智能手环设计方案
摘 要
手环本身的设计增加了市面上智能手环的相关功能，可以实现显示时间、测量步数、发热、闹钟等功能。因此，这种设计也适用于普通用户，同时能够拥有智能手环的便利。他们还可以在安静的环境中偷偷接听电话，不会影响外界听自己喜欢的音乐。
[En]
The design of the bracelet itself adds the relevant functions of the intelligent bracelet on the market, which can realize the functions of display time, measuring steps, heat, alarm clock and so on. Therefore, this design is also suitable for ordinary users, while being able to have the convenience of a smart bracelet. They can also answer the phone secretly in a quiet environment and will not affect the outside world to listen to their favorite music.
【关键词】骨传导 声音 蓝牙 通话 语音识别
手镯是一种可穿戴的智能设备。有了这款手环，用户可以记录日常生活中的步数和卡路里等实时数据。
[En]
A bracelet is a wearable smart device. With this bracelet, users can record real-time data such as the number of steps and calories in daily life.
1 功能与指标
接听电话、挂断、回拨；通过语音识别指令，控制设备播放音乐、暂停、下一首歌、上一首歌、增减音量；手环时间显示、闹钟设置；手环步数计算、热量计算；手环听骨音
[En]
Answer the phone, hang up and dial back; through voice recognition instructions, control the equipment to play music, pause, next song, previous song, volume addition or subtraction; bracelet time display, alarm clock setting; bracelet step calculation, heat calculation; bracelet listens sound through bones
2 实现原理
蓝牙通信在手环中是最重要的一部分，同时也是最难的一部分，蓝牙通信涉及到通信协议，以及与手机建立连接。蓝牙技术是一项新型的无线通信技术，其中蓝牙的规范也有很多，蓝牙通信是一个完整的通信协议体系，其中覆盖了射频、基带、链路控制与管理、语音和数据编码等技术，包括了完整的OSI参考模型物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，涉及了IEEE802.3、IEEE802.15和IETF-RFC等许多国际协议标准。
2.1 语音识别原理
语音识别部分可以很容易地识别语音命令，实现语音识别功能。语音命令列表可以根据不同的应用场景独立配置，极大地扩展了其应用领域。语音识别部分采用非特定人语音识别算法，使用前无需录音和训练。无论男性还是女性，用户都需要使用标准的普通话，才能获得最佳的识别效果。
[En]
The speech recognition part can easily recognize the voice command and realize the speech recognition function. The voice command list can be configured independently according to different application scenarios, which greatly expands its application field. The speech recognition part uses the speaker-independent speech recognition algorithm, and there is no need for recording and training before use. Whether male or female, users are required to use standard Putonghua, which can get the best recognition results.
2.2 步数计算原理
手环步数计算使用的是MPU6050陀螺仪，陀螺仪通过姿态分解以及计算，通过判断人体运动的姿势来记步，记步时采用七步记步法算法记步。然后通过步数来估算人体所消耗的热量。
2.3 时间显示原理
时间显示使用STM32内部集成的RTC时钟，时钟通过秒的自动累加来进行计时，将秒数转换为年、月、日、时、分、秒。通过在学过的C语言算法进行闰年闰月的计算。
RTC是个独立的定时器。RTC模块拥有一个连续计数的计数器，在相应的软件配置下，可以提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置当前时间和日期。RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)是在后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后RTC的设置和时间维持不变。但是在系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和RTC，以防止对后备区域(BKP)的意外写操作。
RTC核心由一组可编程计数器组成。分两个主要模块：
(1)第一个是RTC预分频模块，它可以编程产生最长1秒的RTC时间基TR_CLK。如果设置了秒中断允许位，可以产生秒中断。
(2)第二个是32位的可编程计数器，可被初始化为当前时间。系统时间按TR_CLK周期累加并与存储在RTC_ALR寄存器中的可编程时间相比，当匹配时候如果设置了闹钟中断允许位，可以产生闹钟中断。
3 硬件框图
本次耳语手环的硬件包括了以下部分：MCU核心控制器、MPU姿态传感器、OLED显示屏、振动模块、骨传导模块、蓝牙、触摸按键、语音识别。
其MCU核心控制器用作主控，通过下载编程的方式来控制其他部分；MPU姿态传感器用于姿态解析从而计步；OLED显示屏用于显示界面的显示，显示出步数、时间等；震动模块用于震动提示，如来电提示；骨传导模块用于将音频信号通过骨头传播，从而使得能够听见音频；蓝牙用于与手机电脑等设备连接，从而进行通信，尽心来电提示、接通电话、挂断电话、听音乐等操控；触摸按键用于屏幕的熄屏唤醒等操作；语音识别则用于识别使用者语音指令，从而进行控制设备，设备所有的操作都能够通过语音的方式来实现：来电接通电话、挂断电话、播放音乐等操作。
4 软件流程图
这种设计的程序便利性主要包括两三个部分，一是手环的基本功能，二是手机通话功能，三是现场转换功能。
[En]
The program convenience of this design mainly includes two or three parts, one is the basic function of the bracelet, the second is the mobile phone call function, and the third is the on-site conversion function.
第一部分为基础功能，主要为系统的初始化和对时间、步数、热量等的记录。首先系统进行一系列初始化，如STM32、MPU6050和蓝牙模块的运行监测，当硬件初始化通过时，蓝牙模块开始建立与手机之间的匹配直至成功，随后系统开始记录时间等相关数据的记录，当确定进入运动状态时，开始记录步数，并由OLED 依次显示。
第二部分?槭只?通话功能，当手机发出通话请求时，蓝牙会接受信号随后手环开始震动以提示用户并等待通话确认，当使用者通过安检或者语音命令确认完成之后，便可以直接开始通话，使用者将手指放到耳朵附近的颌骨处，声音变换为震动，从手腕到手指再到颌骨，而手环背部的咪头则能记录使用者的话语，并通过蓝牙传递给手机。由此便完成接听和对话。当使用者再次按下按键或者使用语音命令时，通话便可结束。
Original: https://blog.csdn.net/weixin_39940788/article/details/111964596
Author: weixin_39940788
Title: 智能手环功能模块设计_智能手环设计方案.doc
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