【RT-Thread作品秀】基于ST傳感器的跌落及傾倒檢測(cè)

作者：pto1011

概述

在消費(fèi)電子領(lǐng)域，跌落通常會(huì)對(duì)便攜式電子產(chǎn)品（如手機(jī)，平板，筆記本電腦）的零部件（屏幕及機(jī)械硬盤(pán)）造成損傷，如何可靠的檢測(cè)這些跌落事件并實(shí)時(shí)啟動(dòng)保護(hù)裝置，采取主動(dòng)避震措施來(lái)減少觸地帶來(lái)的沖擊。中國(guó)即將步入老年社會(huì)，如何實(shí)時(shí)檢測(cè)老人摔倒事件并做到事前主動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)減震裝置和事后第一時(shí)間發(fā)出告警。 這些都需要有快速(Fast)準(zhǔn)確(Accurate)可靠(Reliable)的跌落及傾倒檢測(cè)能力。

    本應(yīng)用即是基于ST公司的LSM6DSOX六軸傳感器，高速采集加速度計(jì)和陀螺儀的信號(hào)，通過(guò)算法來(lái)提供跌落及傾倒實(shí)時(shí)檢測(cè)，其結(jié)果顯示于交互界面（串口輸出）和板載LED狀態(tài)（未進(jìn)入檢測(cè)模式：LED blink; 開(kāi)始進(jìn)入檢測(cè)：LED OFF; 檢測(cè)到跌落或傾倒：LED ON）。

開(kāi)發(fā)環(huán)境

硬件：ART-Pi STM32H750 開(kāi)發(fā)板， STEVAL-MKI197V1（LSM6DSOX）六軸傳感器，PARALAX USB2SERIAL轉(zhuǎn)接板 

RT-Thread版本：4.0.3

開(kāi)發(fā)工具及版本：RT-Thread Studio 1.1.15

RT-Thread使用情況概述

內(nèi)核部分：創(chuàng)建了一個(gè)獨(dú)立線程用于實(shí)現(xiàn)讀取ST傳感器參數(shù)，輸出至高速串口或?qū)崟r(shí)檢測(cè)，詳情見(jiàn)下圖。

組件部分：finsh組件是本應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程中最重要的程序調(diào)試工具及交互窗口

硬件框架

主要使用了ART-PI開(kāi)發(fā)板上的STM32H750處理器的SPI，Timer, UART, 板載資源使用了LED，其它硬件模塊包括ST的六軸傳感器以及自備的USB轉(zhuǎn)串口板。

軟件框架說(shuō)明

軟件模塊說(shuō)明

演示效果

視頻演示:

比賽感悟

      通過(guò)參與比賽，第一次接觸并了解RT-Thread及其生態(tài)系統(tǒng), 用戶(hù)體驗(yàn)很好。尤其是Finsh組件，作為交互界面，程序的調(diào)試過(guò)程中幾乎完全依賴(lài)于之。

    本應(yīng)用中分別使用了MCU的SPI，UART和硬件定時(shí)器組件，UART的使用較為簡(jiǎn)單，硬件定時(shí)器在使用時(shí)則遇到了問(wèn)題，在RT-Thread Setting中配置之后，一直無(wú)法進(jìn)入中斷，通過(guò)單步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)寄存器在寫(xiě)入數(shù)值之后仍全為0，進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其時(shí)鐘未enable。

在拿到ART-Pi板之前，曾設(shè)想實(shí)現(xiàn)所有傳感器參數(shù)讀取及detection算法都在1ms定時(shí)器中斷服務(wù)自程序中完成，但編譯時(shí)遇到錯(cuò)誤 ，ISR中無(wú)法調(diào)用mutex，曾嘗試移除mutex，但讀取的sensor參數(shù)幾乎全部錯(cuò)誤。后來(lái)選擇在新建的獨(dú)立線程中來(lái)實(shí)現(xiàn)，讀取的sensor數(shù)據(jù)全部正確。

通過(guò)實(shí)測(cè)，本應(yīng)用基本實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。仍存在如下問(wèn)題：在1ms采樣間隔下仍會(huì)觀測(cè)到存在數(shù)十毫秒未讀取傳感器信號(hào)的現(xiàn)象，期待將來(lái)有可能實(shí)現(xiàn)RT-Thread下對(duì)于高速（亞毫秒級(jí)別）的實(shí)時(shí)關(guān)鍵任務(wù)的支持。

 最后，感謝比賽組織方提供的硬件和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，以及工作人員的熱情幫助！