【代码库】使用压力和倾斜传感器的智能感应吸入器

使用压力和倾斜传感器的智能感应吸入器

本示例使用 FRDM-MCXW71 和板载 FXLS8974CF 加速度计作为倾斜传感器，并使用扩展板 FRDMSTBC-P3115 使用 MPL3115 绝对压力传感器来演示连接的智能传感吸入器应用。

• 该演示展示了如何使用高精度数字压力传感器 MPL3115 检测患者的潮气呼吸模式来调整剂量分配。此功能可用于实现智能剂量触发功能。
• 该演示还展示了使用 3 轴加速度计 FXLS8974CF 作为倾斜传感器来检测正确的吸入器姿势以提供适量的剂量。
• 连接的智能吸入器通过 BLE 无线 UART 告知吸入的剂量，允许远程患者监控，有助于患者遵守剂量和依从性。

注：本演示中，将带管的注射器连接到 FRDMSTBC-P3115 板上的 MPL3115 压力传感器，以模拟患者吸气引起的压力变化。压力阈值已适当设置，并可根据实际吸气压力下降模式进行配置。

主板：FRDM-MCXW71、FRDM-MCXW7X

配件：板载加速度计 FXLS8974CF、nxpfrdmstbcp3115

类别：传感器、无线连接、工具

外设：I2C、UART、传感器

工具链：MCUXpresso IDE

目录

1. 软件
2. 硬件
3. 设置
   3.1硬件设置
   3.2软件设置
4. 运行演示
   4.1运行演示 1
   4.2运行演示 2
5. 支持

1.软件

• 物联网传感 SDK (ISSDK) v1.8 作为 MCUXpresso SDK 中的中间件提供给支持的平台
• 适用于 FRDM-MCXW71 或更高版本的 MCUXpresso SDKv2.16.0
• MCUXpresso IDE v11.10.0
• FreeMaster 工具 v3.2 或更新版本
• NXP IoT ToolBox 应用程序 - Android 商店或 NXP IoT ToolBox 应用程序 - Apple 商店。

2.硬件

• FRDM-MCXW71/7x MCU 板，带板载 FXLS8974CF 加速度计
• 用于 MPL3115 绝对压力传感器的FRDMSTBC-P3115扩展板。
• 12mm压力口和压力注射器。
• 个人电脑
• Mini/micro C USB 线缆
• 支持BLE无线连接的Android或Apple手机。

3. 设置

3.1 步骤 1

3.1 硬件设置

3.1.1 步骤 1：刷新 NBU

• FRDM-MCXW71 板配备了用于无线电核心的窄带单元 (NBU) 预闪存代码。
• 如果您需要重新刷新 NBU 固件，请按照以下说明操作：
  在 FRDM-MCXW71 上刷新 NBU 固件
  检查 NBU 不兼容版本

3.1.2 第 2 步：连接硬件

• 将 FRDM-MCXW71 连接到 FRDM-STBC-P3115 扩展板。
• 连接 FRDM-STBC-P3115 扩展板上的 J7 和 J8 引脚 1-2。
• 确保将 12 毫米压力端口粘合到压力传感器部件（FRDM-STBC-P3115 板上的 MPL3115）。
• 将注射器连接到压力端口以便能够施加压力变化。
• 将微型 USB 电缆从连接器 MCU-LINK 连接到主机。
• Android 或 Apple 手机可在 NXP IoT ToolBox App 上查看演示输出。下图显示了硬件设置：
  

3.2 软件设置

3.2.1 步骤 1：下载并安装所需软件

• 下载并安装MCUXpresso IDE v11.10.0
  • 转到下载部分并选择“上一个”选项卡。
  • 搜索 MCUXpresso IDE v11.10.0 并下载。
• 下载并安装适用于 FRDM-MCXW71 或更高版本的 MCUXpresso SDKv2.16.0
• 下载并安装FreeMaster Tool v3.2 或更新版本
• 下载并安装NXP IoT ToolBox App - Android Store或 NXP IoT ToolBox App - Apple Store

3.2.2 步骤 2：克隆 APP-CODE-HUB/dm-tamper-detection-using-low-power-wakeup-sensor-over-ble

• 克隆此存储库以获取示例项目：
• 将目录更改为克隆的项目文件夹：
  cd dm-smart-sensing-inhaler

3.2.3 步骤3：构建示例项目

• 打开 MCUXpresso IDE 并选择一个目录来创建您的工作区。
• 将适用于 FRDM-MCXW71 的 MCXUpresso SDK 2.16.0 安装到 MCUXpresso IDE 中（将 SDK zip 拖放到“已安装的 SDK”视图中）。
• 转到“快速启动面板”并单击“从文件系统导入项目”，
• 选择“项目目录（解压）”并浏览到克隆的项目文件夹。
• 选择您想要打开并运行的示例项目（“smartsensinginhalerfmstrproject”或“smartsensinginhalerbleproject”）。
• 右键单击项目并选择构建以开始构建项目。

4 运行演示

4.1 运行演示 1：使用 FreeMASTER 的智能吸入器演示

4.1.1 步骤 1：构建并运行示例项目

• 使用 USB-C 电缆连接主机 PC 和目标 FRDM-MCXW71 板上的 MCU-Link USB 端口。
• 选择“smartsensinginhalerfmstrproject”项目。
• 右键单击项目并选择“Debug As”。选择 MCUXpresso IDE LinkServer (inc. CMSIS DAP) 探针。
• 调试器将开始将程序下载到设备。MCU-LINK 探针将被识别。点击“OK”继续。
• 单击“恢复”按钮或按键盘上的“F8”键继续在设备上运行下载的程序。
• 单击“终止”按钮或按“CNTR + F2”终止调试会话。
• 断开连接到 FRDM-MCXW71 的 USB-C 线缆，然后重新连接。您将看到 FRDM-MCXW71 上亮起红色 LED。
• 等到看到 FRDM-MCXW71 上的绿色 LED 闪烁，即确认 MPL3115 校准完成。

4.1.2 步骤 2：打开 FreeMASTER GUI

• 启动安装在 Windows PC 上的 FreeMASTER 应用程序。
• 单击“连接向导”并选择下一步>。
  
• 选择“使用直接连接到板载 USB 端口”并单击“下一步>”。
• FreeMASTER 工具会自动检测 COM 端口（在下一个屏幕上选择已识别的 COM 端口）及其配置的波特率。确认 COM 端口和波特率后，点击“Next>”。
  
• FreeMASTER 检测开发板连接，并要求确认检测到的设置。选择“是”进行确认，然后点击“完成”。
• FreeMASTER 打开“打开现有项目”选项。选择该选项。
  
• 浏览到“<dm-smart-sensing-inhalersmartsensinginhalerfreemaster_gui/ 文件夹
• 选择“Inhaler_FreeMASTER.pmpx”传感器演示项目。点击“打开”。
  

4.1.3 步骤3：运行FreeMASTER GUI

• FreeMASTER推出智能传感传感器演示。
• 拉动注射器以产生压力变化（类似于吸气时的压力）。压力传感器将检测到压力的下降。
• 吸入器将根据压力变化检测潮气呼吸吸入，并分配剂量#1。
• 等到看到 FRDM-MCXW71 上的绿色 LED 闪烁后再拉动注射器。
• 当您看到绿色 LED 闪烁时，请再次尝试拔出注射器，吸入器将显示已吸入药物总量和剩余剂量，并发送补充提醒。状态可在“吸入器视图”中查看。
• 当绿色 LED 闪烁时，尝试上下移动电路板，加速度计将检测倾斜度并发出通知以纠正姿势。此状态可在“吸入器视图”中查看。点击“吸入器视图”即可查看吸入器状态。
  

4.2 运行演示 2：使用 BLE 无线 UART 连接智能感应吸入器

4.2.1 步骤 1：在 FRDM-MCXW71 板上烧录演示固件

• 使用 USB-C 电缆连接主机 PC 和目标 FRDM-MCXW71 板上的 MCU-Link USB 端口。
• 选择“smartsensinginhalerbleproject”项目。
• 右键单击项目并选择“Debug As”。选择 MCUXpresso IDE LinkServer (inc. CMSIS DAP) 探针。
• 调试器将开始将程序下载到设备。MCU-LINK 探针将被识别。点击“OK”继续。
• 单击“恢复”按钮或按键盘上的“F8”键继续在设备上运行下载的程序。
• 单击“终止”按钮或按“CNTR + F2”终止调试会话。
• 断开连接到 FRDM-MCXW71 的 USB-C 电缆并重新连接。

4.2.1 第二步：开始投放广告

• 为了使您的主板开始其 BLE 广告，请按下并释放按钮 SW3。

4.2.2 步骤 3：连接到 IoT ToolBox 应用程序

• 在手机上打开已安装的 NXP IoT 工具箱（可从 Play Store 和 App Store 获取）。确保蓝牙连接已开启。
• 在应用程序中，点击无线 UART 小部件。扫描将自动开始。
• 当出现名为 NXP_WU 的设备时，点击它。你的手机现在应该已经连接到开发板了。

4.1.3 步骤 3：运行连接的吸入器演示

• 连接FRDM-MCXW71设备后，串行UART终端将显示此消息：
• 拉动注射器以产生压力变化（类似于吸气时的压力）。压力传感器将检测到压力的下降。
• 吸入器将根据压力的变化检测潮气呼吸吸入，并分配剂量。
• 等到看到 FRDM-MCXW71 上的绿色 LED 闪烁后再拉动注射器。
• 当您看到绿色 LED 闪烁时，请尝试再次拉动注射器，吸入器将显示吸入的总药物量和剩余的总剂量，以发送补充提醒。
• 当绿色 LED 闪烁时，尝试上下移动电路板，加速度计将检测倾斜度并发出指示以纠正姿势。您可以在无线控制台应用程序上查看吸入器姿势方向校正信息。
  

5. 支持

• 访问 NXP 传感器社区页面获取更多支持 - NXP 社区
• 有关 FXLS8974CF SDCD 模块的更多详细信息，请参阅应用说明 - AN12004
• 了解有关 FXLS8974CF 三轴加速度计的更多信息，请参阅 - FXLS8974CF DS
• 了解更多关于FXPQ3115绝对压力传感器的信息，请参阅 - FXPQ3115 DS
• 了解更多关于 MPL3115 绝对压力传感器的信息，请参阅 - MPL3115 DS
• 使用传感器工具箱加速您的传感器开发，请参阅 -传感器开发生态系统