近年来,传感器作为信息感测的基本器件已大量应用到智能手机中,能够实现自动亮度调节、自动转屏、智能防误触、运动模拟,使得智能手机的功能越来越丰富,人机交互体验也越来越好。传感器模块作为智能手机中的重要组成部分,之所以能够成为近年来的研究热点,一方面是因为其能够实现上述基本传感器功能,另一方面是因为合理利用各传感器采集到的数据还能够实现计步、跌倒检测、行为识别等运动监测功能。尤其是手机计步功能,作为传感器模块应用实例之一,能够方便快捷地监测用户日常运动情况。鉴于传感器为人机交互体验所做的重大贡献和全民对运动监测的迫切需求,论文首先设计并实现Android传感器模块,然后在此基础上实现计步功能。主要内容分为以下三个部分:第一,基于意法半导体提出的多传感器融合方案,详细设计出一种多传感器融合计步框架;第二,根据设计的软件框架,设计并实现Android加速度传感器、距离传感器的驱动层和硬件抽象层,具体包括驱动的加载与卸载、传感器数据采集与上报、传感器校准模块等。论文提出一种快速校准算法,改善距离传感器数据可靠性问题;第三,建立人体运动模型,大量采集人体在行走、跑步、上下楼梯时的加速度数据,然后进行预处理、滤波,最终设计出一种融合加速度和距离传感器数据的计步算法。算法提出一种峰值阈值和时间阈值滤除加速度信号伪波峰的方法,引入距离传感器数据判断手机位置,然后通过检测有效波峰完成计步,改善人体手持手机计步时精度偏低的问题。论文最后对传感器模块和计步模块两个部分进行测试和分析。传感器模块测试主要包括功能测试和数据校准前后对比测试,测试结果表明加速度和距离传感器驱动采集和上报数据正常,校准后提高了数据可靠性;计步模块测试主要包括不同运动姿态下的计步精度测试和对比测试,测试结果表明论文设计的计步算法在人体手持手机计步时精度更高,对坐公交、乘车等一些非计步场景的抗干扰能力更强。论文计步算法的平均精度在人体行走时达95%以上,上下楼梯时达96%以上,跑步时达98%以上,皆满足设计指标要求。