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基于STM32L4微控制器低功耗BLE模块电路设计

物联网正在改变天下。它的伟大年夜潜力有赖于超低功耗的收集边缘智能设备与云谋略的组合应用,以对海量数据进行模式识别,从而天生有用的信息。匆匆使物联网兴起有两大年夜身分,一是高机能的处置惩罚器芯片呈现,二是智能收集边缘设备的制造资源和功耗可以异常低。这两个身分使得物联网的普遍支配在技巧和经济上均具备可行性。

收集和大年夜数据是物联网区分于通俗远程监测和节制的关键方面。经由过程改变零丁检测并相应一个或两个变量的做法,转而阐发多个数据通道以检测趋势并确定相宜的相应,物联网才得以发挥其在保护情况、前进业绩和改变日常生活等方面的伟大年夜潜力。

在汽车行业,跟着领先的制造商开始应用从大年夜量汽车实地采集到的传感器信息来改良客户办事和新产品开拓,这样的例子已家常便饭。在家用电器等其他破费品市场,领先的制造商也开始运用物联网的强大年夜功能,经由过程网络客户设备的数据获取问题办理之道,以前进产品机能和自身业绩。在楼宇办事领域,从遍布举世的电梯和自动扶梯客户群网络而来并整合到云物联网平台的数据,预期能够赞助改良产品掩护和未来的产品设计。

还有其他很多情景可以组合应用检测到的数据,包括:

情况检测,例如旨在改良事情场所安然的矿区气体检测。

公路上的靠近传感器以及车载的加速和海拔传感器(可支持自动驾驶和变乱规避)。

酒店房间内的职员检测传感器(不侵犯隐私),避罢免员在供给客房办事时侵扰佃农,并可前进运营效率。

记录患者和情况数据以发送到医疗保健专业人士的医疗传感器。

实现汽车数据记录的车载通信,以便根据驾驶习气确定保险费率,勉励更安然的驾驶行径。

多传感器办理规划的需乞降开拓

在必要应用传感器同步监测多个变量的环境下,经由过程整合传感器和帮助的电子设备可以节省资源并简化安装。高度集成的传感器评估平台有助于开拓可随时连接到物联网的多传感器智能产品。

Arduino 是旨在简化多传感器办理规划开拓的情况之一。例如,Arduino Lucky Shield 便是一种可兼容所有 5 V 和 3.3 V 标准 Arduino 板的扩展板。它结合了用于检测大年夜气压、相对海拔、亮度、温度、运动和存在的传感器。这些传感器封装在一个紧凑的 68.6 mm x 53.4 mm 板子中。

从 Arduino Lucky Shield 动手开拓会对照轻松,由于 Arduino.org 上供给了多个教程,包括一项展示若何读取温度、湿度和压力传感器输出并将其发送至 OLED 显示屏的景象台利用。

ST 的 X-NUCLEO-IKS01A2 板和 SensorTile

STMicroelectronics 的 STM32 生态系统包孕多款多传感器评估板。X-NUCLEO-IKS01A2 是与 STM32 Nucleo 微节制器基板搭配应用的情况检测扩展板。它包孕一个 MEMS 加速计、一个陀螺仪、一个磁力仪、一个绝对气压传感器和一个电容式相对湿度和温度传感器

STM32Cube 生态系统供给了用于初始化和运行 STM32 微节制器的对象和软件。此外,X-CUBE-MEMS1 情况传感器软件扩展库还供给了基于 X-NUCLEO-IKS01A2 构建利用所需的驱动法度榜样。在图 3 所示的总系一切架构示意图中,X-CUBE-MEMS1 用于满意驱动法度榜样层的需求。

共同图 3 所示的中心件层,还供给了其他软件示例,将传感器用于活动和/或手势识别等特定功能。此中包括:

osxMoTIonAW:用于 STM32Cube 的实时手法活动识别软件扩展

osxMoTIonID:用于 STM32Cube 的实时运动强度检测软件扩展

osxMoTIonFX:用于 STM32Cube 的实时传感器交融软件扩展

osxMoTIonGC:用于 STM32Cube 的实时陀螺仪校准软件

osxMotionPE:用于 STM32Cube 的实时姿态预计软件扩展

图 4 中的伪代码显示了 MotionFX 若何实实际时运动传感器数据交融。

伪代码序列初始化(将履行一次)

初始化传感器(6 倍交融的加速计和陀螺仪,以及 9 倍交融的磁力仪);通电后等待瞬变完成,以获取优越的数据样本

初始化 MotionFX 交融:osx_MotionFX_initialize()

初始化磁力仪校准:osx_MotionFX_compass_Init()

osx_MotionFX_getKnobs(); modify settings; _setKnobs()

经由过程禁用交融进行复位:osx_MotionFX_enable_6X(0) / _9X(0)

开始交融

假如可能,初始化陀螺仪校准:osx_MotionFX_setGbias()

假如可能,初始化磁力仪校准:osx_MotionFX_compass_setCalibrationData()

启用数据交融:osx_MotionFX_enable_6X(1) / _9X(1)

然后可以读取传感器数据,并且可应用 osx_MotionFX_propagate() 和 osx_MotionFX_update() 等指令来节制事务

形状小巧的物联网实验室

ST 近来宣布了一款更小的多传感器模块,可用作嵌入式系统中的检测和连接中枢,或用作自力器件,经由过程智妙手机利用来采集传感器数据。此 SensorTile 在一块与邮票尺寸相仿,可焊接或插入主机板的板上集成了一个 MEMS 加速计、陀螺仪、磁力仪、绝对压力传感器和麦克风,以及一个 STM32L4 微节制器和低功耗蓝牙 (BLE) 无线电。

要在自力模式下应用,ST 供给了一块鞍形板,此中包孕了额外的温度和湿度传感器,而且在必要时还可轻松改动以添加替代传感器。在此模式下应用时,可经由过程 BLE 设置设置设备摆设摆设 SensorTile,以便在智妙手机上快速开始获取传感器数据。

用于嵌入式开拓时,可经由过程一块不合的扩展鞍形板将 SensorTile 插入到 STM32 Nucleo 评估板。

具有企业级安然性的 Samsung ARTIK 平台

Samsung 的 ARTIK™ 平台供给了一系列模块,这些模块可从具备 ARM® Cortex®-M4 微节制器和蓝牙 4.2 支持的小型单元扩展为具有双 Cortex-A7 处置惩罚且支持蓝牙、Wi-FiZigBee® 和 Thread 的 ARTIK 5 系列,以及采纳 Cortex-A35 利用场置惩罚器的 ARTIK 7 系列。ARTIK 5 和 ARTIK 7 系列功能异常强大年夜,完全可用于网关或节制器。它们具有企业级安然性,包括一个硬件安然元件,可用于加密算法和安然 OS的密钥存储和安然履行,有助于建立受相信的履行情况。浩繁优质品牌纷繁采纳 ARTIK 生态系统构建物联网办理规划,同时为嵌入式开拓供给套件,例如 ARTIK 020 蓝牙 4.2 物联网终端设备套件、ARTIK 520 蓝牙/Wi-Fi/ZigBee/Thread 套件,以及高端 ARTIK 710 套件。快速多传感器开拓可以采纳与 ARTIK 5 和 ARTIK 7 套件兼容的 ARTIK 传感器扩展板。该板包孕一个加速计、陀螺仪、湿度传感器、磁力仪、压力和温度传感器,并且以配套模块的要领,经由过程边缘连接器连接到主评估板

总结

当提高入市场的传感器开拓板都是紧凑的多传感器模块,可直接或颠末极少的定制后,在面向物联网边缘利用的终极产品中应用。跟着用户需求的剧增以及基于云的阐发利用变得越来越成熟和经济,市场中将会赓续涌现出富有创意的办事,各类传感器数据的运用也将持续增添。

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