低功耗MEMS传感器系统设计

📚 共计 30 章节
01
MEMS传感器概述
MEMS技术发展史 · 传感器分类 · 低功耗设计的重要性
基础概念
02
低功耗设计基础
功耗来源分析 · 动态功耗与静态功耗 · 低功耗设计策略
功耗理论
03
MEMS传感器接口协议
I2C协议详解 · SPI协议详解 · 接口选择与功耗权衡
协议通信
04
传感器数据采集基础
采样定理 · ADC分辨率与功耗 · 数据速率控制
采集ADC
05
低功耗MCU选型
MCU功耗参数 · 睡眠模式详解 · 唤醒源配置
MCU选型
06
电源管理设计
LDO与DC-DC选择 · 电源域划分 · 动态电压调节
电源DCDC
07
传感器驱动开发
寄存器配置 · 初始化流程 · 校准与补偿
驱动固件
08
中断驱动设计
中断类型与配置 · 中断服务程序优化 · 唤醒事件处理
中断实时
09
数据FIFO与突发传输
FIFO工作原理 · 批量数据处理 · 减少MCU唤醒次数
FIFO批量
10
低功耗传感器融合算法
卡尔曼滤波基础 · 互补滤波 · 算法优化与功耗
算法融合
11
运动检测与活动识别
计步器算法 · 自由落体检测 · 抬手亮屏实现
运动识别
12
环境传感器应用
温湿度采集 · 气压计高度计 · 气体传感器驱动
环境传感
13
IMU姿态解算
加速度计与陀螺仪数据融合 · 四元数更新 · 欧拉角计算
IMU姿态
14
传感器数据预处理
滑动平均滤波 · 中值滤波 · 低通滤波实现
滤波预处理
15
低功耗无线通信
BLE协议栈功耗分析 · 蓝牙广播与连接 · 数据包优化
BLE无线
16
NB-IoT与LTE-M
蜂窝物联网功耗模型 · PSM与eDRX模式 · 应用场景
蜂窝LPWA
17
LoRa与Sigfox
LPWAN技术对比 · 占空比限制 · 远距离低功耗设计
LoRaSigfox
18
能量采集技术
太阳能采集 · 振动能量采集 · 热能采集 · 电源管理IC
能量采集
19
电池选型与管理
锂电池特性 · 一次电池与二次电池 · 电量监测
电池BMS
20
实时操作系统(RTOS)低功耗
FreeRTOS Tickless模式 · 任务调度优化
RTOS调度
21
软件功耗优化
编译器优化 · 循环展开 · 查表法 · 算法复杂度控制
软件优化
22
硬件功耗优化
PCB布局技巧 · 去耦电容选择 · 信号完整性
硬件PCB
23
传感器系统可靠性设计
EMC防护 · ESD保护 · 环境适应性
可靠性EMC
24
测试与验证
功耗测量方法 · 电流探头使用 · 功耗分析仪
测试验证
25
低功耗传感器网络
网络拓扑 · 同步机制 · 数据聚合
网络拓扑
26
边缘计算与传感器
TinyML基础 · 模型压缩 · 片上推理
边缘TinyML
27
安全与隐私
传感器数据加密 · 安全启动 · 防篡改设计
安全隐私
28
工业应用案例
预测性维护 · 资产追踪 · 环境监测
工业案例
29
可穿戴设备案例
智能手表传感器系统 · 健康监测 · 功耗优化实战
可穿戴健康
30
智能家居应用案例
门窗传感器 · 温控器 · 人体存在检测
智能家居案例