2025-04-01 00:39:27
典型的電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一般包含了感知單元(各種傳感器),邊緣計(jì)算單元(微控制器),無(wú)線(xiàn)連接單元(藍(lán)牙BLE,NBIOT,LPWLAN等)以及相應(yīng)的人機(jī)界面和電源管理部分,電池視使用場(chǎng)景需要工作十年或者數(shù)天,傳感器本身的功耗以及數(shù)據(jù)處理的功耗有助于延長(zhǎng)電池壽命,減少帶寬用量并因此降低成本,是智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備方案設(shè)計(jì)中的重要考量。電池供電的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,部分采用不可充電的紐扣電池,而部分需要更強(qiáng)運(yùn)算功能的需要采用可充電鋰電池,在有限的電池資源下如何延長(zhǎng)電池壽命,對(duì)于傳感器部分,常用的方式通常有兩種:-采用功耗的微處理器,通過(guò)利用傳感器本身自帶的FIFO功能,減少微處理器周期喚醒的次數(shù)和喚醒時(shí)間。-利用傳感器本身的搭載的低功耗邊緣計(jì)算功能,比較大限度的降低微處理器的功耗。磁傳感器的各向異性磁阻技術(shù)(AMR)獲得美國(guó)Honeywell公司的授權(quán)。QMA6100P(BKM5)原廠(chǎng)原裝
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的姿態(tài)角的計(jì)算,需要將線(xiàn)性加速度去除后再進(jìn)行計(jì)算,常用的方法是對(duì)加速度計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波(例如gravity[x]=alpha*gravity[x]+(1-alpha)*acc_data[x];),從而獲取與重力加速度相關(guān)的Gravity的值,然后再計(jì)算Pitch/Roll角度。在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,依靠加速度計(jì)估算線(xiàn)性加速度從而獲得真實(shí)的重力值,目前尚無(wú)性能特別好的辦法,要求高的可以采用IMU慣性單元做數(shù)據(jù)融合,依靠陀螺儀數(shù)據(jù)確認(rèn)夾角。(詳細(xì)軟件算法包:請(qǐng)找QSTFAE申請(qǐng))利用加速度計(jì)傳感器,測(cè)量物體沿著某個(gè)平面的移動(dòng)距離,可以采用低通濾波器去除重力加速度后獲得線(xiàn)性加速度,然后通過(guò)對(duì)線(xiàn)性加速度進(jìn)行二次積分獲取設(shè)備的移動(dòng)位置,從而判斷設(shè)備是否被移動(dòng),在車(chē)輛的防盜應(yīng)用中有應(yīng)用需求,在該種應(yīng)用中,考慮到加速度計(jì)的采樣速率,震動(dòng)噪聲以及加速度計(jì)二次積分的誤差,需要增加一個(gè)啟動(dòng)閾值判斷和終值零速判斷,從而提高精度減小誤差。QMA6100P(BKM5)原廠(chǎng)原裝在TWS行業(yè),矽睿半導(dǎo)體的磁傳感器芯片(霍爾開(kāi)關(guān)芯片)更是行業(yè)生產(chǎn)商的主要應(yīng)用器件。
斜率定義為兩個(gè)相鄰時(shí)間點(diǎn)的加速度計(jì)值:Slope(t2)=(????????????(????2)?????????????(????1)),輸入允許是XYZ的任意一軸或者多軸的組合,需要設(shè)置斜率的閾值(Threshold)以及超過(guò)該閾值需要持續(xù)的時(shí)間(Duration),如果芯片檢測(cè)到符合這個(gè)設(shè)置的波形,將會(huì)提供一個(gè)中斷給微處理器,微處理器可以通過(guò)讀取相關(guān)的中斷寄存器確認(rèn)是Anymotiondetection中斷,并可以讀取狀態(tài)寄存器獲取下面信息:1)先滿(mǎn)足觸發(fā)條件的是哪個(gè)軸;2)觸發(fā)的信號(hào)是正方向的還是負(fù)方向的。閾值(Threshold)與持續(xù)時(shí)間(Duration)的設(shè)置依賴(lài)于芯片的ODR,對(duì)于A(yíng)nymotiondetection的檢測(cè),可以以較低的ODR實(shí)現(xiàn),而較低的ODR可以獲得良好的功率控制。Duration可以選擇的點(diǎn)數(shù)目多4個(gè)點(diǎn),閾值小為16LSB(),閾值大為4G@FS=+/-8G,因此該檢測(cè)器可以檢測(cè)很小的運(yùn)動(dòng),也可以設(shè)置為檢測(cè)很強(qiáng)烈的撞擊,可以根據(jù)應(yīng)用的需求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。
IMU的應(yīng)用無(wú)處不在人類(lèi)越來(lái)越享受并依賴(lài)智能化所帶來(lái)的無(wú)處不在的便捷、輕松與智慧的生活,而智能傳感器正是智能平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)的至關(guān)重要甚至有的方式。矽??萍甲鳛榈闹悄軅鞲衅髌脚_(tái)公司,得益于自身的傳感器產(chǎn)品線(xiàn)和算法解決方案,在數(shù)字化經(jīng)濟(jì)浪潮中脫穎而出。當(dāng)今無(wú)人駕駛技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于智慧農(nóng)植業(yè)、電商物流、共享出行、特種車(chē)輛、軌道交通等領(lǐng)域。在無(wú)人駕駛方案L2以及更高級(jí)別中,IMU+GNSS高精度定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)車(chē)道級(jí)精細(xì)導(dǎo)航的組件。矽??萍紦碛懈咝阅躀MU與深度耦合的高精度定位方案等技術(shù),可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度,助力無(wú)人駕駛蓬勃發(fā)展。MEMS傳感器,MCU和藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)集成在一個(gè)芯片QMS7926中,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集,處理和傳輸。
隨著運(yùn)動(dòng)健康理念的普及,監(jiān)測(cè)每天的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型和時(shí)長(zhǎng),睡眠質(zhì)量,甚至跌倒等意外預(yù)警成為用戶(hù)關(guān)心的焦點(diǎn)。矽??萍糏MU算法配合氣壓等傳感器,加上先進(jìn)的融合算法能讓這些復(fù)雜監(jiān)測(cè)成為可能。除此之外,IMU傳感器早已潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的陪伴在我們身邊:手機(jī)OIS功能依靠IMU實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)狀態(tài)下清晰拍攝;手機(jī)導(dǎo)航憑借IMU融合導(dǎo)航算法在衛(wèi)星信號(hào)弱時(shí)維持高精度定位。TWS耳機(jī)依靠IMU實(shí)現(xiàn)空間音效。以上這些應(yīng)用中,都有矽??萍及↖MU在內(nèi)的各種傳感器產(chǎn)品與軟硬件結(jié)合解決方案的身影。QMC5883L傳承于Honeywell的先進(jìn)AMR技術(shù),繼承了其HMC傳感器系列的高精度、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。QMA6100P(BKM5)原廠(chǎng)原裝
芯片內(nèi)置16位高精度ADC和高性能數(shù)字處理功能。QMA6100P(BKM5)原廠(chǎng)原裝
功耗對(duì)于電池供電內(nèi)應(yīng)用是關(guān)鍵指標(biāo),電容式的MEMS加速度計(jì)相對(duì)于熱對(duì)流形式的加速度計(jì)具有天然的功耗優(yōu)勢(shì),**近幾年,由于可穿戴應(yīng)用的需求,電容式的MEMS加速度計(jì)的功耗又有大幅度的降低。由于目前的加速度計(jì)傳感器內(nèi)部都有功耗控制單元,通過(guò)休眠喚醒間歇工作方式節(jié)約功耗,因此,確定合理的噪聲指標(biāo)(Noise)以及需要的數(shù)據(jù)速率也是對(duì)于功耗一個(gè)有效的平衡方式,在較低的速率下以及減少芯片內(nèi)部濾波器工作時(shí)間將大幅度降低功耗。QMA6100P(BKM5)原廠(chǎng)原裝