Оглавление

Введение и постановка задачи 3

1.1 Введение 3

1.2 Техническое задание на дипломный проект 4

2 Разработка модуля инерционного сенсора 8

2.1 Предложение и обоснование подхода к созданию сенсора 8

2.2 Разработка структурной схемы модуля инерционного сенсора 9

2.3 Обоснование выбора элементной базы 12

2.3.1 Акселерометр 12

2.3.2 Магниторезистивный сенсор 14

2.3.3 АЦП 17

2.3.4 ЦАП 21

2.3.5 Температурный датчик 23

2.3.6 Операционный усилитель 25

2.3.7 Мультиплексор 29

2.3.8 Схема сброса 31

2.3.9 ПЛИС 32

2.3.10 Микроконтроллер 34

2.4 Принцип работы модуля инерционного сенсора 37

2.5 Расчет потребляемой мощности 39

3 Разработка технологического процесса начальной калибровки модуля инерционного сенсора 41

3.1 Обоснование необходимости начальной калибровки модуля инерционного сенсора 41

3.2 Разработка алгоритма технологического процесса начальной калибровки инерционного сенсора 41

3.3 Результаты испытания разработанного технологического процесса начальной калибровки инерционного сенсора 55

4 Разработка алгоритмов управления инерциальными приложениями 58

4.1 Разработка алгоритма опроса модуля инерционного сенсора и фильтрации полученных показаний 58

4.2 Разработка алгоритма распознавания базовых движений Flip 61

4.3 Разработка алгоритма выделения базовых движений Push 65

5 Разработка методики написания инерциальных приложений 68

5.1 Специфика разработки приложений для операционной системы Palm OS 4.0 68

5.2 Разработка разделяемого ресурса базы данных инерционного сенсора 72

5.3 Разработка демонстрационного инерциального приложения 74

6 Планирование и оценка затрат создания программного продукта 81

6.1 Смоляная яма программирования 81

6.2 Сетевое планирование 82

6.3 Создание структурной таблицы работ 83

6.4 Расчет затрат на создание программного продукта 87

6.4.1 Расчет затрат на непосредственную разработку программного комплекса 87

6.4.2 Расчет затрат на изготовление опытного образца программного продукта 89

6.4.3 Расчет затрат на технологию 90

6.4.4 Затраты на ЭВМ 90

6.4.5 Общие затраты на создание программного продукта 91

7 Производственная и экологическая безопасность 93

7.1 Введение в производственную и экологическую безопасность 93

7.2 Обеспечение производственной безопасности при разработке, производстве и эксплуатации микропроцессорных устройств 94

7.2.1 Микроклимат лаборатории 94

7.2.2 Требования к уровням шума и вибрации 96

7.2.3 Электробезопасность 97

7.2.4 Требование к защите от статического электричества и излучений при работе за компьютером. 98

7.2.5 Требования к освещению на рабочем месте 100

7.2.6 Воздействие вредных веществ при пайке 102

7.2.7 Психофизические факторы 103

7.2.8 Эргономика рабочего места 103

7.3 Расчет искусственного освещения на рабочем месте 104

7.4 Охрана окружающей среды 106

8 Заключение 108

9 Список литературы 109 Введение и постановка задачи

1.1Введение

С течением времени минимизация персональных компьютеров (ПК) дошла до такой степени, что полнофункциональный ПК может помещаться на ладони. Такие компьютеры называют “карманными персональными компьютерами” (КПК) или иначе “наладонниками”. КПК обладает меньшим быстродействием, но может выполнять многие функции обычного ПК, такие как: набор и редактирование текстов, работа с Internet, работа с электронной почтой, работа с базами данных, и многое другое. С помощью плат расширения КПК можно наделить цифровой камерой, модемом, mp3-плейером, сканером бар-кода, GPS-приемником и модулем Bluetooth. Однако, в данной бочке мёда существует и ложка дёгтя - это устройства ввода информации. Стандартно, на КПК есть шесть кнопок, которые можно запрограммировать на выполнение определённых действий, и стилус – перо, с помощью которого можно вводить текст, используя панель Graffiti или экранную клавиатуру. Использование подобных органов управления часто вызывает неудобства, связанные с тем, что работать с программным обеспечением приходится двумя руками. Одной рукой удерживается КПК, а другой рукой вводится информация с помощью стилуса. Большинство операций, которые пользователи обычных ПК привыкли делать с помощью клавиатуры, не могут быть реализованы на малом количестве кнопок КПК. В связи с этим остро встаёт проблема расширения органов ввода для КПК, которые бы могли совмещать в себе компактность и возможность оперирования одной рукой. Практически каждая фирма-производитель КПК имеет свои разработки в этой области, но ни одна из них этих разработок ещё не внедрена. Одним из перспективных направлений развития органов управления и ввода информации является ввод информации с помощью пространственных жестов руки, удерживающей КПК. Однако данный метод ввода информации ещё не реализован, нет информации как по сенсорам, с помощью которых можно реагировать на изменение угловой ориентации КПК, так и по организации взаимодействия этих сенсоров с программным обеспечением КПК. В рамках данного дипломного проекта реализована идея управления программным обеспечением КПК фирмы Palm Inc. с помощью инерционных сенсоров и специального программного обеспечения, позволяющего по показаниям этих сенсоров судить о выполнении определённых жестов.