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),邊緣計算單元(微控制器),無線連接單元(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電池壽命,對于傳感器部分,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)和喚醒時間。-利用傳感器本身的搭載的低功耗邊緣計算功能,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Honeywell公司的授權(quán)。QMA6100P(BKM5)原廠原裝
運動狀態(tài)下的姿態(tài)角的計算,需要將線性加速度去除后再進(jìn)行計算,常用的方法是對加速度計數(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,然后再計算Pitch/Roll角度。在復(fù)雜運動狀態(tài)下,依靠加速度計估算線性加速度從而獲得真實的重力值,目前尚無性能特別好的辦法,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:請找QSTFAE申請)利用加速度計傳感器,測量物體沿著某個平面的移動距離,可以采用低通濾波器去除重力加速度后獲得線性加速度,然后通過對線性加速度進(jìn)行二次積分獲取設(shè)備的移動位置,從而判斷設(shè)備是否被移動,在車輛的防盜應(yīng)用中有應(yīng)用需求,在該種應(yīng)用中,考慮到加速度計的采樣速率,震動噪聲以及加速度計二次積分的誤差,需要增加一個啟動閾值判斷和終值零速判斷,從而提高精度減小誤差。QMA6100P(BKM5)原廠原裝在TWS行業(yè),矽睿半導(dǎo)體的磁傳感器芯片(霍爾開關(guān)芯片)更是行業(yè)生產(chǎn)商的主要應(yīng)用器件。
斜率定義為兩個相鄰時間點的加速度計值: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)以及超過該閾值需要持續(xù)的時間(Duration),如果芯片檢測到符合這個設(shè)置的波形,將會提供一個中斷給微處理器,微處理器可以通過讀取相關(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)先滿足觸發(fā)條件的是哪個軸;2)觸發(fā)的信號是正方向的還是負(fù)方向的。閾值(Threshold)與持續(xù)時間(Duration)的設(shè)置依賴于芯片的ODR,對于Anymotiondetection的檢測,可以以較低的ODR實現(xiàn),而較低的ODR可以獲得良好的功率控制。Duration可以選擇的點數(shù)目多4個點,閾值小為16LSB(),閾值大為4G@FS=+/-8G,因此該檢測器可以檢測很小的運動,也可以設(shè)置為檢測很強(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)用無處不在人類越來越享受并依賴智能化所帶來的無處不在的便捷、輕松與智慧的生活,而智能傳感器正是智能平臺獲取數(shù)據(jù)的至關(guān)重要甚至有的方式。矽睿科技作為的智能傳感器平臺公司,得益于自身的傳感器產(chǎn)品線和算法解決方案,在數(shù)字化經(jīng)濟(jì)浪潮中脫穎而出。當(dāng)今無人駕駛技術(shù)越來越多的應(yīng)用于智慧農(nóng)植業(yè)、電商物流、共享出行、特種車輛、軌道交通等領(lǐng)域。在無人駕駛方案L2以及更高級別中,IMU+GNSS高精度定位技術(shù)是實現(xiàn)車道級精細(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),可實現(xiàn)厘米級定位精度,助力無人駕駛蓬勃發(fā)展。MEMS傳感器,MCU和藍(lán)牙無線集成在一個芯片QMS7926中,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集,處理和傳輸。
隨著運動健康理念的普及,監(jiān)測每天的運動類型和時長,睡眠質(zhì)量,甚至跌倒等意外預(yù)警成為用戶關(guān)心的焦點。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)測成為可能。除此之外,IMU傳感器早已潤物細(xì)無聲的陪伴在我們身邊:手機(jī)OIS功能依靠IMU實現(xiàn)抖動狀態(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)星信號弱時維持高精度定位。TWS耳機(jī)依靠IMU實現(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。QMA6100P(BKM5)原廠原裝
芯片內(nèi)置16位高精度ADC和高性能數(shù)字處理功能。QMA6100P(BKM5)原廠原裝
功耗對于電池供電內(nèi)應(yīng)用是關(guān)鍵指標(biāo),電容式的MEMS加速度計相對于熱對流形式的加速度計具有天然的功耗優(yōu)勢,**近幾年,由于可穿戴應(yīng)用的需求,電容式的MEMS加速度計的功耗又有大幅度的降低。由于目前的加速度計傳感器內(nèi)部都有功耗控制單元,通過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)速率也是對于功耗一個有效的平衡方式,在較低的速率下以及減少芯片內(nèi)部濾波器工作時間將大幅度降低功耗。QMA6100P(BKM5)原廠原裝