多MEMS传感器的姿态检测系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.研究背景

现实生活中，各种物体的运动都可能会导致物体本身的姿态发生改变。在许多重要的场合，准确测量物体的姿态对于使用者来说尤为重要，而姿态检测系统正是利用惯性传感器来实时的测量运动物体的姿态的。随着姿态检测技术的不断发展以及在各个领域的不断拓宽，它的应用越来越多地出现在我们的生活中。在工业领域，车辆和船舶的倾斜状态需要通过姿态测量来获取；在军事领域，导弹的弹道修正和精确制导涉及到导弹姿态的测量"；在消防领域，消防员穿上带有此设备的消防衣进入火场，在外面的指挥中心可以清楚的观察到火场内消防员的动态，对消防员的生命安全做了进一步的保障；在体育运动领域，将此设备固定在运动员身上，可以具体地观察运动员的技术动作并进行参考分析，有利于纠正技术动作，提高运动员的竞技水平。

2.研究目的

2. 研究内容和预期目标

1.研究内容

本课题基于单片机设计了多mems传感器的姿态检测系统，主要包括硬件设计和软件设计。硬件设计包括三轴mesm陀螺仪、三轴mesm加速度计、三轴mesm电子罗盘与嵌入式技术相结合的姿态测量系统，陀螺仪和adc接口模块，加速度计、电子罗盘与i²c接口等。主要研究了姿态检测系统的研究背景和应用价值、常用的姿态表示方法、姿态检测方法和数据融合算法等理论知识。根据在消费电子领域中对系统的小型化、低功耗和高精度等要求，设计了基于多传感器的姿态检测系统。选stm32作为系统的主控芯片，并确定了三轴mems加速度计、三轴mems陀螺仪和三轴amr传感器的多传感器组合方案。

2.预期目标

3. 研究的方法与步骤

认真研读任务书的要求，调研和收集设计过程中可能使用的资料，熟悉stm32单片机的基本原理，了解该单片机的硬件组成和结构，理解姿态检测系统的基础知识，对照所收集的资料进行整体方案构思，整体系统框架设计，整体方案设计好后着手各部分的设计。对不明白的部分通过查阅资料，向指导老师请教，和同学讨论解决。具体分为以下步骤：

（1）了解stm32单片机原理及研究现状，掌握其基本原理、硬件组成及结构、应用概况及熟练掌握单片机编程方法；

（2）了解姿态检测方法和mems传感器发展历程及国内外研究现状；

4. 参考文献

[1] 张洪润，孙悦等.单片机原理及应用[m].北京：清华大学出版社,2008.

[2] 沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[m].北京：电子工业出版社,2005.

[3] 冯建华等.单片机应用的系统设计与产品开发[m].北京：人民邮电出版社,2004.

5. 计划与进度安排

（1）2022.3.1—2022.3.15 查阅资料，撰写开题报告

（2）2022.3.16—2022.3.30 硬件功能分析，熟悉单片机指令及编程语言

（3）2022.4.01—2022.5.01 设计电路原理图、编制应用程序