設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊：基于ADXL345三軸無線振動傳感器的跌落檢測方法

基于ADXL345三軸無線振動傳感器的跌落檢測方法

近年來，隨著iMEMS無線振動傳感器技術(shù)的發(fā)展，使得基于三軸無線振動傳感器設(shè)計跌倒檢測器成為可能。振動故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)分析范圍20KHz；緩變信號通道不少于32路，16位精度，動態(tài)信號通道不少于4路，102.4kS/s；系統(tǒng)變攜，可以自帶電源連續(xù)工作4小時。無線振動傳感器基于無線技術(shù)的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測，具有振動測量及溫度測量功能，操作簡單，自動指示狀態(tài)報警。應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備狀態(tài)管理及監(jiān)測控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)人員監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證設(shè)備正?？煽窟\(yùn)行。一體化振動變送器將壓電傳感器和精密測量電路集成在一起，實現(xiàn)了傳統(tǒng)“傳感器+信號調(diào)理器”和“傳感器+監(jiān)測儀表”模式的振動測量系統(tǒng)的功能；適合構(gòu)建經(jīng)濟(jì)型高精度振動測量系統(tǒng)。這使得人們越來越熱衷于跌倒檢測和跌倒預(yù)測儀器的開發(fā)。這種跌倒檢測器的基本原理是測量運(yùn)動過程中三個正交方向上的加速度變化來感知佩戴該儀器的個體身體姿態(tài)的變化，并算法分析來判斷個體是否跌倒。當(dāng)有個人摔倒時，儀器可以配合GPS模塊和無線發(fā)送模塊定位并報警情況，從而獲得相應(yīng)的救援。跌倒檢測器的核心部分是判斷跌倒是否發(fā)生的檢測原理和算法。不僅是老人，在其他很多情況下，跌倒的報警都是很有幫助的，尤其是從較高的地方跌倒的時候。例如，當(dāng)人們爬山、建造建筑物、清潔窗戶、油漆和修理屋頂時。

ADXL3451是ADI公司的一款3軸、數(shù)字文化輸出的無線振動傳感器。本文我們將在研究跌倒檢測工作原理的基礎(chǔ)上，提出作為一種可以基于ADXL345 的新型跌倒檢測方法解決問題方案。

iMEMS半導(dǎo)體技術(shù)將微機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子電路集成在同一芯片上。 iMEMS無線振動傳感器是一種使用該技術(shù)測量單個軸、兩個軸甚至三個軸的加速度并產(chǎn)生模擬或數(shù)字輸出的傳感器。 根據(jù)應(yīng)用，無線振動傳感器的測量范圍從幾克變化到幾十克。 數(shù)字輸出無線振動傳感器還集成了多種中斷模式。 這些特性可以為用戶提供更方便和靈活的解決方案。

ADXL345是阿迪*新的3軸，數(shù)字，輸出加，基于 IMEMS 技術(shù)的速度傳感器。ADXL345具有2-g，4-g，8-g，16-g 可變測量范圍，*大13b i t 分辨率，固定的4MG/L SB 靈敏度，3 mm * 5 mm * 1 mm 超小封裝，40-145uA 超低功耗，標(biāo)準(zhǔn)的 I2C 或 SPI 數(shù)字接口，32級 FIFO 存儲，以及各種內(nèi)部動作感應(yīng)和靈活的中斷模式和其他功能。ADXL345具有所有這些特性，有助于大大簡化跌落檢測算法，使其成為一個非常適合跌落檢測應(yīng)用的加速度計。

本文給出的跌倒檢測解決方案完全基于ADXL345中的運(yùn)動狀態(tài)檢測功能和中斷功能，甚至不需要實時讀取加速度的具體值和復(fù)雜的計算，可以將算法的復(fù)雜度降到*低。

中斷系統(tǒng)

ADXL345具有以下兩個系統(tǒng)可編程的中斷控制管腳：Int1和Int2。以及Data_Ready、Single_Tap、Double_Tap、Activity、Inactivity、 Free_Fall、Watermark、Overrun，共計8個中斷源。