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12 KiB
Lua
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Lua
--[[
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@module exvib
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@summary exvib 三轴加速度传感器扩展库
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@version 1.0
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@date 2025.08.10
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@author 李源龙
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@usage
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-- 用法实例
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注意:
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1. exvib.lua可适用于合宙内部集成了G-Sensor加速度传感器DA221的模组型号，
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目前仅有Air8000系列模组内置了DA221，Air7000推出时也会内置该型号G-Sensor；
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2. DA221在Air8000内部通过I2C1与之通信，并通过WAKEUP2接收运动监测中断，
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如您使用合宙其它型号模组外接DA221时，比如Air780EGH，建议与Air8000保持一致也选用I2C1和WAKEUP2
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(该管脚即为Air780EGH的PIN79:USIM_DET)，这样便可以无缝使用本扩展库，DA221的供应商为苏州明皜
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如需采购DA221或者其他更高端的加速度传感器可以联系他们；
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3. DA221作为加速度传感器，LuatOS仅支持运动检测这一功能，主要用于震动检测，运动检测，跌倒检测，
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搭配GNSS实现震动然后定位的功能，其余功能请自行研究，合宙提供了三种应用场景，如果需要适配自己的场景需求，
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请参考手册参数自行修改代码，调试适合自己场景的传感器值，合宙不提供DA221任何其它功能的任何形式的技术支持；
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关于exvib库的三种模式主要用于以下场景：
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1，微小震动检测，用于检测轻微震动的场景，例如用手敲击桌面；加速度量程2g；
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2，运动检测，用于电动车或汽车行驶时的检测和人行走和跑步时的检测；加速度量程4g；
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3，跌倒检测，用于人或物体瞬间跌倒时的检测；加速度量程8g；
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exvib=require("exvib")
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local intPin=gpio.WAKEUP2 --中断检测脚，内部固定wakeup2
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local tid --获取定时打开的定时器id
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local num=0 --计数器
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local ticktable={0,0,0,0,0} --存放5次中断的tick值，用于做有效震动对比
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local eff=false --有效震动标志位，用于判断是否触发定位
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--有效震动模式
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--tick计数器，每秒+1用于存放5次中断的tick值，用于做有效震动对比
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-- local function tick()
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-- num=num+1
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-- end
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-- --每秒运行一次计时
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-- sys.timerLoopStart(tick,1000)
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-- --有效震动判断
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-- local function ind()
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-- log.info("int", gpio.get(intPin))
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-- if gpio.get(intPin) == 1 then
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-- --接收数据如果大于5就删掉第一个
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-- if #ticktable>=5 then
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-- log.info("table.remove",table.remove(ticktable,1))
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-- end
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-- --存入新的tick值
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-- table.insert(ticktable,num)
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-- log.info("tick",num,(ticktable[5]-ticktable[1]<10),ticktable[5]>0)
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-- log.info("tick2",ticktable[1],ticktable[2],ticktable[3],ticktable[4],ticktable[5])
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-- --表长度为5且，第5次中断时间间隔减去第一次间隔小于10s，且第5次值为有效值
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-- if #ticktable>=5 and (ticktable[5]-ticktable[1]<10 and ticktable[1]>0) then
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-- log.info("vib", "xxx")
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-- --是否要去触发有效震动逻辑
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-- if eff==false then
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-- sys.publish("EFFECTIVE_VIBRATION")
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-- end
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-- end
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-- end
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-- end
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-- --设置30s分钟之后再判断是否有效震动函数
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-- local function num_cb()
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-- eff=false
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-- end
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-- local function eff_vib()
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-- --触发之后eff设置为true，30分钟之后再触发有效震动
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-- eff=true
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-- --30分钟之后再触发有效震动
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-- sys.timerStart(num_cb,180000)
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-- end
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-- sys.subscribe("EFFECTIVE_VIBRATION",eff_vib)
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--持续震动模式
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--持续震动模式中断函数
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local function ind()
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log.info("int", gpio.get(intPin))
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--上升沿为触发震动中断
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if gpio.get(intPin) == 1 then
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local x,y,z = exvib.read_xyz() --读取x，y，z轴的数据
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log.info("x", x..'g', "y", y..'g', "z", z..'g')
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end
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end
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local function vib_fnc()
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-- 1，微小震动检测，用于检测轻微震动的场景，例如用手敲击桌面；加速度量程2g；
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-- 2，运动检测，用于电动车或汽车行驶时的检测和人行走和跑步时的检测；加速度量程4g；
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-- 3，跌倒检测，用于人或物体瞬间跌倒时的检测；加速度量程8g；
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--打开震动检测功能
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exvib.open(1)
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--设置gpio防抖100ms
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gpio.debounce(intPin, 100)
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--设置gpio中断触发方式wakeup2唤醒脚默认为双边沿触发
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gpio.setup(intPin, ind)
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end
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sys.taskInit(vib_fnc)
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]]
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local exvib={}
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local i2cId=0
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local bsp=rtos.bsp()
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if bsp:find("780") then
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i2cId = 1
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end
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local da221Addr = 0x27
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local soft_reset = {0x00, 0x24} -- 软件复位地址
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local chipid_addr = 0x01 -- 芯片ID地址
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local rangeaddr = {0x0f, 0x00} -- 设置加速度量程，默认2g
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-- local rangeaddr = {0x0f, 0x01} -- 设置加速度量程，默认4g
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-- local rangeaddr = {0x0f, 0x10} -- 设置加速度量程，默认8g
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||
local int_set1_reg = {0x16, 0x87} --设置x,y,z发生变化时，产生中断
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local int_set2_reg = {0x17, 0x10} --使能新数据中断，数据变化时，产生中断，本程序不设置
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local int_map1_reg = {0x19, 0x04} --运动的时候，产生中断
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local int_map2_reg = {0x1a, 0x01}
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local active_dur_addr = {0x27, 0x01} -- 设置激活时间，默认0x01
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local active_ths_addr = {0x28, 0x33} -- 设置激活阈值，灵敏度最高
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-- local active_ths_addr = {0x28, 0x80} -- 设置激活阈值，灵敏度适中
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-- local active_ths_addr = {0x28, 0xFE} -- 设置激活阈值，灵敏度最低
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local odr_addr = {0x10, 0x08} -- 设置采样率 100Hz
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local mode_addr = {0x11, 0x00} -- 设置正常模式
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local int_latch_addr = {0x21, 0x02} -- 设置中断锁存
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local x_lsb_reg = 0x02 -- X轴LSB寄存器地址
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local x_msb_reg = 0x03 -- X轴MSB寄存器地址
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local y_lsb_reg = 0x04 -- Y轴LSB寄存器地址
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||
local y_msb_reg = 0x05 -- Y轴MSB寄存器地址
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local z_lsb_reg = 0x06 -- Z轴LSB寄存器地址
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local z_msb_reg = 0x07 -- Z轴MSB寄存器地址
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local active_state = 0x0b -- 激活状态寄存器地址
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local active_state_data
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local rangemode=1
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local x_accel
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local y_accel
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local z_accel
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--[[
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获取da221的xyz轴数据
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@api exvib.read_xyz()
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@return number x轴数据，number y轴数据，number z轴数据
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@usage
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local x,y,z = exvib.read_xyz() --读取x，y，z轴的数据
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||
log.info("x", x..'g', "y", y..'g', "z", z..'g')
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]]
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function exvib.read_xyz()
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-- da221是LSB在前，MSB在后，每个寄存器都是1字节数据，每次读取都是6个寄存器数据一起获取
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-- 因此直接从X轴LSB寄存器(0x02)开始连续读取6字节数据(X/Y/Z各2字节)，避免出现数据撕裂问题
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||
i2c.send(i2cId, da221Addr, x_lsb_reg, 1)
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local recv_data = i2c.recv(i2cId, da221Addr, 6)
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||
-- LSB数据格式为: D[3] D[2] D[1] D[0] unused unused unused unused
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||
-- MSB数据格式为: D[11] D[10] D[9] D[8] D[7] D[6] D[5] D[4]
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||
-- 数据位为12位，需要将MSB数据左移4位，LSB数据右移4位，最后进行或运算
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||
-- 解析X轴数据 (LSB在前，MSB在后)
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||
local x_data = (string.byte(recv_data, 2) << 4) | (string.byte(recv_data, 1) >> 4)
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||
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||
-- 解析Y轴数据 (LSB在前，MSB在后)
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||
local y_data = (string.byte(recv_data, 4) << 4) | (string.byte(recv_data, 3) >> 4)
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||
|
||
-- 解析Z轴数据 (LSB在前，MSB在后)
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||
local z_data = (string.byte(recv_data, 6) << 4) | (string.byte(recv_data, 5) >> 4)
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-- 转换为12位有符号整数
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-- 判断X轴数据是否大于2047，若大于则表示数据为负数
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-- 因为12位有符号整数的范围是 -2048 到 2047，原始数据为无符号形式，大于2047的部分需要转换为负数
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-- 通过减去4096 (2^12) 将无符号数转换为对应的有符号负数
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if x_data > 2047 then x_data = x_data - 4096 end
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||
-- 判断Y轴数据是否大于2047，若大于则进行同样的有符号转换
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if y_data > 2047 then y_data = y_data - 4096 end
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||
-- 判断Z轴数据是否大于2047，若大于则进行同样的有符号转换
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||
if z_data > 2047 then z_data = z_data - 4096 end
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-- 转换为加速度值（单位：g）
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if rangemode == 1 then
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x_accel = x_data / 1024
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y_accel = y_data / 1024
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z_accel = z_data / 1024
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elseif rangemode == 2 then
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x_accel = x_data / 512
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y_accel = y_data / 512
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||
z_accel = z_data / 512
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||
elseif rangemode == 3 then
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||
x_accel = x_data / 256
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||
y_accel = y_data / 256
|
||
z_accel = z_data / 256
|
||
else
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||
x_accel = x_data / 1024
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||
y_accel = y_data / 1024
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||
z_accel = z_data / 1024
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||
end
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-- 输出加速度值（单位：g）
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return x_accel, y_accel, z_accel
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end
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--初始化da221
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local function da221_init()
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if bsp:find("780") then
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gpio.setup(23, 1, gpio.PULLUP) -- gsensor 开关
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else
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gpio.setup(24, 1, gpio.PULLUP) -- gsensor 开关
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||
end
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--关闭i2c
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i2c.close(i2cId)
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--重新打开i2c,i2c速度设置为低速
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i2c.setup(i2cId, i2c.SLOW)
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sys.wait(50)
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i2c.send(i2cId, da221Addr, soft_reset, 1) --复位da221
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sys.wait(50)
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||
i2c.send(i2cId, da221Addr, chipid_addr, 1) --读取芯片id
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local chipid = i2c.recv(i2cId, da221Addr, 1) --接收返回的芯片id
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||
log.info("i2c", "chipid",chipid:toHex())
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||
if string.byte(chipid) == 0x13 then
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||
log.info("exvib init success")
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||
else
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log.info("exvib init fail")
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||
end
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||
-- 设置寄存器
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||
i2c.send(i2cId, da221Addr, rangeaddr, 1) --设置加速度量程，默认2g
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sys.wait(5)
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i2c.send(i2cId, da221Addr, int_set1_reg, 1) --设置x,y,z发生变化时，产生中断
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||
sys.wait(5)
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||
i2c.send(i2cId, da221Addr, int_map1_reg, 1)--运动的时候，产生中断
|
||
sys.wait(5)
|
||
i2c.send(i2cId, da221Addr, active_dur_addr, 1)-- 设置激活时间，默认0x00
|
||
sys.wait(5)
|
||
i2c.send(i2cId, da221Addr, active_ths_addr, 1)-- 设置激活阈值
|
||
sys.wait(5)
|
||
i2c.send(i2cId, da221Addr, mode_addr, 1)-- 设置模式
|
||
sys.wait(5)
|
||
i2c.send(i2cId, da221Addr, odr_addr, 1)-- 设置采样率
|
||
sys.wait(5)
|
||
i2c.send(i2cId, da221Addr, int_latch_addr, 1)-- 设置中断锁存 中断一旦触发将保持，直到手动清除
|
||
sys.wait(5)
|
||
end
|
||
|
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--[[
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||
打开da221
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@api exvib.open(mode)
|
||
@number da221模式设置，1，微小震动检测，用于检测轻微震动的场景，例如用手敲击桌面；加速度量程2g；
|
||
2，运动检测，用于电动车或汽车行驶时的检测和人行走和跑步时的检测；加速度量程4g；
|
||
3，跌倒检测，用于人或物体瞬间跌倒时的检测；加速度量程8g；
|
||
@return nil 无返回值
|
||
@usage
|
||
exvib.open(1)
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||
]]
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function exvib.open(mode)
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rangemode=mode
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||
if mode==1 or tonumber(mode)==1 then
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--轻微检测
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||
log.info("轻微检测")
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||
rangeaddr = {0x0f, 0x00} -- 设置加速度量程，默认2g
|
||
active_ths_addr = {0x28, 0x33} -- 设置激活阈值
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||
odr_addr = {0x10, 0x04} -- 设置采样率 15.63Hz
|
||
active_dur_addr = {0x27, 0x01} -- 设置激活时间
|
||
elseif mode==2 or tonumber(mode)==2 then
|
||
--常规检测
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||
log.info("运动检测")
|
||
rangeaddr = {0x0f, 0x01} -- 设置加速度量程，默认4g
|
||
active_ths_addr = {0x28, 0x26} -- 设置激活阈值
|
||
odr_addr = {0x10, 0x08} -- 设置采样率 250Hz
|
||
active_dur_addr = {0x27, 0x14} -- 设置激活时间
|
||
elseif mode==3 or tonumber(mode)==3 then
|
||
log.info("高动态检测")
|
||
--高动态检测
|
||
rangeaddr = {0x0f, 0x02} -- 设置加速度量程，默认8g
|
||
active_ths_addr = {0x28, 0x80} -- 设置激活阈值
|
||
odr_addr = {0x10, 0x0F} -- 设置采样率 1000Hz
|
||
active_dur_addr = {0x27, 0x04} -- 设置激活时间
|
||
end
|
||
sys.taskInit(da221_init)
|
||
end
|
||
|
||
--[[
|
||
关闭da221
|
||
@api exvib.close()
|
||
@return nil 无返回值
|
||
@usage
|
||
exvib.close()
|
||
]]
|
||
function exvib.close()
|
||
if bsp:find("780") then
|
||
gpio.close(23) -- gsensor供电关闭
|
||
else
|
||
gpio.close(24) -- gsensor供电关闭
|
||
end
|
||
gpio.close(24) -- gsensor供电关闭
|
||
log.info("exvib close..")
|
||
end
|
||
|
||
|
||
return exvib |