UM2275
用户手册
STM1Cube 的 X-CUBE-MEMS32 扩展中的 MotionFD 实时跌倒检测库入门
介绍
MotionEC 是 X-CUBE-MEMS1 软件的中间件库组件，运行在 STM3z2 上。它根据来自设备的数据提供有关设备方向和运动状态的实时信息。
它提供以下输出：设备方向（四元数、欧拉角）、设备旋转（虚拟陀螺仪功能）、重力矢量和线性加速度。
该库仅适用于 ST MEMS。
该算法以静态库格式提供，设计用于基于 ARM® Cortex®-M32+、ARM® Cortex®-M0、ARM® Cortex®-M3、ARM® Cortex®-M33 和 ARM® Cortex®-M4 架构的 STM7 微控制器。
它建立在 STM32Cube 软件技术之上，以简化不同 STM32 微控制器之间的移植。
软件自带samp在 NUCLEO-F4RE、NUCLEO-U1ZI-Q 或 NUCLEO-L01RE 开发板上的 X-NUCLEO-IKS3A401 或 X-NUCLEO-IKS575A152 扩展板上运行的实现。
缩略语
表 1. 首字母缩略词列表
| 缩写 | 描述 |
| API | 应用程序编程接口 |
| 巴西石油公司 | 董事会支持包 |
| 图形用户界面 | 图形用户界面 |
| 哈尔 | 硬件抽象层 |
| 集成开发环境 | 整合开发环境 |
STM1Cube 的 X-CUBE-MEMS32 软件扩展中的 MotionFD 中间件库
2.1 MotionFD 概述view
MotionFD 库扩展了 X-CUBE-MEMS1 软件的功能。
该库从加速度计和压力传感器获取数据，并根据来自设备的数据提供有关用户跌倒事件的信息。
该库专为 ST MEMS 设计。使用其他 MEMS 传感器时的功能和性能未进行分析，可能与文档中描述的显着不同。
Samp该实现适用于安装在 NUCLEO-F4RE、NUCLEO-U1ZI-Q 或 NUCLEO-L01RE 开发板上的 X-NUCLEO-IKS3A401 和 X-NUCLEO-IKS575A152 扩展板。
2.2 MotionFD 库
完整描述 MotionFD API 功能和参数的技术信息可在 MotionFD_Package.chm 编译的 HTML 中找到 file 位于文档文件夹中。
2.2.1 MotionFD 库描述
MotionFD 跌倒检测库管理从加速度计和压力传感器获取的数据；其特点是：
- 可以区分用户是否跌倒
- 仅基于加速度计和压力传感器数据的识别
- 所需的加速度计和压力传感器数据amp频率为25 Hz
- 资源要求：
– Cortex-M3：3.6 kB 代码和 3.2 kB 数据存储器
– Cortex-M33：3.4 kB 代码和 3.2 kB 数据存储器
– Cortex-M4：3.4 kB 代码和 3.2 kB 数据存储器
– Cortex-M7：3.4 kB 代码和 3.2 kB 数据存储器 - 适用于 ARM Cortex-M3、ARM Cortex-M33、ARM Cortex-M4 和 ARM Cortex-M7 架构
2.2.2 MotionFD API
MotionFD 库 API 包括：
- uint8_t MotionFD_GetLibVersion（char *版本）
– 检索库版本
– *version 是一个指向 35 个字符数组的指针
– 返回版本字符串中的字符数 - void MotionFD_Initialize（void）
– 执行 MotionFD 库初始化和内部机制设置
笔记： 在使用跌倒检测库之前必须调用此函数，并且必须启用 STM32 微控制器中的 CRC 模块（在 RCC 外设时钟使能寄存器中）。
- void MotionFD_Update (MFD_input_t *data_in，MFD_output_t *data_out)
– 执行跌倒检测算法
– *data_in 参数是指向具有输入数据的结构的指针
– 结构类型MFD_input_t的参数为：
◦ AccX 是 X 轴上的加速度计传感器值（单位为 mg）
◦ AccY 是 Y 轴上的加速度计传感器值（单位为 mg）
◦ AccZ 是 Z 轴上的加速度计传感器值（单位为 mg）
◦ Press 是压力传感器值（单位：hPa）
– *data_out 参数是指向具有以下项的枚举的指针：
◦ MFD_NOFALL = 0
◦ MFD_FALL = 1 - void MotionFD_SetKnobs(float fall_threshold，int32_t fall_altitude_delta，float lies_time)
– 设置库配置参数
– fall_threshold 加速度阈值（单位：mg）
– fall_altitude_delta 高度差（厘米）
– 撞击后静止不动的时间（秒） - void MotionFD_GetKnobs(float *fall_threshold，int32_t *fall_altitude_delta，float *lying_time)
– 获取库配置参数
– fall_threshold 加速度阈值（单位：mg）
– fall_altitude_delta 高度差（厘米）
– 撞击后静止不动的时间（秒）
2.2.3 API流程图
2.2.4 演示代码
以下演示代码从加速度计和压力传感器读取数据并获取跌倒事件代码。
2.2.5 算法性能
跌倒检测算法仅使用来自加速度计和压力传感器的数据，并以低频率（25 Hz）运行以降低功耗。
2.3秒amp申请
MotionFD 中间件可以轻松操作以构建用户应用程序；amp应用程序文件夹中提供了该应用程序。
它设计用于连接到 X-NUCLEO-IKS401A575 或 X-NUCLEO-IKS152A4 扩展板的 NUCLEO-F1RE、NUCLEO-U01ZI-Q 或 NUCLEO-L3RE 开发板上运行。
该应用程序实时识别用户跌倒事件。
上图显示了用户按钮 B1 和 NUCLEO-F401RE 板的三个 LED。一旦板通电，LED LD3 (PWR) 就会亮起。
需要 USB 电缆连接来监控实时数据。该板由 PC 通过 USB 连接供电。此工作模式允许检测到用户跌倒事件、加速度计和压力传感器数据、时间 stamp 并最终使用 MEMS-Studio 实时获取其他传感器数据。
2.4 MEMS-Studio 应用程序
在Samp本应用程序使用 MEMS-Studio 应用程序，可从以下网址下载 www.st.com.
步骤1. 确保安装了必要的驱动程序，并且带有适当扩展板的 STM32 Nucleo 板已连接到 PC。
步骤2. 启动 MEMS-Studio 应用程序以打开主应用程序窗口。
如果将具有支持固件的 STM32 Nucleo 开发板连接到 PC，则会自动检测到。
按下[Connect]按钮建立与评估板的连接。
步骤3. 当连接到具有支持固件的 STM32 Nucleo 板时，将打开 [库评估] 选项卡。
要启动和停止数据流，请切换相应的[开始] 
或[停止] 
外部垂直工具栏上的按钮。
来自连接的传感器的数据可以是 view选择内侧垂直工具栏上的[数据表]选项卡
步骤4. 点击【跌倒检测】，打开专用应用程序窗口。
步骤5. 点击[保存到 File] 打开数据记录配置窗口。选择要保存在 file。您可以通过点击相应的按钮来开始或停止保存。
步骤6. 数据注入模式可用于将之前获取的数据发送到库并接收结果。选择垂直工具栏上的[数据注入]选项卡，打开专用 view 以实现该功能。
步骤7. 点击[浏览]按钮选择 file 使用先前捕获的 CSV 格式的数据。
数据将加载到当前表中 view.
其他按钮将变为活动状态。您可以点击：
– [离线模式] 按钮用于打开/关闭固件离线模式（利用先前捕获的数据的模式）。
– [开始]/[停止]/[步骤]/[重复]按钮用于控制从 MEMS-Studio 到库的数据馈送。
2.5 参考文献
以下所有资源均可在www.st.com上免费获取。
- UM1859：STM1Cube 的 X-CUBE-MEMS32 运动 MEMS 和环境传感器软件扩展入门
- UM1724：STM32 Nucleo-64 板 (MB1136)
- UM3233：MEMS-Studio 入门
修订历史
表 4. 文档修订历史
| 日期 | 版本 | 更改 |
| 22 年 2017 月 XNUMX 日 | 1 | 初始版本。 |
| 6 年 18 月 XNUMX 日 | 2 | 添加了对 NUCLEO-L152RE 开发板和表 2. 经过时间 (μs) 算法的参考。 |
| 21 年 18 月 XNUMX 日 | 3 | 更新了简介和第 2.1 节 MotionFDview. |
| 19 年 19 月 XNUMX 日 | 4 | 更新了表 2. 经过时间（μs）算法和图 2. STM32 Nucleo：LED、按钮、跳线。 添加了 X-NUCLEO-IKS01A3 扩展板兼容性信息。 |
| 17 年 24 月 XNUMX 日 | 5 | 更新了章节简介，章节 2.1：MotionFDview、第 2.2.1 节：MotionFD 库描述、第 2.2.2 节：MotionFD API、第 2.2.5 节：算法性能、第 2.3 节：Samp应用程序，第 2.4 节：MEMS-Studio 应用程序 |
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ST X-CUBE-MEMS1 MotionFD 实时跌倒检测库 [pdf] 用户手册 X-CUBE-MEMS1 MotionFD 实时跌倒检测库，X-CUBE-MEMS1，MotionFD 实时跌倒检测库，实时跌倒检测库，跌倒检测库，检测库，库 |
