Bewegungserkennung mit Beschleunigungssensor

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Fachhochschule Gießen-Friedberg

Der gemittelte Ergebnisvektor wird anschließend gespeichert und ein Vergleich der gespeicherten Vektoren innerhalb eines Beobachtungsfensters erlaubt die Erkennung einer langsamen Orientierungsänderung über einen längeren Zeitraum. Der Abstand der Messreihen wird adaptiv angepasst: er ist zunächst relativ kurz und wird allmählich vergrößert, wenn über längere Zeit immer Bewegung oder immer Ruhe erkannt wird. Dadurch verringert sich die Gesamtzahl der Messungen wie auch der Energieverbrauch.

Die Software arbeitet als Zustandsautomat mit den beiden Zuständen „Aktiv“ (in Bewegung, Schieber offen, messend) sowie „passiv“ (in Ruhe, Schieber geschlossen, nicht messend). Jeder Zustand muss immer wieder durch die regelmäßig stattfindende Messung bestätigt werden. Wird im Zustand „aktiv“ erkannt, dass keine Bewegung mehr stattfindet, so wird nach mehrfacher Bestätigung des Ergebnisses in den Zustand „passiv“ umgeschaltet. Wird andererseits im Zustand „passiv“ eine Bewegung erkannt, so wird nach mehrfacher Bestätigung in den Zustand „aktiv“ umgeschaltet. So folgt – mit angemessenen Wartezeiten – das System der aktuellen Situation.

Strom sparen: Low-Power-Modus für MCU und Sensor

Im Flash-Speicher der MCU werden die wichtigsten Daten abgelegt. Dazu gehören die Anzahl der Öffnungen/Schließungen und vor allem die gesamte Öffnungszeit. Diese ist die tatsächliche Zeit, in der eine bestimmte Dosis auf den Träger des Messgerätes eingewirkt hat. Um die Öffnungszeit korrekt zu bestimmen, wurde mit dem Takt eines 32-kHz-Uhrenquarzes an einem Timer eine Software-Uhr implementiert.

Die MCU wird nach jeder Aktion konsequent in den Low-Power-Modus 3 (CPU abgeschaltet, 32-kHz-Hilfstakt für Zähler noch aktiv) umgeschaltet und erst zur nächsten Messung durch Timer-Interrupt wieder kurz in die aktive Betriebsart versetzt. Der Beschleunigungssensor wird ebenfalls nach jeder Messung in den Low-Power-Modus versetzt. So wird auch mit einer handelsüblichen Lithium-Batterie eine Laufzeit von bis zu einem Jahr erzielt, obwohl regelmäßig der mechanische Schließer betätigt wird.

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