智能空间几何感知系统

一、产品简介

核心功能

1、高精度姿态感知

l 采用ICM-42688-P陀螺仪模块，实时采集X/Y轴倾斜角度数据，通过滤波算法消除噪声干扰，角度测量精度可达±0.5°。

2、几何参数智能计算

l 用户可通过按键自定义三角形边长，系统自动计算垂直高度（公式：h = L × sinθ），结果实时显示于OLED屏幕。

3、人机交互与数据可视化

l 0.96寸OLED分屏显示角度与高度。

二、应用场景

1、地理空间与几何计算

2、基坑的倾斜度与沉降监测

3、山体滑坡监测

4、平衡车姿态反馈

5、无人机姿态反馈

三、产品概述

产品核心器件概述

1. 微控制器单元

型号：STM32F103C8T6

· 核心架构：搭载72MHz主频的高性能ARM Cortex-M3内核，支持单周期乘法和硬件中断嵌套，指令执行效率较传统8/16位MCU提升3倍以上。

· 外设资源：集成12位ADC、3个USART、2个SPI/I2C接口，满足多传感器协同与实时通信需求。

· 存储与扩展：内置64KB Flash + 20KB SRAM，支持硬件调试（SWD/JTAG）与固件远程升级。

· 应用适配：专为工业控制、医疗设备及嵌入式系统设计，可稳定运行于-40°C至+85°C环境。

2. 陀螺仪模块

型号：ICM-42688-P

1. 基本参数

· 传感器类型：6轴MEMS运动传感器（3轴陀螺仪 + 3轴加速度计）

· 制造商：TDK InvenSense

· 封装尺寸：2.5mm × 3mm × 0.91mm（14针LGA封装）

· 工作温度范围：-40℃ ~ +85℃

2. 陀螺仪性能

· 量程范围：±15.625°/s、±31.25°/s、±62.5°/s、±125°/s、±250°/s、±500°/s、±1000°/s、±2000°/s（可编程调节）

· 噪声系数：0.0028dps/√Hz（低噪声模式）

· 灵敏度误差：±0.5%（全温度范围内）

· 分辨率：支持20位数据输出（FIFO模式），陀螺仪分辨率相比传统传感器提升8倍

3. 加速度计性能

· 量程范围：±2g、±4g、±8g、±16g（可编程调节）

· 噪声系数：70μg/√Hz（低功耗模式）

· 灵敏度误差：±0.5%

四、产品参数

1. 供电系统

· 输入电压：

· 供电：Type-C DC+5V或者单节锂电池供电。

2. 硬件设计

· PCB规格：

· 尺寸与工艺：55mm×65mm两层板，采用嘉立创免费打样政策，集成电源管理/通信/传感模块。

· 抗干扰优化：覆铜设计降低EMI，阻抗控制±10%。

3. 核心处理器

· 型号：STM32F103C8T6

· 性能参数：72MHz ARM Cortex-M3内核，64KB Flash + 20KB RAM，支持硬件浮点运算。

· 扩展接口：3路USART（蓝牙/调试）、2路SPI、12位ADC。

3D简介图

五、使用说明

1. 接通DC+5V电源后，只需打开电源开关，设备即可正常运作。

2. 按下设置按键，可以调整X轴和Y轴长度。

3. Oled显示屏实时显示X轴和Y轴角度，和计算得到的高度。

六、备注说明

a、附件包含如下：

1、测试固件

2、焊接辅助工具

3、Keil5源代码

c、项目成本：

总成本概览（得益于嘉立创两层板免费政策）：

· 核心模块成本：¥40 人民币（预估）

· 细分组件成本：

· MCU主控芯片：¥5

· 陀螺仪传感器：¥16

· 显示屏（0.96寸 OLED）：¥10

d、注意事项：

1、注意使用电池供电时，正负极别接反了；

七、测试视频

倾斜角度测试以及按键参数设置