CN110687316A - 一种低功耗测量目标运动量的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低功耗测量目标运动量的***和方法。***包括MCU和加速度传感器,两者间通过通讯端口和中断端口连接。测试方法包括:MCU接收配置信息,配置自身和加速度传感器;配置完成后,主动进入休眠状态,等待被唤醒;加速度传感器监测目标运动情况,在目标加速度达到阈值时,唤醒MCU进行计数,过程中,MCU判断记录是否应当被输出,在判断通过后,输出所记录的数据,进入休眠以循环执行上述流程。本发明的方案,进行对达到阈值的运动状态进行计数,可以使MCU快速进入休眠状态,由于不需要读取操作,传感器无需配置较多功能,可以使禁用FIFO等功能,以最大限度降低***功耗。非常适用于仅需大体掌握目标运动状态和靠电池长时间供电的场景。
Description
技术领域
本发明涉及传感器监测领域,尤其是一种运动量统计中,低功耗监测目标运动量的***和方法。
背景技术
传统的测量目标运动量的方法有:
1、快速的循环查询加速度传感器的状态,得到非常详细的运动数据。
2、设置加速度阈值,超过阈值时产生中断,MCU马上读取传感器的状态,得到相对详细的运动数据。
上述两种方法均可以有效地得到比较详细的运动数据,但也因此均存在对传感器进行查询和读取的操作,无论如何设计***流程,***的功耗均不会很低,不适用于电池供电长时间运行的场景,同时,也并非所有场景都需要详尽的运动数据,对于此种场景,上述两种方案均会执行多余的操作,不太适用。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种低功耗测量目标运动量的***和方法。以实现以极低的***功耗,有效监测目标运动量的功能。
本发明采用的技术方案如下:
一种低功耗测量目标运动量的***,该***包括MCU和加速度传感器,所述MCU与所述加速度传感器之间,通过通讯端口和中断端口连接;
所述MCU被配置为:
接收配置信息,执行对应于所述配置信息的初始化操作:配置对中断信号的第一响应动作,以及通过通讯端口初始化所述加速度传感器,初始化加速度传感器至少包括对加速度阈值的配置;
以及,执行初始化操作后,和执行完对中断信号的第一响应动作后,进入休眠状态;
以及,在休眠状态下,等待接收所述加速度传感器发送的中断信号,并在接收到中断信号时,执行对中断信号的第一响应动作,所述第一响应动作包括:对目标运动量进行计数;
以及,判断对目标运动量数据的记录是否达到预定条件,在达到预定条件时执行第二响应动作;
所述加速度传感器被配置为:接收MCU的初始化;还监测目标活动的加速度数据,并在检测的加速度达到所述加速度阈值时,通过中断端口向MCU发送中断信号。
本发明***仅对目标运动量进行计数,对应于中断次数,不再读取传感器的详细数据,可以使***更加快速地再次休眠,从而最大限度地降低***功耗。并且,由于MCU仅进行计数,不需要读取传感器的详细数据,对于传感器则仅需最简单的功能,初始化时可以禁用传感器的FIFO等功能,进一步降低***功耗。对于监测数据而言,虽然无法监测详尽的运动数据,但是,可以记录目标达到阈值的运动数据,通过对阈值的调整和配置,即可较为准确、全面地掌握目标的运动情况。
进一步的,所述初始化加速度传感器还包括:
1、配置加速度传感器工作模式:满足加速度测量和加速度阈值判断的最低功耗模式;
2、配置加速度传感器工作频率。
3、配置加速度传感器功能:仅保留加速度监测和加速度阈值判断功能。
通过上述初始化操作,可以大幅降低传感器的功耗。
进一步的,上述预定条件为:对目标运动量的连续记录时间达到预定时长,或对目标运动量的计数达到预定量。
对于输出所记录的数据而言,可以采用计时或计量的方式。计时方式采用计时器唤醒,计量方式在被唤醒后再判断,两种方式均属于低功耗的判断方式。
进一步的,所述第二响应动作为:至少输出从上一次执行第二响应动作后所计数的目标运动量。即输出从开始记录到第一次达到预定条件,或者从上一次输出开始,到本次达到预定条件所记录的数据。在做出第二响应动作后,MCU可以清楚记录。
本发明提供了一种低功耗测量目标运动量的方法,其包括:
A.***初始化:
MCU接收配置指令,执行初始化流程:
配置在休眠状态下对中断信号的响应机制,以及对加速度传感器进行初始化,其中对加速度传感器的初始化至少包括对加速度阈值的配置;
B.MCU进入休眠状态,执行以下步骤;
C.加速度传感器监测目标的加速度运动数据,在检测到的加速度达到所配置的加速度阈值时,向MCU发送中断信号,以唤醒MCU,并使MCU执行对中断信号的响应机制,包括:对目标运动量进行计数;
D.MCU判断对目标运动量数据的记录是否达到预定条件,在达到预定条件时,执行第三响应动作,执行E,否则,执行E;
E.跳转到B。
上述方法仅对目标运动达到阈值的次数进行计数,不读取和记录详细运动数据,一方面,可以从大体上掌握目标的运动情况,另一方面,因不需要读取操作,可以降低MCU和传感器功耗,同时,MCU可以快速进入休眠状态,以最大限度降低***功耗。
进一步的,所述A中,对加速度传感器的初始化还包括:
1、配置加速度传感器工作模式:满足加速度测量和加速度阈值判断的最低功耗模式;
2、配置加速度传感器工作频率。
3、配置加速度传感器功能:仅保留加速度监测和加速度阈值判断功能。
进一步的,所述步骤D中的MCU判断对目标运动量数据的记录是否达到预定条件为:在步骤B-C过程中,判断对目标运动量的连续记录时长是否达到预定时长,或在完成步骤C中对目标运动量进行计数后,判断对目标运动量的计数是否达到预定量。
进一步的,所述第三响应动作为:至少输出从上一次执行第三响应动作后所计数的目标运动量。
本发明中的“第一”、“第二”、“第三”等术语,仅为了对相应动作进行区别描述,非对对应动作的具体限定。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明的方法和***,通过设定加速度阈值,仅需对达到加速度阈值的活动状态进行计数,不需要读取传感器的详细运动数据,可以让MCU快速进入休眠状态,以降低***功耗。同时,由于不需要读取操作,传感器不需要配置过多的功能,仅需检测和阈值判断即可,可以在初始化时禁用传感器的数据FIFO等功能,进而最大限度降低***功耗。
2、本发明的方法和***,可以从大体上掌握目标的运动情况,尤其适用于不需要详细记录目标运动情况的场景。
3、本发明的方法和***,可以长时间保持***的低功耗状态,尤其适用于需要电池长时间供电的场景。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是低功耗测量目标运动量的方法的一个实施例。
图2是低功耗测量目标运动量的方法的另一实施例。
图3是***结构图。
图4是生猪运动量测量功耗的测试结果。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一
本实施例公开了一种低功耗测量目标运动量的方法。该方法借助于一定的硬件设施实现,具体而言,硬件设施包括加速度传感器(以下简称传感器)和MCU,加速度传感器与MCU之间,通过中断端口和通讯端口连接。如图1、2所示,测量方法包括以下步骤:
S1、***初始化:
***上电启动时,MCU接收配置指令并执行初始化流程,具体包括配置在休眠状态下对中断端口的响应机制,以及通过通讯端口对传感器进行初始化,该初始化包括:
1、配置传感器工作模式:满足加速度测量和加速度阈值判断的最低功耗模式。
2、配置传感器工作频率:该配置需结合具体应用场景,选择满足所应用场景需求的最低工作频率。
3、配置传感器功能(功能选择):仅保留加速度监测和加速度阈值判断功能。
4、配置传感器的加速度阈值:根据应用场景进行配置。
S2、***休眠:
MCU进入休眠状态以降低***功耗。此时,MCU等待被传感器的中断端口唤醒。
S3、传感器检测目标的加速度运动数据,当检测到的加速度达到配置的加速度阈值时,通过中断端口向MCU发送中断信号,以唤醒MCU。MCU在被中断信号唤醒后,对目标运动量增加一次。
S4、MCU在对目标运动量增加一次后,判断记录的目标运动量数据是否达到预定量,在达到预定量时,执行对应的响应动作,如图1所示;或者,在执行S2-S3过程中,MCU的计时器进行倒计时,在倒计时结束后,唤醒MCU,MCU在被唤醒后,执行对应的响应动作,如图2所示;即连续预定时长记录目标运动或对目标运动量的计量达到预定量后,执行相应的的动作。对应的执行动作为输出所记录的目标运动量。
S5、跳转到S2。使得***对目标的运动量循环记录。
本实施例的运动量记录方法,仅记录中断次数(中断次数对应于运动量增加次数),不再读取传感器的详细数据,可以使MCU和传感器最快进入休眠状态,从而最大限度降低***运行的功耗。并且,因不需要进行对传感器详细数据的读取,可以对传感器在初始化时禁用FIFO等功能,以最大限度降低***功耗。通过针对不同的场景配置对应的加速度阈值,即可记录目标运动达到阈值的次数,进而大致了解目标的运动量。本方法牺牲掉所采集的运动量细节(运动详细数据),换取***的低功耗运行。
实施例二
本实施例公开了一种低功耗测量目标运动量的***,该***包括MCU和加速度传感器(以下简称传感器),如图3所示,MCU与传感器之间,通过通讯端口和中断端口连接。
MCU被配置为:接收配置信息,执行初始化操作:配置对中断信号的响应动作,以及通过通讯端口初始化传感器。初始化传感器包括对传感器工作模式、工作频率、可选功能和加速度阈值的配置。具体而言初始化传感器包括:
1、配置传感器工作模式:满足加速度测量和加速度阈值判断的最低功耗模式。
2、配置传感器工作频率:该配置需结合具体应用场景,选择满足所应用场景需求的最低工作频率。
3、配置传感器功能(功能选择):仅保留加速度监测和加速度阈值判断功能。
4、配置传感器的加速度阈值:根据应用场景进行配置。
MCU还在执行初始化操作后,以及响应中断信号后,进入休眠状态。还在休眠状态下,等待接收中断信号,并在通过传感器的中断端口接收到中断信号时,执行对中断信号的响应动作。具体而言,响应动作为对目标运动量增加一次。MCU还判断对目标运动量数据的记录是否达到预定条件,并在判断通过时执行对应响应动作。预定条件为计时或计量条件,即在初始化后的过程中,连续预定时长记录目标运动量,或在对目标运动量计数后,对目标运动量的计数达到预定量。对应的执行动作为输出所记录的目标运动量。
传感器被配置为:通过通讯端口接收MCU的初始化。还监测目标活动的加速度数据,并在检测的加速度达到加速度阈值时,通过中断端口向MCU发送中断信号。
实施例三
本实施例公开了一种低功耗监测生猪运动量的***,该***包括MCU(TI的CC2530)和加速度传感器(ST的LIS2DW12),MCU和加速度传感器通过通讯端口和中断端口连接。
MCU被配置为:
一、接收配置信息,执行初始化操作:
A.配置对中断信号的响应动作,包括:在休眠状态下,接收到中断信号时,对生猪运动量增加一。以及每记录10分钟的生猪运动量,输出该10分钟内的生猪运动量记录。
B.通过通讯端口初始化加速度传感器,包括:
1、配置传感器工作模式:满足加速度测量和加速度阈值判断的最低功耗模式。
2、配置传感器工作频率:25Hz。
3、配置传感器功能:仅保留加速度监测和加速度阈值判断功能。
4、配置传感器的加速度阈值为2g。
二、在初始化操作后,以及响应中断信号后,主动进入休眠模式。
传感器被配置为:通过通讯端口接收MCU的初始化。还监测生猪活动的加速度数据,并在检测的加速度达到2g时,通过中断端口向MCU发送中断信号。
上述***记录一次运动量的功耗数据如图4所示。由图4可知,每次计步触发只产生4nah的功耗,假设目标每天运动3000步,那一年的计步功耗为3000*365*4nah=4.48mah,对于常见的CR2032电池,一般的电量160mah左右,采用这种设计后,可以连续续航超过35年。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种低功耗测量目标运动量的***,其特征在于,该***包括MCU和加速度传感器,所述MCU与所述加速度传感器之间,通过通讯端口和中断端口连接;
所述MCU被配置为:
接收配置信息,执行对应于所述配置信息的初始化操作:配置对中断信号的第一响应动作,以及通过通讯端口初始化所述加速度传感器,初始化加速度传感器至少包括对加速度阈值的配置;
以及,执行初始化操作后,和执行完对中断信号的第一响应动作后,进入休眠状态;
以及,在休眠状态下,等待接收所述加速度传感器发送的中断信号,并在接收到中断信号时,执行对中断信号的第一响应动作,所述第一响应动作包括:对目标运动量进行计数;
以及,判断对目标运动量数据的记录是否达到预定条件,在达到预定条件时执行第二响应动作;
所述加速度传感器被配置为:接收MCU的初始化;还监测目标活动的加速度数据,并在检测的加速度达到所述加速度阈值时,通过中断端口向MCU发送中断信号。
2.如权利要求1所述的低功耗测量目标运动量的***,其特征在于,所述初始化加速度传感器还包括:
1、配置加速度传感器工作模式:满足加速度测量和加速度阈值判断的最低功耗模式;
2、配置加速度传感器工作频率。
3、配置加速度传感器功能:仅保留加速度监测和加速度阈值判断功能。
3.如权利要求1所述的低功耗测量目标运动量的***,其特征在于,所述预定条件为:对目标运动量的连续记录时间达到预定时长,或对目标运动量的计数达到预定量。
4.如权利要求3所述的低功耗测量目标运动量的***,其特征在于,所述第二响应动作为:至少输出从上一次执行第二响应动作后所计数的目标运动量。
5.一种低功耗测量目标运动量的方法,其特征在于,其包括:
A.***初始化:
MCU接收配置指令,执行初始化流程:
配置在休眠状态下对中断信号的响应机制,以及对加速度传感器进行初始化,其中对加速度传感器的初始化至少包括对加速度阈值的配置;
B.MCU进入休眠状态,执行以下步骤;
C.加速度传感器监测目标的加速度运动数据,在检测到的加速度达到所配置的加速度阈值时,向MCU发送中断信号,以唤醒MCU,并使MCU执行对中断信号的响应机制,包括:对目标运动量进行计数;
D.MCU判断对目标运动量数据的记录是否达到预定条件,在达到预定条件时,执行第三响应动作,执行E,否则,执行E;
E.跳转到B。
6.如权利要求5所述的低功耗测量目标运动量的方法,其特征在于,所述A中,对加速度传感器的初始化还包括:
1、配置加速度传感器工作模式:满足加速度测量和加速度阈值判断的最低功耗模式;
2、配置加速度传感器工作频率。
3、配置加速度传感器功能:仅保留加速度监测和加速度阈值判断功能。
7.如权利要求5所述的低功耗测量目标运动量的方法,其特征在于,所述步骤D中的MCU判断对目标运动量数据的记录是否达到预定条件为:在步骤B-C过程中,判断对目标运动量的连续记录时长是否达到预定时长,或在完成步骤C中对目标运动量进行计数后,判断对目标运动量的计数是否达到预定量。
8.如权利要求7所述的低功耗测量目标运动量的方法,其特征在于,所述第三响应动作为:至少输出从上一次执行第三响应动作后所计数的目标运动量。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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