐器将发出不同的声音（例如，钢琴不同不同的声音（例如，钢琴不同音符的声音等）。通过我们自音符的声音等）。通过我们自己设计的己设计的““小乐仙编程器小乐仙编程器””（（LittleLittleMusicFairyProgrammerMusicFairyProgrammer）桌面）桌面软件，用户可以对乐器演奏音软件，用户可以对乐器演奏音乐的内容进行方便灵活的个性乐的内容进行方便灵活的个性化配置。化配置。桌面软件运行截图桌面软件运行截图最终作品实物最终作品实物三等奖三等奖获奖作品获奖作品～～～～3D3D无线鼠标无线鼠标••本作品针对传统鼠标逐渐暴露本作品针对传统鼠标逐渐暴露出的种种不足出的种种不足,,结合现代先进的结合现代先进的MEMSMEMS技术，将嵌入式技术