2020年TI杯大学生电子设计竞赛 A题：无线运动传感器节点设计

简介：
2020年TI杯大学生电子设计竞赛A题聚焦于无线运动传感器节点设计，要求参赛者开发出具备低功耗、高灵敏度的无线传感系统。 2020年TI杯大学生电子设计竞赛中的无线运动传感器节点设计（A题）要求参赛者使用德州仪器公司的ADS1292模拟前端芯片及LMT70温度传感器，构建一个能够采集、记录并传输使用者心电信息、体表温度和运动数据的设备。该装置需采用电池供电，并确保在稳定工作状态下具备足够的精确度。 设计的重点在于利用ADS1292实现的心电检测电路。这款高集成模拟前端芯片专为ECG应用而优化，能够提供多通道同步采样功能并具有低噪声、高分辨率的特点。参赛者需要构建一个系统来实时采集和记录心电信号，并展示动态心电图；同时准确计算心率，确保相对误差不超过5%。 LMT70温度传感器负责测量使用者的体表温度，设计要求每分钟至少采样10次并保证绝对测量误差不超2℃。这需要对原始数据进行适当的处理和补偿以提高精度。 运动信息采集则依赖于加速度计或其他类型的运动传感器来统计步数及估算移动距离，其中步数记录的相对误差不得超过5%，而距离估计的最大允许偏差为10%。设计者需通过滤波、积分等技术手段优化数据准确性。 无线传输是设备的重要功能之一，要求节点能够实时将收集到的信息传送到服务器端（如手机或笔记本电脑），并确保整个过程中的时延不超过一秒。这需要对Wi-Fi或蓝牙等协议有深入的理解，并保证通信的安全性与可靠性。 除了硬件设计外，软件编程、传感器应用以及数据分析也是竞赛的重要组成部分。参赛者需提交详细的报告涵盖系统方案描述、理论分析、电路图和算法流程图等内容，并且要清晰地阐述设计方案的选择依据及测试结果的详尽解释。 在实际操作中，可通过心电信号模拟器对设备进行校准；使用标准体温计来验证LMT70传感器读数的一致性；并采用标定距离的方法评估运动数据准确性。最终作品需包括笔记本电脑在内的全部组件封装提交以供评审。 这项竞赛不仅考验了参赛者在硬件电路设计、软件编程及数据分析等多方面的综合能力，还要求他们所开发的产品具备良好的用户体验和可移植性。