C#+ WPF 实现蓝牙转WIFI计步上位机

前言

一个WIFI上位机，吸收底层MPU6050数据，途中转蓝牙从机透传，到蓝牙主机直连WIFI，PC端UDP通信，实现三轴加速度数据传送和计步功能。
项目介绍

本项目基于.NET平台，使用WPF开发了一个应用程序，用于实现MPU6050传感器数据从蓝牙模块传输到主机，并通过WiFi以UDP协议吸收这些数据并进行可视化展示。
详细而言，MPU6050作为从设备通过蓝牙毗连到主控设备（蓝牙主机），再由主控设备经由WiFi网络将数据以UDP包的形式发送至服务器或客户端进行处置惩罚和图形化显示。

项目运行情况

1、开发平台
项目基于.NET Framework，接纳 WPF 开发用户界面。
2、集成开发情况
Visual Studio 2019，确保已安装 C# 开发工作负载以支持项目开发与运行。
3、启动项目
获取源代码后，通过打开 BluetoothPC.sln 解决方案文件即可。确保所有依赖项精确设置后，直接运行解决方案，应用程序应能正常启动。
4、用户界面特色
应用程序配备了一个直观且美观的用户界面，图标计划精心，提供优秀的用户体验和视觉享受。

项目计划流程

1、计划框架
前台XAML的UI计划不过多介绍，主要看计划需求，逃不开模板、触发器、动画、样式之类的技术。
后台C#在UI主线程下开了三个子线程：
1、UDP数据监听吸收线程。
2、三轴数据UI更新线程。
3、计步和进度条数据更新线程。
因没有碰到多个线程访问同一个UI控件或写同一个UI控件，所以没用到锁，但内部加了异步延迟，让UI更新顺滑一些。
2、服务器毗连计划
UDP端IP地址和端口号需正常且有效，加了错误弹窗，若出现下图请重新输入：

3、三轴加速度显示
有硬件：成功毗连上之后需配合底层硬件，这里是吸收UDP发过来的3轴加速度值。
无硬件：假如没有硬件也行，自行找个网络调试助手，开个UDP服务，本机毗连就行，发送的数据需包含以下格式：
任意字符（：1.23938 mG）任意字符。
表明：
发送过来的数据必须包含在 ：xxxx mG 内，冒号和mG不能少，可任意多组，每组代表一轴数据。

4、计步显示
利用三轴加速度提供的数据处置惩罚步数。需打开左下角计步控制按钮。
打开后弹出提示：

本计步算法仅支持手臂摆动的峰峰值计步，若有更好的算法请分享，万分感谢！！！
计步程序如下

1. /*
2. * valueNum - 存放三轴数据(x,y,z)的个数
3. * tempValue - 用于存放计算阈值的波峰波谷差值的数组(在这个方法里存放值数组长度为5)
4. * isDirectionUp - 是否上升的标志位
5. * continueUpCount - 持续上升的次数
6. * continueUpFormerCount - 上一点的持续上升的次数，为了记录波峰的上升次数
7. * lastStatus - 上一点的状态，上升还是下降
8. * peakOfWave - 波峰值
9. * valleyOfWave - 波谷值
10. * timeOfThisPeak - 此次波峰的时间
11. * timeOfLastPeak - 上次波峰的时间
12. * timeOfNow - 当前的时间
13. * gravityOld - 上次传感器的值
14. * initialValue - 动态阈值需要动态的数据，这个值用于这些动态数据的阈值,这个值是由大量数据得来的
15. * ThreadValue - 初始阈值,这个值是由大量数据得来的
16. * minValue - 初始最小值 计算出来的xyz数值乘重力加速度（9.8）,此为手机拿在手里（不摆臂）(由自己多次测试得出的值)
17. * maxValue - 初始最大值 自己设定的最大值（我们定位2）乘重力加速度（9.8）,此为手机拿在手里（不摆臂）(由自己多次测试得出的值)
18. * g - 重力加速度（9.8）
19. * thisSteps 步数
20. */
21. private int valueNum = 5;
22. //private double[] tempValue;
23. private List<double> tempValue = new List<double>();
24. private Boolean isDirectionUp = false;
25. private int continueUpCount = 0;
26. private int continueUpFormerCount = 0;
27. private Boolean lastStatus = false;
28. private double peakOfWave = 0;
29. private double valleyOfWave = 0;
30. private double timeOfThisPeak = 0;
31. private double timeOfLastPeak = 0;
32. private double timeOfNow = 0;
33. private double gravityOld = 0;
34. private double initialValue = 1.7;
35. private double ThreadValue = 2.0;
36. private double minValue = 11;
37. private double maxValue = 19.6;
38. private double g = 9.8;
39. private double thisSteps = 0;   
40. //当前步数
42. private double StepsCopy = 0;   
43. //步数复制
45. /// <summary>
46. /// 监测新的步数 如果检测到了波峰，并且符合时间差以及阈值的条件，则判定为1步
47. /// 符合时间差条件，波峰波谷差值大于initialValue，则将该差值纳入阈值的计算中
48. /// </summary>
49. /// <param name="_values">加速传感器三轴的平均值</param>
50. public void detectorNewStep(double _values)
51. {
52.     if (gravityOld == 0)
53.     {
54.         gravityOld = _values;
55.     }
56.     else
57.     {
58.         if (detectorPeak(_values, gravityOld))
59.         {
60.             timeOfLastPeak = timeOfThisPeak;
61.             timeOfNow = Convert.ToInt64((DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, 0)).TotalMilliseconds);
62.             //时间差大于200ms，小于2s
63.             if (((timeOfNow - timeOfLastPeak) >= 200) && ((timeOfNow - timeOfLastPeak) <= 2000) && ((peakOfWave - valleyOfWave) >= ThreadValue))
64.             {
65.                 timeOfThisPeak = timeOfNow;
66.                 //增加步数
67.                 thisSteps++;
68.                 //增加步数复制
69.                 StepsCopy++;
70.             }
71.             if(((timeOfNow - timeOfLastPeak) >= 200) && ((peakOfWave - valleyOfWave) >= initialValue))
72.             {
73.                 timeOfThisPeak = timeOfNow;
74.                 double _diffWaveVal = peakOfWave - valleyOfWave;
75.                 ThreadValue = peak_Valley_Thread(_diffWaveVal);
76.             }
77.         }
78.         gravityOld = _values;
79.     }
80. }
81. /// <summary>
82. /// 监测波峰
83. /// 以下四个条件判断为波峰
84. /// 1.目前点为下降的趋势：isDirectionUp为false
85. /// 2.之前的点为上升的趋势：lastStatus为true
86. /// 3.到波峰为止，持续上升大于等于2次
87. /// 4.波峰值大于minValue,小于maxValue
88. /// 记录波谷值
89. /// 1.观察波形图，可以发现在出现步子的地方，波谷的下一个就是波峰，有比较明显的特征以及差值
90. /// 2.所以要记录每次的波谷值，为了和下次的波峰作对比
91. /// </summary>
92. /// <param name="_newValue"></param>
93. /// <param name="_oldValue"></param>
94. /// <returns></returns>
95. public Boolean detectorPeak(double _newValue, double _oldValue)
96. {
97.     lastStatus = isDirectionUp;
98.     if (_newValue >= _oldValue)
99.     {
100.         isDirectionUp = true;
101.         continueUpCount++;
102.     }
103.     else
104.     {
105.         continueUpFormerCount = continueUpCount;
106.         continueUpCount = 0;
107.         isDirectionUp = false;
108.     }
110.     if (!isDirectionUp && lastStatus && (continueUpFormerCount >= 2 && (_oldValue >= minValue && _oldValue < maxValue)))
111.     {
112.         //满足上面波峰的四个条件，此时为波峰状态
113.         peakOfWave = _oldValue;
114.         return true;
115.     }
116.     else if (!lastStatus && isDirectionUp)
117.     {
118.         //满足波谷条件，此时为波谷状态
119.         valleyOfWave = _oldValue;
120.         return false;
121.     }
122.     else
123.     {
124.         return false;
125.     }
126. }
127. /// <summary>
128. /// 阈值的计算
129. /// 1.通过波峰波谷的差值计算阈值
130. /// 2.记录4个值，存入tempValue[] 数组中
131. /// 3.在将数组传入函数averageValue中计算阈值
132. /// </summary>
133. /// <param name="_value"></param>
134. /// <returns></returns>
135. public double peak_Valley_Thread(double _value)
136. {
137.     double _tempThread = ThreadValue;
138.     List<double> _tempValue = new List<double>(tempValue);
139.     if (tempValue.Count < valueNum)
140.     {
141.         tempValue.Add(_value);
142.     }
143.     else
144.     {
145.         //tempValue数组长度=valueNum=5
146.         _tempThread = averageValue(tempValue);
148.         _tempValue.RemoveAt(0);
149.         _tempValue.Add(_value);
150.         tempValue = _tempValue;
151.     }
152.     return _tempThread;
153. }
154. /// <summary>
155. /// 梯度化阈值
156. /// 1.计算数组的均值
157. /// 2.通过均值将阈值梯度化在一个范围里
158. /// 这些数据是通过大量的统计得到的
159. /// </summary>
160. /// <param name="_value"></param>
161. /// <returns></returns>
162. public double averageValue(List<double> _value)
163. {
164.     if (_value.Count != 0)
165.     {
166.         double _ave = 0;
167.         foreach (double i in _value)
168.             _ave += i;
169.         _ave = _ave / _value.Count;
170.         if(_ave >= 8)
171.         {
172.             _ave = 4.3;
173.         }
174.         else if (_ave >= 7 && _ave < 8)
175.         {
176.             _ave = 3.3;
177.         }
178.         else if (_ave >= 4 && _ave < 7)
179.         {
180.             _ave = 2.3;
181.         }
182.         else if (_ave >= 3 && _ave < 4)
183.         {
184.             _ave = 2.0;
185.         }
186.         else
187.         {
188.             _ave = 1.7;
189.         }
190.         return _ave;
191.     }
192.     else
193.     {
194.         return 1.7;
195.     }
196. }

复制代码

计步效果如下所示：

开启步数控制按钮后总步数累加，进度条进度为50步，每到达50步距离弹出提示框，计步竣事也弹提示框通知。
5、倾力UI按钮计划
计划了一组拟物化按钮，目前无任何功能，有须要的小同伴自行更改计划功能。

项目地址

Gitee：https://gitee.com/tytokongjian/StepCountingUpperPC
总结

以上仅展示了蓝牙转WIFI计步上位机的部分功能。更多实用特性和详细信息，请大家访问项目地址。
希望通过本文能为上位机机开发方面提供有价值的参考。欢迎在评论区留言交流，分享您的宝贵经验和建议。
最后

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