数据驱动的工业现场总线解析物联网与可穿戴设备在运动跟踪中的应用

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些传感器（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、尺寸和零件数量。软件工程师则需要特别注意同步各种各样传感器输出，以创建高度精确性的、高级运动跟踪应用所需的一致数据流。对于硬件和软件开发人员而言，将额外类型转换到技术上进行集成操作面临显著增加了工作量。

但是，与TDKInvenSenseICM-20948相比，开发者能够以最少工作量快速实现或其他多芯片系统中的性能追蹤任务。

图1：TDKInvenSenseICM-20948通过专用的信号链执行完整性的全方位车辆追逐任务。

该模块仅在全面工作模式下消耗3毫安(mA)电流，它也能完全休眠模式下降至8微安(μA)，产生电流取决于VDD工作电压值，可以从1.71伏特到3.6伏特之间选择。此外，该模块包含三个信号链，每个通道都有一个16位模数转换机，并且每个通道都支持不同类型接口，如霍尔效应磁力仪等。为了提高每种信号链输出质量，还包括适用于不同类型接口的一个算术电路，以及进一步处理后的输入调节阶段，如采样平均等功能。

图2：使用陶瓷X7R零件作为稳压器滤波，可以大幅度降低功率消耗。

ICM-20948核心是数字车辆追逐处理单元(DMP)，它执行不同的功能，如执行车辆追逐算法校准测试。在正常操作中,DMP会处理来自专用寄存器数据，然后再次向主机MCU共享I2C或SPI总线发送结果存储FIFO中。这使得DMP能够独立运行，而不会影响主机MCU性能或延迟，同时保证了精确性不受影响。

图4：DK-20948板结合了主机MCU嵌入式调试器USB接口无线连接及其他连接端口。

最后，在评估板上添加参考模型并安装所有必要组分后，我们可以立即开始我们的车辆追逐项目，因为我们不必担心任何配置设置问题。此外，我们还可以根据具体需求轻松扩展我们的系统，只需简单地插入新的部署节点即可完成所有剩余部分。这意味着我们可以非常迅速地构建出一个非常有效实用的系统，而不是花费大量时间去进行编程或调整设置。而这正是我们希望看到的情况——随着科技进步，我们应该尽可能简化自己的生活，不让技术成为障碍，而是一个增强工具，让我们更加专注于创造价值的事情。但当你遇到这种情况时，你就必须变得像一名侦探一样思考——找到那个隐藏起来的小秘密，那里藏着你的答案。你知道吗？其实这个过程并不难，只要你愿意深入挖掘，就能发现那只看似遥不可及的大门其实就在眼前等待开启。你准备好了吗？让我们一起踏上这段奇妙旅程吧！