【摘要】： 可穿戴計(jì)算機(jī)是一種可穿戴的、人機(jī)緊密交互的、用戶可以解放雙手持續(xù)工作的移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)可穿戴計(jì)算機(jī)的研究已取得顯著成果,并已成功應(yīng)用于軍事、工業(yè)和航天航空等領(lǐng)域,然而,對(duì)可穿戴計(jì)算機(jī)的應(yīng)用研究仍是一個(gè)熱點(diǎn),將其推廣到更多領(lǐng)域是當(dāng)前趨勢(shì)�？纱┐饔�(jì)算機(jī)的可穿戴性、移動(dòng)性、持續(xù)性和自然交互性等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),能增強(qiáng)用戶的智能和感知能力,將其應(yīng)用于物流領(lǐng)域,可有效地提高現(xiàn)場(chǎng)物流數(shù)據(jù)的獲取、處理和傳輸能力,實(shí)現(xiàn)自然持續(xù)的作業(yè)輔助,從而提高工作績(jī)效和安全性。本課題通過(guò)對(duì)可穿戴計(jì)算機(jī)特點(diǎn)的分析,結(jié)合物流倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)工作狀況和信息處理方式,創(chuàng)新研制一種臂式的可穿戴計(jì)算機(jī),將它作為物流現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的平臺(tái),對(duì)其硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究,設(shè)計(jì)合適的核心和擴(kuò)展計(jì)算主板,并實(shí)現(xiàn)一個(gè)原型系統(tǒng)。 基于臂式可穿戴計(jì)算機(jī)對(duì)功耗、尺寸、重量等的特殊約束,經(jīng)過(guò)需求分析和方案選擇,采用基于Intel XScale微架構(gòu)的高集成度、高性能、低功耗的處理器PXA270作為硬件系統(tǒng)的核心處理單元,構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái),并分析和設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊電路,主要包括存儲(chǔ)模塊、人機(jī)交互模塊(LCD,音頻,鍵盤等)、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、RFID、電源模塊等,為原型系統(tǒng)主板設(shè)計(jì)提供保障。 臂式可穿戴計(jì)算機(jī)對(duì)主板的設(shè)計(jì)要求較高(即高速電路,高密度布線),并采用Cadence EDA工具進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)�；贏llegro設(shè)計(jì)工具,結(jié)合高速PCB設(shè)計(jì)原則,分析設(shè)計(jì)中的約束規(guī)則,包括疊層、布局布線等;根據(jù)信號(hào)完整性設(shè)計(jì)理論,利用仿真工具對(duì)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)修改和仿真分析,指導(dǎo)布局布線;最后完成了6層核心板和4層擴(kuò)展板的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)原型系統(tǒng)的調(diào)試,即硬件調(diào)試和軟硬件集成調(diào)試,以及功耗測(cè)試,驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的臂式可穿戴計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)基本滿足需求分析中所提出的要求。 本課題分析物流用途臂式可穿戴機(jī)的功能,提出了基本構(gòu)架,完成了核心和擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì),為微型化、低功耗臂式可穿戴計(jì)算機(jī)的研制打下了良好基礎(chǔ),為針對(duì)具體應(yīng)用的可穿戴計(jì)算機(jī)硬件研究和設(shè)計(jì)提供了實(shí)用的思路和參考方案。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP368.3
【圖文】：

基于人體環(huán)境應(yīng)用設(shè)計(jì)的可穿戴計(jì)算系統(tǒng)如Mrr而U，QBIc等。典型的穿戴計(jì)算系統(tǒng)包括穿戴在身上的主機(jī)，單手鍵盤或Twiddler，語(yǔ)音輸入輸出裝置，以及頭戴顯示器HMD，如圖1一1所示。頭段顯示器圖1一1可穿戴計(jì)算系統(tǒng)以任務(wù)為中心的可穿戴計(jì)算機(jī)被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行某項(xiàng)特殊工作，增強(qiáng)用戶的工作能力和效率。此類計(jì)算機(jī)一般提供與任務(wù)有關(guān)的信息資料的存取和訪問(wèn)，穿戴起來(lái)為了持續(xù)的工作任務(wù)，工作結(jié)束后即可取下。CMU的語(yǔ)言翻譯職能系統(tǒng)(能夠執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)言翻譯)以及可穿戴操作助理(能夠協(xié)助技術(shù)人員在海上石油鉆探平臺(tái)上執(zhí)行檢查工作)都是根據(jù)任務(wù)所設(shè)計(jì)的。本文所研究與設(shè)計(jì)的臂式可穿戴計(jì)算機(jī)就是以任務(wù)為中心可穿戴計(jì)算機(jī)。

在工作現(xiàn)場(chǎng)，工作人員需要穿戴此終端散布于倉(cāng)庫(kù)或者更廣闊的空間中，而且，無(wú)論使用者處于何種工作狀態(tài)下，都需要與PC機(jī)主系統(tǒng)或者其他設(shè)備進(jìn)行通訊，獲取、傳送必要的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)地交流，如圖2一2所示。因此臂式可穿戴計(jì)算機(jī)必須具有通信功能，以便與外界的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，包括無(wú)線和有線兩種形式。圖2一通訊環(huán)境示意圖臂式可穿戴計(jì)算機(jī)需要具有良好的人機(jī)交互界面接口。臂式穿戴方式使得使用者可以像手表一樣隨時(shí)查看，所以它必須具有直觀的顯示功能:在某些應(yīng)用場(chǎng)合，使用者還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入和處理，因此可穿戴計(jì)算機(jī)必須具有輸入交互接口，例如選用簡(jiǎn)單的功能按鍵和觸摸屏的輸入方式;另外，使用者在手工工作現(xiàn)場(chǎng)需要解放雙手，以至于不能將過(guò)多的注意力轉(zhuǎn)移到顯示屏和鍵盤上，因此還應(yīng)該增加語(yǔ)音控制功能，通過(guò)音頻輸入輸出方式來(lái)控制計(jì)算機(jī)或者指導(dǎo)使用者。

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本文編號(hào)：2727146