数据驱动探究现场总线技术在运动跟踪解决方案中的应用优势

数据驱动：深入探索现场总线技术在运动跟踪解决方案中的应用优势

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的开发。

高效运动跟踪的挑战

利用传统的运动跟踪方法，开发人员可以同时为硬件和软件处理重要的问题。在硬件方面，开发人员通常会努力在采用单独的一系列传感器（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、尺寸与零部件数量。在软件层面上，工程师则需要特别注意同步各种各样输出，以创建所需用于高级别运动跟踪应用中使用者所需的一致数据流。对于硬件与软件发展团队而言，在项目中集成额外类型补充信息的事务均显著增加了难度。

然而，用TDKInvenSenseICM-20948模块进行操作，便能够以最小工作量快速实现一套完整但又精细到位的手势识别系统或其他多传感器系统。这是因为它是一种拥有高度集成并内置完整信号链、高级滤波电路及接口电路，以及一个专用的数字微处理机构能执行许多实际需求动作追踪任务，并保持对主机MCU独立运行状态，从而不让主要程序变慢或消耗更多能源。此外，它支持I2C通信协议，使得它能够直接连接到主机MCU，同时也允许通过特定的寄存储空间读取来自其他已连接于此端口上的智能传感器输出。

为了提高每个信号链输入质量，该模块包含适用于每种特定类型添加新物理转换设备，如霍尔效应磁场测量工具等必要调节阶段。在正常运行情况下，该DMP核心处理来自专门寄存器中的所有数据，然后根据配置，将结果存储至FIFO缓冲区供后续访问，而不是直接由主机控制CPU完成计算过程。此行为使得这个芯片成为一个极佳选择，因为它能满足很多实用性的标准要求，并且可以作为一个有效率甚至是非常紧凑型产品被广泛应用于市场上诸如移动电子产品或者可穿戴设备之类的地方，其中前提条件是保证整个系统不会变得过于沉重或成本过大导致无法实施成功商业化计划。

简化后的集成

ICM-20948结合了小封装尺寸、高级功能及独立操作模式，是移动设备、可穿戴科技物联网项目中的理想选择之一。由于其高度集成了不同的功能，这意味着没有必要安装太多额外元件来完成基本动作追踪任务。一旦安装完毕，只要三根电容就足够满足所有常规需求（图5）。

图5：基于Microchip Technology ATSAMD21E18A MCU的一个示例板搭载了ICM-20948，可以轻松实现典型行动监控设定只需三个陶瓷X7R电容即可，不必担心任何剩余空间问题。

最后，由于是如此简单易行，可确保维护长期稳定性不会遇到任何重大障碍，即便是在未来可能出现新的技术进步时也不容易感到困扰，因为它们都很容易整合到现有的架构里去。但总体来说，对待当下的需求，无论从成本还是性能角度考虑，都表现出了一种优异性能，使得用户依然享受良好的体验。而未来的发展仍然留给我们无数可能性去探索，我们期待看到何种惊喜突破会带给我们的世界带来新的革命！