数据驱动的现场总线技术解析其在可穿戴设备与物联网运动跟踪解决方案中的应用

越来越多的可穿戴设备和物联网设计将检测方向和跟踪运动的能力视为重要要求。尽管已经有各种各样的可用运动传感器，但工程师还是不断受到挑战，探索以更低的功耗更快、更高效地集成这些设备，这在额外增加传感器时尤其具有挑战性。为应对这些运动跟踪挑战，设计人员需要集成度更高的加速计、陀螺仪和磁力仪五金件以及更加高效且智能的数据融合算法。

本文将介绍TDKInvenSense提供的同时为硬件和软件提供帮助的解决方案。然后，本文还将介绍设计人员如何着手将该解决方案应用于简化需要复杂的运动感应功能的复杂低功耗多传感器应用开发。

高效运动跟踪的挑战

利用传统方法，开发人员可以同时为硬件和软件处理重要集成问题。在硬件方面，开发人员通常会努力在采用单独传感器（包括加速计、陀螺仪和磁力仪）构建设计中最大限度减少其复杂性、尺寸与零件数量。在软件工程师则需要特别注意同步各种各样的输出，以创建所需用于高级运动跟踪应用中使用的大量不同类型传感器融合算法所需的一致数据流。这对于所有相关领域而言，无论是物理学家还是工程师，都面临着巨大的考验，因为他们必须在最小化系统大小与成本，同时最大程度上提高性能的情况下找到平衡点。

然而，由于使用TDKInvenSenseICM-20948，开发人员便能够以最少工作量快速实现或其他多传感器系统中的运动跟踪设计。

运行追踪解决方案

TDKInvenSenseICM-20948是一种小型模块，它仅仅有3mmx3mmx1mm尺寸，却包含了一个完整运行追踪解决方案所需的一套组合体制，即一系列通过专用的信号链进行捕获并转换，加速计、三轴陀螺仪、三轴磁力及温度读数，以及进一步处理后的所有必要信息。此外，该模块内置了一个16位A/D转换机，并包含了特定每个通道特征电路，如霍尔效应磁场测量电流源等。此模块不但支持基本运作，还能根据实际需求调整操作模式，以适应不同的环境条件，从而降低整体功耗，使得它成为非常灵活且实用的选择。

为了保证精确性的同时，也保持相对较慢更新速度，而不会影响到主机MCU性能或消耗更多能源DMP（数字移动处理程序）可以独立执行逻辑计算，并存储结果供后续查询。这种方式极大地提高了整个系统性能，同时也减少了主机MCU参与其中时间，从而降低整体能耗。

简单集成

ICM-20948结合了一些关键优势，比如小封装、高级别集成功能以及独立操作能力，这使得它非常适合移动电子产品、智能手机等消费电子行业使用。此外，由于这个模块高度集成了，可以让用户只用三个电容就完成常规项目，而且由于它的小巧结构，它能够轻松嵌入任何空间受限的地方。而且，不管是在静态状态还是动态状态下，这个模块都能够稳定工作，并且无论是在哪种情况下，都表现出良好的准确性。

为了简化这类多层次项目，ICM-20948允许用户直接连接I2C接口兼容型智能传感器至辅助I2C端口上并通过专门寄存者管理它们。当正常运行时，与主机MCU连接的是SPI或I2C总线，而当需要访问外部设备时，则由ICM-20948管理此过程。在这个过程中，对于配置从单字节到双字节读取范围广泛的事务通信，我们可以通过设定寄存者的值来指示地址设置与读取参数。这意味着我们不必依赖主机MCU参与此事务，而是完全依赖来自模块本身的一个特殊寄存者来控制一切通信细节。而这一切都是通过向FIFO写入数据或者直接从FIFO读取数据完成，只要你正确地配置好你的寄存者，你就可以像这样进行控制，从而避免额外负担给主机CPU带来的压力——这是因为你只是简单地告诉该模型去做一些事情，然后让他自己去完成任务。你甚至可能会发现，在某些情况下，你不再需要考虑整个网络架构，因为您已经拥有了自动执行这一点功能的人工智能AI技术助手——即DMP（数字移动处理程序）。

快速发展

虽然现有的评估板十分先进，但真正的问题在于如何确定是否应该投资时间来学习新工具或语言？如果您想要尽可能快地开始，您绝不能错过我们的DK-20948评估板。如果您的目标是尽快了解新的技术，那么这款评估板就是理想之选。

首先，它结合了Microchip Technology ATSAMD21E18微控制单元，为您提供了一个强大的平台，让您能够立即开始编程。

第二，它配备了一套丰富的地图框架，使得您很容易添加其他组件，如无线通信卡片或者GPS接收器。

最后，还有一部分预留空间，让您自由搭配自己的扩展卡片，以满足您的具体需求。

因此，如果你想要快速启动你的项目并迅速获得结果，我强烈推荐我们的DK-20948评估板作为起步选择。