【空间日志代码】创建能够“记录运动历史数据”的智能呼啦圈-拍拖百科

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又是在电脑前连续坐了几个小时的一天，和大多数上班族一样，因为工作原因，没有时间去健身房，户外运动的时间也不多了，所以点了呼啦圈，免得自己的“蛮腰”一天天变粗。与传统的呼啦圈不同，这个呼啦圈体型小，带进办公室完全不是问题。此外，呼啦圈尺寸可以根据腰围进行调整，所以不担心在旋转过程中下降，适合在室内运动。

设置智能呼啦圈功能：

功能定义

说明

选择运动模式(支持本地和App)

正常模式(默认设置。)

大象模式

设置移动目标(支持App)

支持运动目标设置

智能计数(本地和App支持)

支持转数、运动时间、卡路里计算

动作完成通知(本地支持)

支持移动目标完成通知

运动记录(App支持)

支持记录30天内的运动数据

一.智能呼拉圈硬件方案

1.硬件程序框架

2。硬件程序简介

设备连接App连接蓝牙连接方法功耗低、成本低、连接简便，非常适合短距离连接。能够准确满足呼啦圈等运动设备的数据传输和距离要求。

由于LCD选择性LCD屏幕定制成本稍高，对显示要求不高的开发人员可以直接购买三位数数字显示LCD，买家为1/2，供电电压为3V。

IO扣模拟驱动LCD周围需要分别为COM和PIN端口添加电阻，电阻值选择100K，IO端口可以设置为推拉输出和浮动输入状态。

由于Led和关键液晶屏能够智能地显示3位数的数字信息，因此请在液晶屏旁边添加3个led，以指示液晶屏是否显示时间值、计数值或能量值。同时，界面有两个用于模式选择和数据重置的键。

硬件方案图如下：

2。智能呼拉圈嵌入式程序

1.模块划分

根据呼拉圈功能设置，可以将程序分为以下7个模块：

模块

处理内容

外设驱动部件

钥匙、霍尔传感器、指示灯、区段代码液晶屏的驱动程序

设备基本服务

设备状态迁移处理、模式切换、本地计时

显示处理服务

段码液晶显示屏内容更新和状态控制，LED状态控制

数据处理服务

更新和存储运动数据(计时、转数、卡路里)

处理用户事件

关键事件检测和处理，霍尔传感器事件检测和处理。

定期事件处理

准时活动

的判断和处理

联网相关处理

配网相关处理、数据上报与接收处理、云端时间获取

2.软件框图

外设驱动

为方便后续程序扩展，可以先将各外设驱动部分的代码分别编写成组件。

本demo所使用外设的基本情况如下：

外设	数量&规格	驱动方式
按键	2个	开关量检测
霍尔传感器	1个；开关型	开关量检测
发光二极管	3个；红色	电平或PWM驱动
段码液晶屏	1个；3位数字“8”，4个COM口，6个SEG口	COM口和SEG口两端施加一定压差的交流电，压差大于阈值时对应笔段点亮；

设备基础服务

设备基础服务模块包括设备状态迁移、模式选择、模式切换、本地定时等功能处理。功能需求中已经对可选的运动模式即模式迁移方式进行了定义，这里再对设备状态进行如下定义：

设备状态	含义	处理
未使用	用户未使用呼啦圈	保持熄屏，实时数据清除
使用中	用户未转动呼啦圈	保持亮屏
转动中	用户转动呼啦圈	开始转动时点亮屏幕，转动过程：亮屏6秒，熄屏5分钟
复位	设备复位	所有数据清除

显示处理服务

显示处理模块包括显示屏内容的设定、显示屏状态控制和指示灯状态控制。

根据功能设定，显示内容可以分为以下4个部分：

显示模式	段码液晶屏显示	LED显示
普通模式界面	显示实时数据，按”实时计时->实时圈数->实时卡路里“顺序切换	点亮数据对应指示灯
目标模式界面	当日目标剩余时长≠0时，显示该数据，否则显示”---“	点亮计时指示灯
模式选择界面	普通模式显示”010“，目标模式显示”020“	全灭
复位提示界面	显示”000“	全灭

数据处理服务

智能呼啦圈相关的运动数据设定如下：

No.	数据	类别	数值范围	说明
1	实时计时	实时	0-999	可上报
2	实时圈数	实时	0-999	可上报
3	实时卡路里	实时	0-999	可上报
4	当日累计计时	累计	0-1440	可上报
5	当日累计圈数	累计	0-99999	可上报
6	当日累计卡路里	累计	0-999	可上报
7	当月累计计时	累计	0-44640	仅用于计算当月剩余
8	30天累计计时	累计	0-43200	可上报
9	30天累计圈数	累计	0-9999999	可上报
10	30天累计卡路里	累计	0-99999	可上报
11	当日目标时长	目标	0-45	云端下发
12	当月目标时长	目标	0-1350	云端下发
13	当日目标剩余	剩余	0-45	可上报
14	当月目标剩余	剩余	0-1350	可上报
15	每日累计时长	累计	0-1440	30个数据，仅用于计算30天累计
16	每日累计圈数	累计	0-99999	30个数据，仅用于计算30天累计
17	每日累计卡路里	累计	0-999	30个数据，仅用于计算30天累计

用户事件处理

用户可触发的部件有按键和霍尔传感器，前者用于模式切换、配网请求和设备复位，后者用于检测呼啦圈转动圈数。根据功能需求描述，用户事件处理模块的处理内容梳理如下：

定时事件处理

本demo的功能设定中涉及较多的定时需求，具体情况整理如下：

No.	定时器名称	执行条件	定时时间	超时处理内容
1	屏幕熄灭确认	亮屏状态、【转动中】、无按键事件	6秒	熄灭屏幕
2	屏幕点亮确认	熄屏状态、【转动中】	5分钟	点亮屏幕
3	停止转动确认	【转动中】、无霍尔事件	3秒	设置设备状态为【使用中】
4	停止使用确认	【使用中】、无按键事件	30秒	设置设备状态为【未使用】
5	数据显示切换	普通模式界面	2秒	切换显示数据
6	计时数据更新	【转动中】	1分钟	更新计时数据并上报
7	本地时间更新	-	1秒	更新本地时间、检查日期变更
8	数据上报更新	-	5秒	上报圈数&卡路里数据
9	配网等待结束	设备未被用户绑定且正在等待配网	1分钟	禁止配网

联网处理

要实现和云端进行数据交互，首先要使设备配网。配网功能已经通过BLE SDK实现，配网等待处理和配网提醒机制如下：

No.	设备状态	执行动作	配网指示灯
1	上电时，检测到已被用户绑定	不等待配网（保持蓝牙广播）	不闪烁
2	上电时，检测到未被用户绑定	开始等待配网（保持蓝牙广播）	开始闪烁
3	长按模式键5秒时	开始等待配网，打开蓝牙广播	开始闪烁
4	开始等待配网1分钟后，检测到仍未被用户绑定	停止等待配网，关闭蓝牙广播	停止闪烁
5	开始等待配网后1分钟内，检测到已被用户连接	停止等待配网（保持蓝牙广播）	停止闪烁
6	检测到被用户解绑	不等待配网，关闭蓝牙广播	不闪烁

优化处理

1.关闭日志

由于I/O资源有限，在完成功能调试后，需关闭日志打印功能，可通过将tuya_ble_app_init()函数中的elog_set_output_enabled(true);语句修改为elog_set_output_enabled(false);来实现禁止调试信息输出，同时还可以将cu中TUYA_APP_LOG_ENABLE的值修改为0来关闭应用日志，以减少代码空间。

2.低功耗处理

由于呼啦圈使用电池供电，为避免电量消耗过快，需对设备进行低功耗处理。

BTU模组原厂芯片的电源管理模块提供了3种低功耗工作模式：

工作模式	特点	唤醒方式
暂停模式	MCU暂停，PM 模块处于活动状态，所有 SRAM 仍可访问，RF 收发器、音频和 USB 等模块断电，唤醒后从暂停处继续执行	PAD/32k Timer/RESET Pin
SRAM保留的深度睡眠模式	PM 模块处于活动状态，除两个 8KB 和一个 16KB 保留 SRAM 外，大多数模拟和所有数字模块都掉电	PAD/32k Timer/RESET Pin
深度睡眠模式	只有 PM 模块处于活动状态，而包括保持 SRAM 在内的大多数模拟和所有数字模块都处于断电状态	PAD/32k Timer/RESET Pin

对于BTU模组来说，这里的SRAM保留指的是 0x840000 - 0x847FFF 的存储空间，目前协议栈和应用都是默认优先使用这块空间，从编译生成的.lst文件中也可以看到相关数据都存储在该范围内。

为了不影响呼啦圈的本地定时功能，这次选择了SRAM保留的深度睡眠模式作为低功耗模式，基本处理思路如下：

<1> 在设备[未使用]时，设置唤醒方式为引脚唤醒或定时器唤醒，然后进入SRAM保留的深度睡眠模式；
<2> 当设备被引脚唤醒时：更新本地时间后，设备状态切换到[使用中]；
<3> 当设备被定时器唤醒时：更新本地时间后再次睡眠。

以上主要是对智能计数、运动模式切换以及运动历史数据记录开发方案介绍，方案不仅仅针对呼啦圈，如果同学们感兴趣可以试试开发智能跳绳，智能家用跑步机等小型运动健康类产品。

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