步伐参数算法流程图 - 测量仪表精华方案汇总（1）

　　图7显示了步伐参数的算法流程图。

　　图7. 步伐参数算法流程图

　　距离参数

　　根据上述算法计算步伐参数之后，我们可以使用公式1获得距离参数。

　　距离 = 步数 × 每步距离 （1）

　　每步距离取决于用户的速度和身高。如果用户身材较高或以较快速度跑步，步长就会较长。参考设计每2秒更新一次距离、速度和卡路里参数。因此，我们使用每2秒计数到的步数判断当前跨步长度。表2显示了用于判断当前跨步长度的实验数据。

　　表2. 跨步长度与速度（每2秒步数）和身高的关系

　　2秒的时间间隔可以利用采样数精确算出。以50 Hz数据速率为例，处理器可以每100次采样发送一次相应的指令。处理器利用一个名为m_nLastPedometer的变量记录每个2秒间隔开始时的步数，并利用一个名为m_nPedometerValue的变量记录每个2秒间隔结束时的步数。这样，每2秒步数等于m_nPedometerValue与m_nLastPedometer之差。

　　虽然数据速率为50 Hz，但ADXL345的片内FIFO使得处理器无需每20 ms读取一次数据，极大地减轻了主处理器的负担。该缓冲器支持四种工作模式：旁路、FIFO、流和触发。在FIFO模式下，x、y、z轴的测量数据存储在FIFO中。当FIFO中的采样数与FIFO_CTL寄存器采样数位规定的数量相等时，水印中断置1。如前所述，人们的跑步速度最快可达每秒5步，因此每0.2秒刷新一次结果即可保证实时显示，从而处理器只需每0.2秒通过水印中断唤醒一次并从ADXL345读取数据。FIFO的其它功能也都非常有用。利用触发模式，FIFO可以告诉我们中断之前发生了什么。由于所述解决方案没有使用FIFO的其它功能，因此笔者将不展开讨论。

　　速度参数

　　速度 = 距离/时间，而每2秒步数和跨步长度均可根据上述算法计算，因此可以使用公式2获得速度参数。

　　速度 = 每2秒步数 × 跨步/2 s（2）

　　卡路里参数

　　我们无法精确计算卡路里的消耗速率。决定其消耗速率的一些因素包括体重、健身强度、运动水平和新陈代谢。不过，我们可以使用常规近似法进行估计。表3显示了卡路里消耗与跑步速度的典型关系。

　　表3. 卡路里消耗与跑步速度的关系

　　由表3可以得到公式（3）。

　　卡路里（C/kg/h） = 1.25 × 跑步速度（km/h） （3）

　　以上所用的速度参数单位为m/s，将km/h转换为m/s可得公式4。

　　卡路里（C/kg/h） = 1.25 × 速度（m/s） × 3600/1000 （4）

　　卡路里参数随同距离和速度参数每2秒更新一次。为了考虑运动者的体重，我们可以将公式4转换为公式5。体重（kg）为用户输入量，一个小时等于1800个2秒间隔。

　　卡路里（C/2 s） = 4.5 × 速度 × 体重/1800（5）

　　如果用户在步行或跑步之后休息，则步数和距离将不变化，速度应为0，此时的卡路里消耗可以利用公式6计算（休息时的卡路里消耗约为1 C/kg/h）。

　　卡路里（C/2 s） = 1 × 体重/1800 （6）

　　最后，我们可以将所有2秒间隔的卡路里相加，获得总卡路里消耗量。