您是否想知道快递包裹的状态?是否有撞击对包裹内的物品造成重大损坏?
传感器可以帮助监测这些状态,但功耗必须要低才能延长电池寿命。这正是边缘AI的用武之地。在传感器级别,它不仅更加省电,同时还可以跟踪包裹状态并检测任何可能的事件。
在本应用案例中,我们将向您展示如何使用 意法半导体的MEMS传感器实施智能资产跟踪解决方案。
方法
我们结合了意法半导体MEMS传感器的两种先进功能:机器学习内核 (MLC) 和有限状态机 (FSM):
- 我们使用MEMS-Studio生成并配置了一个具有三个节点的决策树模型,以检测不同的类别。
- MLC处理加速度计数据,以检测包裹的状态(如静止、移动中、摇晃)。
- FSM处理原始和过滤后的加速度计数据,以检测撞击和跌落。
- 在本例中,撞击检测的阈值设置为0.5 g,直立角度设置为26°。
- 传感器INT1/INT2引脚上产生的中断仅在检测到所需事件时才会唤醒微控制器。
传感器
超低功耗3轴智能加速度计,支持AI、抗混叠滤波器以及各种先进的数字功能(参考代码: LIS2DUX12)。
数据
已在低功耗模式下使用±16 g满量程和25 Hz输出数据速率获取加速度计的数据。
传感器的方向设置与ENU惯例相同(Z轴指向上方)。
传感器的方向设置与ENU惯例相同(Z轴指向上方)。
结果
功耗(传感器 + 算法): 14.7 uA可以从MLC1_SRC (34h) 寄存器读取MLC的输出结果:
FSM可检测以下状态:
每次寄存器MLC1_SRC (34h) 更新新值时(MLC检测到状态发生变化时),该配置都会在INT1引脚上生成一个中断(脉冲和高电平激活)。在此配置中,中断脉冲的持续时间为 40 ms。
当FSM检测到自由落体或撞击事件时,该配置会在INT2引脚上产生一个中断(脉冲和高电平激活)。只要包裹还在空中,自由落体中断就会保持激活状态。通过FSM_STATUS (13h) 寄存器可以确定是哪个FSM生成了中断,以便区分撞击事件和自由落体事件。
- 00h = 静止 - 直立
- 04h = 静止 - 非直立
- 08h = 移动中
- 0Ch = 摇晃
FSM可检测以下状态:
- 撞击,由FSM #1检测
- 自由落体,由FSM #2检测
每次寄存器MLC1_SRC (34h) 更新新值时(MLC检测到状态发生变化时),该配置都会在INT1引脚上生成一个中断(脉冲和高电平激活)。在此配置中,中断脉冲的持续时间为 40 ms。
当FSM检测到自由落体或撞击事件时,该配置会在INT2引脚上产生一个中断(脉冲和高电平激活)。只要包裹还在空中,自由落体中断就会保持激活状态。通过FSM_STATUS (13h) 寄存器可以确定是哪个FSM生成了中断,以便区分撞击事件和自由落体事件。
资源
模型创建工具 MEMS-Studio
用于在智能传感器上实现AI功能的桌面软件解决方案。通过MEMS Studio,用户可以分析数据、评估嵌入式库,并为整个MEMS传感器组合设计无代码算法。
兼容 LIS2DUX12
智能传感器能够直接处理其捕获的数据,向主控 提供内部逻辑处理后的结果。通过在本地处理数据,智能传感器减少了对传输数据和云处理的需求,从而降低了系统功耗。