دليل المستخدم لمكتبة تقدير الوضع في الوقت الحقيقي لجهاز NUCLEO-F401RE من شركة ST Microelectronics

يمكن لمكتبة تقدير الوضعية MotionPE التمييز بين وضعيات المستخدم مثل الجلوس والوقوف والاستلقاء، وهي مخصصة للأجهزة التي يتم ارتداؤها على المعصم مع التعرف على أساس بيانات مقياس التسارع فقط.

واجهات برمجة تطبيقات مكتبة MotionPE

MotionPE_GetLibVersion(char *version):احصل على المكتبة
معلومات الإصدار.
MotionPE_Initialize():تهيئة
مكتبة.
MotionPE_ResetLib():إعادة تعيين المكتبة.
MotionPE_Update(MPE_input_t *data_in, MPE_output_t *data_out):تحديث المكتبة ببيانات مقياس التسارع.
MotionPE_SetOrientation_Acc(const char *acc_orientation):ضبط اتجاه مقياس التسارع.

الأسئلة الشائعة

س: هل يمكنني استخدام مكتبة MotionPE مع أجهزة استشعار غير ST MEMS؟
- ج: تم تصميم المكتبة لأجهزة ST MEMS فقط. قد يؤدي استخدام أجهزة استشعار MEMS أخرى إلى اختلاف الوظائف والأداء.
س: ما هي بيانات مقياس التسارع المطلوبة؟ampما هو تردد مكتبة MotionPE؟
- أ: المطلوبampالتردد المطلوب هو 16 هرتز لتقدير الوضعية بشكل دقيق.

مقدمة

مكتبة MotionPE middleware هي جزء من برنامج X-CUBE-MEMS1 وتعمل على STM32. وهي توفر معلومات في الوقت الفعلي حول وضع المستخدم الحالي استنادًا إلى البيانات من الجهاز. وهي قادرة على التمييز بين الوضعيات التالية: الجلوس والوقوف والاستلقاء. المكتبة مخصصة للأجهزة التي يتم ارتداؤها على المعصم. هذه المكتبة مخصصة للعمل مع ST MEMS فقط. يتم توفير الخوارزمية بتنسيق مكتبة ثابتة وهي مصممة للاستخدام على وحدات تحكم STM32 الدقيقة القائمة على بنية ARM® Cortex®-M3 أو ARM® Cortex®-M33 أو ARM® Cortex®-M4 أو ARM® Cortex®-M7. وهي مبنية على تقنية برنامج STM32Cube لتسهيل قابلية النقل عبر وحدات تحكم STM32 الدقيقة المختلفة. يأتي البرنامج مع sampيتم تنفيذ المشروع على لوحة التوسعة X-NUCLEO-IKS01A3 أو X-NUCLEO-IKS4A1 على لوحة تطوير NUCLEO-F401RE أو NUCLEO-U575ZI-Q أو NUCLEO-L152RE.

اختصارات

الجدول 1. قائمة المختصرات

مكتبة MotionPE middleware في توسعة برنامج X-CUBE-MEMS1 لـ STM32Cube

حركة PE علىview

تعمل مكتبة MotionPE على توسيع وظائف برنامج X-CUBE-MEMS1. حيث تستحوذ المكتبة على البيانات من مقياس التسارع وتوفر معلومات حول وضع المستخدم الحالي استنادًا إلى البيانات من الجهاز. تم تصميم المكتبة لأجهزة ST MEMS فقط. لا يتم تحليل الوظائف والأداء عند استخدام أجهزة استشعار MEMS أخرى وقد تختلف بشكل كبير عما هو موصوف في المستند.ampيتوفر التنفيذ للوحات التوسعة X-NUCLEO-IKS01A3 وX-NUCLEO-IKS4A1، المثبتة على لوحة تطوير NUCLEO-F401RE، أو NUCLEO-U575ZI-Q، أو NUCLEO-L152RE.

مكتبة MotionPE

يمكن العثور على المعلومات الفنية التي تصف بشكل كامل وظائف ومعلمات واجهات برمجة تطبيقات MotionPE في ملف HTML المجمّع MotionPE_Package.chm file الموجود في مجلد الوثائق.

وصف مكتبة MotionPE

تدير مكتبة تقدير الوضع MotionPE البيانات المكتسبة من مقياس التسارع؛ وتتميز بما يلي:

إمكانية التمييز بين أوضاع المستخدم التالية: الجلوس، الوقوف، الاستلقاء

مخصص للأجهزة التي يتم ارتداؤها على المعصم
التعرف على أساس بيانات مقياس التسارع فقط
بيانات مقياس التسارع المطلوبةampتردد لينغ 16 هرتز
متطلبات الموارد:
- Cortex-M3: 12.0 كيلو بايت من التعليمات البرمجية و2.8 كيلو بايت من ذاكرة البيانات
- Cortex-M33: 12.5 كيلو بايت من التعليمات البرمجية و2.8 كيلو بايت من ذاكرة البيانات
- Cortex-M4: 12.9 كيلو بايت من التعليمات البرمجية و2.8 كيلو بايت من ذاكرة البيانات
- Cortex-M7: 12.9 كيلو بايت من التعليمات البرمجية و2.8 كيلو بايت من ذاكرة البيانات

متوفر لمعالجات ARM® Cortex®-M3، أو ARM Cortex®-M33، أو ARM® Cortex®-M4، أو ARM® Cortex®-M7.

واجهات برمجة تطبيقات MotionPE

واجهات برمجة التطبيقات لمكتبة MotionPE هي:

uint8_t MotionPE_GetLibVersion(char *version)
- يسترجع نسخة المكتبة
- *الإصدار هو مؤشر إلى مجموعة مكونة من 35 حرفًا
- إرجاع عدد الأحرف في سلسلة الإصدار
void MotionPE_Initialize(void)
- يقوم بتنفيذ تهيئة مكتبة MotionPE وإعداد الآلية الداخلية
  ملاحظة: يجب استدعاء هذه الوظيفة قبل استخدام مكتبة تقدير الوضع ويجب تمكين وحدة CRC في متحكم STM32 (في سجل تمكين الساعة الطرفية RCC) قبل استخدام المكتبة
void MotionPE_ResetLib(void)
- إعادة تعيين المكتبة
void MotionPE_Update(MPE_input_t *data_in, MPE_output_t *data_out)
- ينفذ خوارزمية تقدير الوضع
- * المعلمة data_in هي مؤشر إلى بنية تحتوي على بيانات الإدخال
- المعلمات لنوع الهيكل MPE_input_t هي:
  - AccX هي قيمة مستشعر التسارع في المحور X بالجرام
  - AccY هي قيمة مستشعر التسارع في المحور Y بالجرام
  - AccZ هي قيمة مستشعر التسارع في المحور Z بالجرام
- *معلمة data_out هي مؤشر إلى عدد يحتوي على العناصر التالية:
  - MPE_غير معروف = 0
  - MPE_SITTING = 1
  - MPE_STANDING = 2
  - MPE_LYING_DOWN = 3
- void MotionPE_SetOrientation_Acc(const char *acc_orientation)
  - يتم استخدام هذه الوظيفة لتعيين اتجاه بيانات مقياس التسارع
  - يتم عادةً تنفيذ التكوين فورًا بعد استدعاء وظيفة MotionPE_Initialize
  - *معامل acc_orientation هو مؤشر إلى سلسلة من ثلاثة أحرف تشير إلى اتجاه كل من الاتجاهات الإيجابية لإطار المرجع المستخدم لإخراج بيانات مقياس التسارع، في التسلسل x، y، z. القيم الصالحة هي: n (شمال) أو s (جنوب)، w (غرب) أو e (شرق)، u (أعلى) أو d (أسفل).
  - كما هو موضح في الشكل أدناه، فإن مستشعر التسارع X-NUCLEO-IKS4A1 له اتجاه SEU (x – جنوب، y – شرق، z – أعلى)، وبالتالي فإن السلسلة هي: "seu".

مخطط تدفق واجهة برمجة التطبيقات

كود العرض التوضيحي

يقوم كود العرض التوضيحي التالي بقراءة البيانات من مستشعر التسارع ويحصل على الوضع المقدر

أداء الخوارزمية

تستخدم خوارزمية تقدير الوضعية البيانات من مقياس التسارع فقط وتعمل بتردد منخفض (16 هرتز) لتقليل استهلاك الطاقة. يوضح الجدول أدناه أداء خوارزمية تقدير الوضعية من حيث معدلات نجاح التعرف

Sampتطبيق le

يمكن التعامل بسهولة مع برنامج MotionPE الوسيط لبناء تطبيقات المستخدم.ampيتم توفير التطبيق في مجلد التطبيق. وهو مصمم للتشغيل على لوحة تطوير NUCLEO-F401RE أو NUCLEOU575ZI- Q أو NUCLEO-L152RE متصلة بلوحة توسعة X-NUCLEO-IKS01A3 أو X-NUCLEO-IKS4A1. يتعرف التطبيق على وضع المستخدم الحالي في الوقت الفعلي.

يوضح الشكل أعلاه زر المستخدم B1 ومصابيح LED الثلاثة للوحة NUCLEO-F401RE. بمجرد تشغيل اللوحة، يضيء مصباح LED LD3 (PWR).
ملاحظة: بعد تشغيل اللوحة، يومض مؤشر LED LD2 مرة واحدة للإشارة إلى أن التطبيق جاهز. يلزم توصيل كابل USB لمراقبة البيانات في الوقت الفعلي. يتم تشغيل اللوحة بواسطة الكمبيوتر الشخصي عبر اتصال USB. يتيح وضع العمل هذا للمستخدم عرض وضع المستخدم المكتشف في الوقت الفعلي وبيانات مقياس التسارع ووقت التشغيل.amp وأي بيانات استشعار أخرى، باستخدام MEMS-Studio.

تطبيق MEMS-Studio

لياليampيستخدم التطبيق تطبيق MEMS-Studio، والذي يمكن تنزيله من www.st.com.
الخطوة 1. تأكد من تثبيت برامج التشغيل الضرورية وتوصيل لوحة STM32 Nucleo مع لوحة التوسيع المناسبة بالكمبيوتر.

الخطوة 2. قم بتشغيل تطبيق MEMS-Studio لفتح نافذة التطبيق الرئيسية. إذا تم توصيل لوحة STM32 Nucleo مع البرامج الثابتة المدعومة بالكمبيوتر، فسيتم اكتشاف منفذ COM المناسب تلقائيًا. اضغط على زر [Connect] لإنشاء اتصال بلوحة التقييم

الخطوة 3. عند الاتصال بلوحة STM32 Nucleo مع البرامج الثابتة المدعومة، يتم فتح علامة التبويب [تقييم المكتبة].

لبدء وإيقاف تدفق البيانات، قم بتبديل [بدء] المناسب أو [توقف] الزر الموجود على شريط الأدوات الرأسي الخارجي. يمكن عرض البيانات القادمة من المستشعر المتصل viewيمكن القيام بذلك عن طريق تحديد علامة التبويب [جدول البيانات] الموجودة على شريط الأدوات الرأسي الداخلي.

الخطوة 4. انقر فوق [تقدير الوضع] لفتح الصفحة المخصصة لهذه المكتبة.

الخطوة 5. انقر فوق [حفظ في File] لفتح نافذة تكوين تسجيل البيانات. حدد بيانات تقدير المستشعر والوضع المراد حفظها في fileيمكنك البدء في الحفظ أو إيقافه بالضغط على الزر المقابل

الخطوة 6. يمكن استخدام وضع حقن البيانات لإرسال البيانات التي تم الحصول عليها مسبقًا إلى المكتبة واستلام النتيجة. حدد علامة التبويب [حقن البيانات] على شريط الأدوات الرأسي لفتح النافذة المخصصة view لهذه الوظيفة

الخطوة 7. انقر فوق الزر [استعراض] لتحديد file مع البيانات التي تم التقاطها مسبقًا بتنسيق CSV. سيتم تحميل البيانات إلى الجدول في الوقت الحالي view.

ستصبح الأزرار الأخرى نشطة. يمكنك النقر على:

زر [الوضع غير المتصل بالإنترنت] لتشغيل/إيقاف وضع عدم الاتصال بالإنترنت للبرنامج الثابت (الوضع الذي يستخدم البيانات الملتقطة مسبقًا).
أزرار [بدء]/[إيقاف]/[خطوة]/[تكرار] للتحكم في تغذية البيانات من MEMS-Studio إلى المكتبة

مراجع

جميع الموارد التالية متاحة مجانًا على www.st.com.

UM1859: البدء باستخدام MEMS للحركة X-CUBE-MEMS1 وتوسيع برنامج الاستشعار البيئي لـ STM32Cube
UM1724: لوحات STM32 Nucleo-64 (MB1136)
UM3233: البدء مع MEMS-Studio

تاريخ المراجعة

الجدول 5. تاريخ مراجعة الوثيقة

إشعار هام – اقرأ بعناية

تحتفظ شركة STMicroelectronics NV والشركات التابعة لها ("ST") بالحق في إجراء تغييرات وتصحيحات وتحسينات وتعديلات وتحسينات على منتجات ST و/أو على هذا المستند في أي وقت دون إشعار. يجب على المشترين الحصول على أحدث المعلومات ذات الصلة بمنتجات ST قبل تقديم الطلبات. تُباع منتجات ST وفقًا لشروط وأحكام البيع الخاصة بـ ST المعمول بها في وقت إقرار الطلب. يتحمل المشترون وحدهم المسؤولية عن اختيار منتجات ST واختيارها واستخدامها ولا تتحمل ST أي مسؤولية عن المساعدة في التطبيق أو تصميم منتجات المشترين. لا تمنح ST هنا أي ترخيص، صريحًا أو ضمنيًا، لأي حق من حقوق الملكية الفكرية. تؤدي إعادة بيع منتجات ST بأحكام مختلفة عن المعلومات المنصوص عليها هنا إلى إلغاء أي ضمان تمنحه ST لهذا المنتج. ST وشعار ST هما علامتان تجاريتان لشركة ST. للحصول على معلومات إضافية حول العلامات التجارية ST، راجع www.st.com/trademarks. جميع أسماء المنتجات أو الخدمات الأخرى هي ملك لأصحابها. المعلومات الواردة في هذا المستند تحل محل المعلومات المقدمة مسبقًا في أي إصدارات سابقة من هذا المستند وتحل محلها. © 2024 STMicroelectronics – جميع الحقوق محفوظة

المستندات / الموارد

مكتبة تقدير الوضع في الوقت الحقيقي NUCLEO-F401RE من شركة ST Microelectronics [بي دي اف] دليل المستخدم
NUCLEO-F401RE، NUCLEO-U575ZI-Q، NUCLEO-L152RE، مكتبة تقدير الوضع في الوقت الفعلي NUCLEO-F401RE، مكتبة تقدير الوضع في الوقت الفعلي، مكتبة تقدير الوضع في الوقت الفعلي، مكتبة تقدير الوضع، مكتبة تقدير الوضع، مكتبة التقدير، المكتبة

مراجع

دليل المستخدم

مكتبة تقدير الوضع في الوقت الحقيقي NUCLEO-F401RE من شركة ST Microelectronics

معلومات المنتج

تعليمات استخدام المنتج