小米手环制造技术分析

1《计算机辅助工程》论文小米手环制造技术分析与发展前景学号：2014010姓名：霍洪旭学院：研究生学院专业：机械工程2摘要本论文主要讲述的是小米智能手环，包括传感器模块、音频模块、电源模块、中央处理单元和无线通信模块等模块。使用户的智能手环和小米手机（小米3、小米4、红米note）之间无线通信连接，实现所述智能手环与所述智能手机之间音频信号的交互传输。小米智能手环，能够与智能手机实现无线同步连接、具有提醒来电功能、查看运动量、监测睡眠质量、智能闹钟唤醒等。可以通过手机应用实时查看运动量，监测走路和跑步的效果，还可以通过云端识别更多的运动项目。其次，本文介绍小米手环在计算机辅助工程中其他应用技术，包括虚拟样机技术、计算机辅助设计、CAE在模具设计制造中的应用、CAE的优化设计。并对小米手环当前市场和未来发展方向给予介绍。关键词：小米手环；辅助工程；无线通信3目录摘要...........................................................................................................................................11.小米手环简介和功能及智能化......................................................................................11.1简介...........................................................................................................................11.2功能.........................................................................................................................11.3智能化....................................................................................................................32.小米手环基本结构..........................................................................................................23.小米手环核心结构.............................................................................................................23.1传感器模块..............................................................................................................33.2音频模块................................................................................................................43.3电源模块................................................................................................................43.4中央处理单元.......................................................................................................53.5无线通信模块.......................................................................................................63.6其他部件................................................................................................................73.6.1振动器（振动马达）.........................................................................................73.6.2LED灯......................................................................................................................84.小米手环的应用技术........................................................................................................94.1虚拟样机技术...........................................................................................................94.1.1虚拟样机技术的形成和发展.........................................................................94.1.2虚拟样机技术的相关技术...............................................................................94.2计算机辅助设计......................................................................................................104.2.1计算机辅助设计简介.................................................................................104.2.2计算机辅助设计在手环中的应用..............................................................104.2.3计算机辅助设计在其他设备中的应用....................................................104.3CAE在模具设计制造中的应用...........................................................................104.3.1注塑模具的的建模分析................................................................................114.3.2CAE的优化设计.............................................................................................125.手环当前市场....................................................................................................................136.小米手环发展前景...........................................................................................................137.参考文献.............................................................................................................................1511.小米手环简介和功能及智能化1.1简介小米手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板同步，起到通过数据指导健康生活的作用。1.2功能小米手环的主要功能包括查看运动量，监测睡眠质量，智能闹钟唤醒等。可以通过手机应用实时查看运动量，监测走路和跑步的效果，还可以通过云端识别更多的运动项目。小米手环采用手环主体和表带分离的设计方式。优点在于设计制造成本低，无需使用更多的柔性材料。1.3智能化以睡觉为例，在睡前将与其连接的小米手机app设置为睡眠模式，第二天起床后将它与小米手机设备同步（目前仅支持小米3、小米4、红米note之间无线通信连接），便可看到你的睡着时间、清醒时间、深睡/浅睡、整体的睡眠质量等信息。而对于减肥和健身的人来说，小米手环是一个负责的私人教练，可以告诉你每天的运动路径、消耗卡路里和摄入热量，还可以设置运动目标，比如要走多少步，消耗多少卡路里等等，还会实时的显示运动的完成率，运动减肥都可以量化，对于不能坚持的人来说是一大福音。小米手环具有高档防水功能，可以戴着手环在10米以内的浅海或者河里游泳，克服了传统计步器无法跟踪游泳运动的缺陷，使用也更加广泛。小米手环还具备社交网络分享功能，比如用户可以将睡眠质量、饮食情况和锻炼情况以及心情记录等通过绑定微信、微博进行分享。对于老年人来说，它还是一位保护神。通过内置的GPS连接器，它可以随时将身体状况及位置随时知会相关医院或家人。小米手环内置低功耗蓝牙4.0模块，可以与手机、平板、PC客户端进行连接，可以随时随地设置身高、体重、步幅等信息和上传运动数据。每当疲劳提醒时间一到，智能手环会以闹钟的形式提醒注意休息，适合现高压力的办公室人群，设计很人性化。2在使用时间上，由于智能手环内部内置了一颗锂聚合物电池，续航时间可达10天，续航能力还是很强的。2．小米手环基本结构小米手环有表带扣，表带，主体，主板，橡胶垫，铝合金金属贴片，电池和震动模块组成。结构如图1图一由于小米手环支持IP67级防水防尘功能，故整体采用一体式设计，表面铝合金属贴片通过粘合在手环主体上。小米手环表带采用硅基热塑硫化胶（TPSiv），三星Gear手环也采用了此材质作为手表表带。TPSiv拥有可作为婴儿、皮肤接触产品的安全性，过敏率低等。2．小米手环核心结构小米手环的核心结构就是一整块黑色PCB（印刷线路板）主板，包括传感器模块、音频模块、电源模块、中央处理单元和无线通信模块。下图为主板的各模块之间信息关系。3图二3.1传感器模块所述传感器模块与以下所述的中央处理单元电连接，用于检测智能手环佩戴者的信息并将其传送到所述中央处理单元。重力感应加速度模块用于对智能手环佩戴者行进的步数进行计数，并将其传送到所述中央处理单元。如图三小米手环主板中集成的ADI传感器芯片，可以帮助小米手环实现各种感应功能。4图三小米手环能够精准计步由硬件和软件算法两方面组成。硬件是指小米手环里内置的那枚强悍的三轴加速度传感器ADXL362，在大多数中高档手机里都有配备加速度传感器。三轴加速度传感器的三轴是指空间中的X，Y，Z三个维度，有了这3个维度，手环就可以捕捉到手环在使用中的加速度变化