【導讀】微機電係統（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS）運動傳感器無處不在
，從智能手機到汽車安全係統都能看到它的身影，在不同的設備中的功能也有所差異。MEMS 產生的信號必須經過解析才能夠被電路使用。

晚年仍獨立生活的老年人往往會有一個擔憂：如果出現突發情況，我還能打電話求助嗎？ chuandaishijiatingjinjihujiaoxitongnengrangningengjiaanxin。gaixitongdeyigezhongyaozuchengbufenshidiedaojiance。tongguojiaruheshidechuanganqikeyiqingsongjianggaigongnengjichengdaoxiangyingdeshebeizhong。 

微機電係統（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS）運動傳感器無處不在
，從智能手機到汽車安全係統都能看到它的身影
，在不同的設備中的功能也有所差異。MEMS 產生的信號必須經過解析才能夠被電路使用。

跌倒檢測係統的工作原理

家庭緊急呼叫係統中的跌倒檢測傳感器能夠自動檢測人跌倒並靜止不動。背景：為方便討論，假設緊急呼叫者不能手動觸發緊急呼叫開關，必須自動發出緊急呼叫。三軸加速度傳感器如何檢測跌倒？ 在物理術語中，跌倒意味著短暫失重，即測量到大約 0 g 的加速度，然後出現較高的負加速度（急劇減速）。如果在一段時間內沒有測量到加速度有變化
，那麼意味著穿戴著傳感器的人靜止不動。

要開發跌倒檢測係統，必須正確解析MEMS 所suo產chan生sheng的de脈mai衝chong。另ling一yi個ge挑tiao戰zhan是shi必bi須xu獲huo得de非fei常chang準zhun確que的de值zhi。因yin此ci，必bi須xu補bu償chang諸zhu如ru溫wen度du波bo動dong之zhi類lei的de幹gan擾rao所suo帶dai來lai的de影ying響xiang。總zong之zhi，在zai開kai發fa跌die倒dao檢jian測ce算suan法fa功gong能neng之zhi前qian，必bi須xu付fu出chu大da量liang努nu力li。幸xing運yun的de是shi，如ru今jin的de傳chuan感gan器qi模mo塊kuai對dui開kai發fa人ren員yuan非fei常chang友you好hao。

預設功能

伍爾特電子遵循“智能”元器件這一最新理念，在傳感器中集成了部分“智能”功能。3 軸加速度傳感器 WSEN-ITDS 的尺寸僅為 2.0 × 2.0 × 0.7 mm，LGA 封裝

，采用了基於電容測量原理的 MEMS技術。它集成了溫度傳感器，輸出的數據都是經過補償和校準的。它有四種測量範圍可供選擇：±2 g、±4 g、±8 g 和 ±16 g。可以通過寄存器設置選擇自由落體、喚醒
、活動、yundonghefangxiangjiancedengtedinggongneng。tedinggongnengdezhuangtaikeyitongguolianggekebianchengzhongduanyinjiaohuozhi。zhezhongmianxiangyingyongdeceliangzhichuliheshuchunenggoudafujianhuayingyongkaifaguocheng。

diedaojianceyeshizhezhongqingkuang。youyuneizhileyushegongnenghekexuancanshu，kaifarenyuankeyiqingsongshixiandiedaojiancegongneng。gaichuanganqideyidayoushishineizhigongnengkeyizuidachengdujianshaobujianduandanbubiyaodechuanganqijiasudushujuchuanshu
，yijiduizhexieshujujinxingfuzadeyunsuan。

優勢

3 軸加速度傳感器 WSEN-ITDS 有兩個可編程中斷引腳 INT_0 和 INT_1。這兩個引腳可以單獨激活或停用。來自傳感器功能的中斷信號會傳輸到這兩個引腳。

圖1：傳感器功能框圖 

（圖片來源：伍爾特電子）

如圖中紅色部分所示（圖 1），跌倒檢測需要三個功能：“自由落體”、“喚醒”和“靜止/運動”。通tong過guo結jie合he使shi用yong這zhe些xie傳chuan感gan器qi功gong能neng就jiu可ke以yi確que定ding佩pei戴dai者zhe是shi否fou跌die倒dao和he之zhi後hou是shi否fou可ke以yi移yi動dong等deng可ke靠kao信xin息xi。傳chuan感gan器qi將jiang這zhe些xie事shi件jian產chan生sheng的de中zhong斷duan信xin號hao送song到dao引yin腳jiao INT_0 和 INT_1，以通知監控係統發出警報。

設置閾值

在(zai)自(zi)由(you)落(luo)體(ti)時(shi)，所(suo)有(you)三(san)個(ge)軸(zhou)的(de)加(jia)速(su)度(du)值(zhi)都(dou)會(hui)趨(qu)近(jin)於(yu)零(ling)。在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)模(mo)塊(kuai)的(de)寄(ji)存(cun)器(qi)中(zhong)，必(bi)須(xu)定(ding)義(yi)針(zhen)對(dui)特(te)定(ding)應(ying)用(yong)的(de)兩(liang)個(ge)值(zhi)，在(zai)這(zhe)兩(liang)個(ge)值(zhi)同(tong)時(shi)發(fa)生(sheng)時(shi)生(sheng)成(cheng)報(bao)告(gao)跌(die)倒(dao)的(de)中(zhong)斷(duan)：自zi由you落luo體ti時shi的de閾yu值zhi，以yi及ji自zi由you落luo體ti的de持chi續xu時shi間jian。為wei了le使shi用yong傳chuan感gan器qi數shu據ju來lai解jie析xi跌die倒dao事shi件jian，還hai必bi須xu定ding義yi傳chuan感gan器qi喚huan醒xing條tiao件jian，通tong過guo設she置zhi加jia速su度du改gai變bian的de閾yu值zhi和he該gai脈mai衝chong的de最zui短duan持chi續xu時shi間jian。為wei了le在zai偵zhen測ce出chu現xian喚huan醒xing事shi件jian時shi排pai除chu重zhong力li矢shi量liang和he極ji低di頻pin噪zao聲sheng的de影ying響xiang，應ying使shi用yong高gao通tong濾lv波bo器qi輸shu出chu。

集成的“靜止/運動”算法功能會通知警報係統傳感器佩戴者在跌倒後是否保持不動或仍然能夠行動。靜止功能結合了兩個檢測事件：“睡眠”和“喚醒”，yijilujingzhishijian。chuanganqimeiyoudandudeshuimianzhongduanxinhao。tashitongguojiankongshuimianhehuanxingzhongduanxinhaolaishixiande。yonghukeyigenjuyingyonglaidingyihuanxingyuzhihechixushijiandengcanshu。ruguo X 軸、Y 軸和 Z zhoushuchudejiasuduzhixiaoyuhuanxingyuzhibingqieshuchuzhizaizhidingdechixushijianbaochizaicifanweineishi，jiangshengchengshuimianzhongduanxinhao。ruguolaizirenyizhoudeshujuzhigaoyudingyidehuanxingyuzhi，bingqieshujuzaicifanweineibaochiyiduanshijian
，zehuishengchenghuanxingzhongduanxinhao。tu 2 展示的是控製跌倒檢測應用的中斷的生成過程。

圖 2：通過喚醒和睡眠閾值進行無運動檢測

（圖片來源：伍爾特電子）

這四個階段如下：

1. 在跌倒之前，來自三個軸的加速度值的矢量總和接近 1 g。通過同時監測跌倒前後加速度的方向，可以獲得跌倒事件的更多信息。

2. 在自由落體條件下，失重總是發生在跌倒開始時。通過定義適當的自由落體持續時間和閾值，可以通過中斷信號 FF_IA 檢測到跌倒。在自由落體過程中，加速度趨向於 0 g，但在自由落體之後，人會撞擊到地麵
，出現較高的加速度峰值。

3. 跌倒後，佩戴者會立即嚐試移動。如果跌倒太嚴重，可能在跌倒後無法立即移動。此事件的持續時間可以通過靜止檢測功能進行配置。

4. 如果人在一定時間後（在靜止功能中配置）因失去知覺而無法移動，則生成中斷信號SLEEP_STATE_IA 和 SLEEP_CHANGE_IA。通過比較跌倒前後傳感器加速度的方向指示跌倒檢測係統產生警報。如果人在一定時間內移動，則生成喚醒信號 WU_IA，而不生成SLEEP_STATE_IA 和SLEEP_CHANGE_IA 中斷信號。在這種情況下
，跌倒檢測係統不會生成自動警報。

結論

如本文所述

，伍爾特電子 WSEN-ITDS 等(deng)傳(chuan)感(gan)器(qi)模(mo)塊(kuai)能(neng)夠(gou)大(da)幅(fu)減(jian)少(shao)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)量(liang)

，開(kai)發(fa)跌(die)倒(dao)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)和(he)軟(ruan)件(jian)也(ye)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)輕(qing)鬆(song)。節(jie)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)模(mo)塊(kuai)會(hui)在(zai)出(chu)現(xian)定(ding)義(yi)的(de)加(jia)速(su)事(shi)件(jian)時(shi)自(zi)行(xing)喚(huan)醒(xing)
，對(dui)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)能(neng)耗(hao)和(he)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)也(ye)有(you)積(ji)極(ji)影(ying)響(xiang)。

圖3：傳感器模塊 WSEN-ITDS

（圖片來源：伍爾特電子）

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