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

基于ADXL345三軸無(wú)線振動(dòng)傳感器的跌落檢測(cè)方法

近年來，隨著iMEMS無(wú)線振動(dòng)傳感器技術(shù)的發(fā)展，使得基于三軸無(wú)線振動(dòng)傳感器設(shè)計(jì)跌倒檢測(cè)器成為可能。振動(dòng)故障診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析范圍20KHz；緩變信號(hào)通道不少于32路，16位精度，動(dòng)態(tài)信號(hào)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(shí)。無(wú)線振動(dòng)傳感器基于無(wú)線技術(shù)的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)，具有振動(dòng)測(cè)量及溫度測(cè)量功能，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)指示狀態(tài)報(bào)警。應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備狀態(tài)管理及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)人員監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，保證設(shè)備正?？煽窟\(yùn)行。一體化振動(dòng)變送器將壓電傳感器和精密測(cè)量電路集成在一起，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)“傳感器+信號(hào)調(diào)理器”和“傳感器+監(jiān)測(cè)儀表”模式的振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的功能；適合構(gòu)建經(jīng)濟(jì)型高精度振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。這使得人們?cè)絹碓綗嶂杂诘箼z測(cè)和跌倒預(yù)測(cè)儀器的開發(fā)。這種跌倒檢測(cè)器的基本原理是測(cè)量運(yùn)動(dòng)過程中三個(gè)正交方向上的加速度變化來感知佩戴該儀器的個(gè)體身體姿態(tài)的變化，并算法分析來判斷個(gè)體是否跌倒。當(dāng)有個(gè)人摔倒時(shí)，儀器可以配合GPS模塊和無(wú)線發(fā)送模塊定位并報(bào)警情況，從而獲得相應(yīng)的救援。跌倒檢測(cè)器的核心部分是判斷跌倒是否發(fā)生的檢測(cè)原理和算法。不僅是老人，在其他很多情況下，跌倒的報(bào)警都是很有幫助的，尤其是從較高的地方跌倒的時(shí)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(shí)。

ADXL3451是ADI公司的一款3軸、數(shù)字文化輸出的無(wú)線振動(dòng)傳感器。本文我們將在研究跌倒檢測(cè)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(cè)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(wú)線振動(dòng)傳感器是一種使用該技術(shù)測(cè)量單個(gè)軸、兩個(gè)軸甚至三個(gè)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(wú)線振動(dòng)傳感器的測(cè)量范圍從幾克變化到幾十克。 數(shù)字輸出無(wú)線振動(dòng)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(cè)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(jí) FIFO 存儲(chǔ)，以及各種內(nèi)部動(dòng)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(jiǎn)化跌落檢測(cè)算法，使其成為一個(gè)非常適合跌落檢測(cè)應(yīng)用的加速度計(jì)。

本文給出的跌倒檢測(cè)解決方案完全基于ADXL345中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)功能和中斷功能，甚至不需要實(shí)時(shí)讀取加速度的具體值和復(fù)雜的計(jì)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(gè)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(jì)8個(gè)中斷源。