三轴加速度传感器在跌倒
检测中的应用
作者：NingJia
前言
人们在跌倒后会面临双重危险。显而易见的是跌倒本身可能对
人体产生伤害；另外，如果跌倒后不能得到及时的救助，可能
会使结果更加恶化。例如，许多老年人由于其身体比较虚弱，
自理能力和自我保护能力下降，常常会发生意外跌倒，如果得
不到及时的救助，这种跌倒可能会导致非常严重的后果。有资
料显示，很多严重的后果并不是由于跌倒直接造成的，而是由
于跌倒后，未得到及时的处理和救护。当出现跌倒情况时，如
果能够及时地通知到救助人员，将会大大地减轻由于跌倒而造
成的危害。
不仅是对老人，在很多其他情况下，跌倒的报警也是非常有帮
助的，尤其是从比较高的地方跌倒下来的时候。比如人们在登
山，建筑，擦窗户，刷油漆和修理屋顶的时候。
这促使人们越来越热衷于对跌倒检测以及跌倒预报仪器的研
制。近年来，随着MEMS加速度传感器技术的发展，使得设
计基于三轴加速度传感器的跌倒检测器成为可能。这种跌倒检
测器的基本原理是通过测量佩戴该仪器的个体在运动过程中
的三个正交方向的加速度变化来感知其身体姿态的变化，并通
过算法分析判断该个体是否发生跌倒情况。当个体发生跌倒
时，仪器能够配合GPS模块以及无线发送模块对这一情况进
行定位及报警，以便获得相应的救助。而跌倒检测器的核心部
分就是判断跌倒情况是否发生的检测原理及算法。
ADXL345
1
是ADI公司的一款3轴、数字输出的加速度传感器。
本文将在研究跌倒检测原理的基础上，提出一种基于ADXL345
的新型跌倒检测解决方案。
iMEMS加速度传感器ADXL345
iMEMS半导体技术把微型机械结构与电子电路集成在同一颗
芯片上。iMEMS加速度传感器就是利用这种技术，实现对单轴、
双轴甚至三轴加速度进行测量并产生模拟或数字输出的传感
器。根据不同的应用，加速度传感器的测量范围从几g到几十g
不等。数字输出的加速度传感器还会集成多种中断模式。这些
特性可以为用户提供更加方便灵活的解决方案。
ADXL345是ADI公司最近推出的基于iMEMS技术的3轴、
数字输出加速度传感器。ADXL345具有+/-2，+/-4，+/-8，+/-16g
可变的测量范围；最高13bit分辨率；固定的4mg/LSB灵敏度；
3mm5mm1mm超小封装；40-145uA超低功耗；标准的I2C
或SPI数字接口；32级FIFO存储；以及内部多种运动状态检
测和灵活的中断方式等特性。所有这些特性，使得ADXL345
有助于大大简化跌倒检测算法，使其成为一款非常适合用于跌
倒检测器应用的加速度传感器。本文给出的跌倒检测解决方
案，完全基于ADXL345内部的运动状态检测功能和中断功能，
甚至不需要对加速度的具体数值进行实时读取和复杂的计算
操作，可以使算法的复杂度降至最低。
中断系统
图1给出了ADXL345的系统框图及管脚定义。
图1.ADXL345系统框图及管脚定义
ADXL345具有两个可编程的中断管脚：Int1和Int2。以及
Data_Ready、Single_Tap、Double_Tap、Activity、Inactivity、
Free_Fall、Watermark、Overrun，共计8个中断源。每个中断
源可以独立地使能或禁用，还可以灵活地选择是否映射到Int1
或Int2中断管脚。所有的功能都可以同时使用，只是某些功能
可能需要共用中断管脚。中断功能通过INT_ENABLE寄存器的
相应位来选择使能或禁用，通过INT_MAP寄存器的相应位来选
择映射到Int1管脚或Int2管脚。
中断功能的具体定义如下：
1、Data_Ready-当有新的数据产生时，Data_Ready中断
置位；当没有新的数据时，Data_Ready中断清除。
2、Single_Tap-当加速度值超过一定门限（THRESH_TAP）
并且持续时间小于一定时间范围（DUR）的时候，
Single_Tap中断置位。
3、Double_Tap-当第一次Single_Tap事件发生后，在一定
时间（LATENT）之后，并在一定时间（WINDOW）之
内，又发生第二次Single_Tap事件时，Double_Tap中断
置位。
图2给出了有效的Single_Tap中断和Double_Tap中断的示意
图。
AnalogDialogue43-07www.analog.com/analogdialogue1
3-AXIS
SENSOR
SENSE
ELECTRONICS
DIGITAL
FILTER
ADXL345
SERIAL
INPUT/OUTPUT
INT1
INT2
SDA/SDI/SDIO
SDO/ALT
ADDRESS
SCL/SCLK
GND
ADC
32LEVEL
FIFO
POWER
MANAGEMENT
CONTROL
AND
INTERRUPT
LOGIC
V
S
V
DDI/O
CS
14
SCL/SCLK
7
1
2
3
4
5
6
V
DDI/O
GND
RESERVED
GND
GND
V
S
SDA/SDI/SDIO
SDO/ALTADDRESS
RESERVED
NC
INT2
INT1
13
12
11
10
9
8
CS
+Z
+X
+Y
图2.Single_Tap和Double_Tap中断示意
4、Activity-当加速度值超过一定门限（THRESH_ACT）
时，Activity中断置位。
5、Inactivity-当加速度值低于一定门限（THRESH_INACT）
并且持续超过一定时间（TIME_INACT）时，Inactivity中
断置位。TIME_INACT可以设定的最长时间为255s。
需要指出的是，对于Activity和Inactivity中断，用户可以针
对X、Y、Z轴来分别进行使能或禁用。比如，可以只使能
X轴的Activity中断，而禁用Y轴和Z轴的Activity中断。
另外，对于Activity和Inactivity中断，用户还可以自由选择
DCcoupled工作方式或者ACcoupled工作方式。其区别
在于，DCcoupled工作方式下，每个采样点的加速度值将
直接与门限（THRESH_ACT或THRESH_INACT）进行
比较，来判断是否发生中断；而ACcoupled工作方式下，
新的采样点将以之前的某个采样点为参考，用两个采样点
的差值与门限（THRESH_ACT或THRESH_INACT）进
行比较，来判断是否发生中断。ACcoupled工作方式下的
Activity检测，是选择检测开始时的那一个采样点作为参
考，以后每个采样点的加速度值都与参考点进行比较。如
果它们的差值超过门限（THRESH_ACT），则Activity中
断置位。ACcoupled工作方式下的Inctivity检测，同样要
选择一个参考点。如果新采样点与参考点的加速度差值超
过门限（THRESH_INACT），参考点会被该采样点更新。
如果新采样点与参考点的加速度差值小于门限
（THRESH_INACT），并且持续超过一定时间
（TIME_INACT），则Inctivity置位。
6、Free_Fall-当加速度值低于一定门限（THRESH_FF）
并且持续超过一定时间（TIME_FF）时，Free_Fall中断
置位。与Inactivity中断的区别在于，Free_Fall中断主要
用于对自由落体运动的检测。因此，X、Y、Z轴总是同
时被使能或禁用；其时间设定也比Inactivity中断中要小很
多，TIME_FF可以设定的最大值为1.28s；而且Free_Fall
中断只能是DCcoupled工作方式。
7、Watermark-当FIFO里所存的采样点超过一定点数
（SAMPLES）时，Watermark中断置位。当FIFO里的采
样点被读取，使得其中保存的采样点数小于该数值
（SAMPLES）时，Watermark中断自动清除。
需要指出的是，ADXL345的FIFO最多可以存储32个采样
点（X、Y、Z三轴数值），且具有Bypass模式、普通FIFO
模式、Stream模式和Trigger模式，一共4种工作模式。
FIFO功能也是ADXL345的一个重要且十分有用的功能。
但是本文后面给出的解决方案中，并没有使用到FIFO功
能，所以，在此不做详细介绍。
8、Overrun-当有新采样点更新了未被读取得前次采样点
时，Overrun中断置位。Overrun功能与FIFO的工作模式
有关，当FIFO工作在Bypass模式下，如果有新采样点更
新了DATAX、DATAY和DATAZ寄存器里的数值，则
Overrun中断置位。当FIFO工作在其他三种模式下，只有
FIFO被存满32点时，Overrun中断才会置位。FIFO里的
采样点被读取后，Overrun中断自动清除。
跌倒过程中的加速度变化特征
对跌倒检测原理的研究主要是找到人体在跌倒过程中的加速
度变化特征。
图3给出的是加速度在不同运动过程中的变化曲线，包括(a)步
行上楼、(b)步行下楼、(c)坐下、(d)起立。假设跌倒检测器被
固定在被测的人体上。其中红色的曲线是Y轴（垂直方向）的
加速度曲线，其正常静止状态下应该为-1g；黑色和黄色的曲
线分别是X轴（前后方向）和Z轴（左右方向）的加速度曲线，
其正常静止状态下应该为0g；绿色的曲线是三轴加速度的矢量
和，其正常静止状态下应该为+1g。
a.步行上楼
b.步行下楼
2AnalogDialogue43-07
FIRSTTAP
TIMELIMITFOR
TAPS(DUR)
LATENCY
TIME
(LATENT)
TIMEWINDOWFOR
SECONDTAP(INTVL)
SECONDTAP
SINGLETAP
INTERRUPT
DOUBLETAP
INTERRUPT
THRESHOLD
(THRESH)
X
HIBW
INTERRUPTS
–1024
–768
–512
–256
0
256
512
768
1024
151101151201251301351401
VALUE(256/
g
)
SAMPLES(50/s)
VECTORSUM
Z-AXIS
X-AXIS
Y-AXIS
–1024
–768
–512
–256
0
256
512
768
1024
151101151201251301351401
VALUE(256/
g
)
SAMPLES(50/s)
VECTORSUM
Z-AXIS
X-AXIS
Y-AXIS
c.坐下
d.起立
图3.不同运动过程中的加速度变化曲线
由于老年人的运动相对比较慢，所以在普通的步行过程中，加
速度变化不会很大。最明显的加速度变化就是在坐下动作中Y
轴加速度（和加速度矢量和）上有一个超过3g的尖峰，这个
尖峰是由于身体与椅子接触而产生的。
而跌倒过程中的加速度变化则完全不同。图4给出的是意外跌
倒过程中的加速度变化曲线。通过图4和图3的比较，可以发
现跌倒过程中的加速度变化有4个主要特征，这可以作为跌倒
检测的准则。这4个特这在图4中以红色的方框标注，下面将
对其逐一进行详细介绍。
图6.自动功率控制回路的功能框图
1．失重：在跌倒的开始都会发生一定的失重现象。在自由
落体的下降过程，这个现象会更加明显，加速度的矢量
和会降低到接近0g，持续时间与自由落体的高度有关。
对于一般的跌倒，失重现象虽然不会有像自由落体那么
明显，但也会发生合加速度小于1g的情况（通常情况下
合加速度应大于1g）。因此，这可以作为跌倒状态的第一
个判断依据。可以由ADXL345的Free_Fall中断来检测。
2．撞击：失重之后，人体发生跌倒的时候会与地面或其他
物体发生撞击，在加速度曲线中会产生一个很大的冲击。
这个冲击可以通过ADXL345的Activity中断来检测。因此，
Free_Fall中断之后，紧接着产生Activity中断是跌倒状态
的第二个判断依据。
3．静止：通常，人体在跌倒后，也就是撞击发生之后，不
可能马上起来，会有短暂的静止状态（如果人因为跌倒
而导致昏迷，甚至可能是较长时间的静止）。表现在加速
度曲线上就是会有一段时间的平稳。这可以通过
ADXL345的Inactivity中断来检测。因此，Activity中断之
后的Inactivity中断是跌倒状态的第三个判断依据。
4.与初始状态比较：跌倒之后，人体会发生翻转，因此人体
的方向会与原先静止站立的姿态（初始状态）不同。这
使得跌倒之后的静止状态下的三轴加速度数值与初始状
态下的三轴加速度不同（见图4）。假设跌倒检测器固定
在被测人体上的某个部位，这样初始状态下的三轴加速
度数值可以认为是已知的（本例中，初始状态为：X轴0g，
Y轴-1g，Z轴0g）。读取Inactivity中断之后的三轴加速度
数据，并与初始状态进行比较。如图4所示，重力加速度
方向由Y轴上的-1g变为了Z轴上的1g，这说明人体发生了
侧向跌倒。因此，跌倒检测的第四个依据就是跌倒后的
静止状态下加速度值与初始状态发生变化，且矢量变化
超过一定的门限值（比如0.7g）。
这四个判断依据综合在一起，构成了整个的跌倒检测算法，可
以对跌倒状态给出报警。当然，还要注意各个中断之间的时间
间隔要在合理的范围之内。比如，除非是从很高的楼顶掉下来，
否则Free_Fall中断（失重）和Activity中断（撞击）之间的时
间间隔不会很长。同样，通常情况下，Activity中断（撞击）
和Inactivity中断（静止）之间的时间间隔也不会很长。本文接
下来会通过一个具体实例给出一组合理的取值。当然，相关中
断的检测门限以及时间参数也可以根据需要而灵活设置。
另外，如果跌倒造成了严重的后果，比如，导致了人的昏迷。
那么人体会在更常的一段时间内都保持静止。这个状态仍然可
以通过Inactivity中断来检测。也就是说，如果发现在跌倒之后
的很长时间内都保持Inactivity状态，可以再次给出一个严重报
警。
典型电路连接
ADXL345和微控制器之间的电路连接非常简单。本文中的测
试平台由ADXL345和微控制器ADuC7026
2
组成。图5给出了
ADXL345和ADuC7026之间的典型电路连接。ADXL345
AnalogDialogue43-073
–1024
–768
–512
–256
0
256
512
768
1024
151101151201251
VALUE(256/
g
)
SAMPLES(50/s)
VECTORSUM
Z-AXIS
X-AXIS
Y-AXIS
–1024
–768
–512
–256
0
256
512
768
1024
151101151201251
VALUE(256/
g
)
SAMPLES(50/s)
VECTORSUM
Z-AXIS
X-AXIS
Y-AXIS
413
21:WEIGHTLESSNESS
2:IMPACT
3:MOTIONLESS
4:INITIALSTATUS
–512
–256
0
256
512
768
1024
151101151201
VALUE(256/
g
)
SAMPLES(50/s)
VECTORSUM
Z-AXIS
X-AXIS
Y-AXIS
的\CS管脚接高电平，表示ADXL345工作在I2C模式。SDA
和SCL是I2C总线的数据线和时钟线，分别连接到ADuC7026
相应的I2C总线管脚。ADuC7026的一个GPIO管脚连接到
ADXL345的ALT管脚，用来选择ADXL345的I2C地址。
ADXL345的INT1管脚连接到ADuC7026的IRQ输入用来产
生中断信号。
其他的单片机或者处理器都可以采用与图5类似的电路与
ADXL345进行连接。ADXL345还可以工作在SPI模式以获得
更高的数据传输速率。关于SPI工作模式的具体描述，请参考
ADXL345数据手册。
利用ADXL345简化跌倒检测算法
本节将给出以上解决方案的具体算法实现。表1中简要说明了
每个寄存器的作用以及在本算法中的设置值。对于各个寄存中
每一位的具体含义，请参考ADXL345的数据手册。
需要指出的是，表1给出的设置值中，某些寄存器会给出两个
数值，这说明在算法中会切换使用这两个数值，来达到不同的
检测目的。算法的流程图如图6所示。
图5.ADXL345与微控制器之间的典型电路连接
表1.ADXL345寄存器功能说明
地址寄存器名称类型默认值说明设置值设置的功能
0DEVID只读0xE5器件ID只读
1-1CReserved保留，不要操作保留
1DTHRESH_TAP读/写0x00Tap的门限不使用
1EOFSX读/写0x00X轴失调0x06补偿X轴失调，通过初始化校正获得
1FOFSY读/写0x00Y轴失调0xF9补偿Y轴失调，通过初始化校正获得
20OFSZ读/写0x00Z轴失调0xFC补偿Z轴失调，通过初始化校正获得
21DUR读/写0x00Tap的持续时间不使用
22LATENT读/写0x00Tap的延迟时间不使用
23WINDOW读/写0x00Tap的时间窗不使用
24THRESH_ACT读/写0x00Activity的门限0x20/0x08设置Activity的门限为2g或0.5g
25THRESH_INACT读/写0x00Inactivity的门限0x03设置Inactivity的门限为0.1875g
26TIME_INACT读/写0x00Inactivity的时间0x02/0x0A设置Inactivity的时间为2s或10s
27ACT_INACT_CTL读/写0x00Activity/Inactivity使能控制0x7F/0xFF使能X、Y、Z三轴的Activity和Inactivity功能，其中
Inactivity为ACcoupled模式，Activity为DCcoupled
或ACcoupled模式
28THRESH_FF读/写0x00Free-Fall的门限0x0C设置Free-Fall的门限为0.75g
29TIME_FF读/写0x00Free-Fall的时间0x06设置Free-Fall的时间为30ms
2ATAP_AXES读/写0x00Tap/DoubleTap使能控制不使用
2BACT_TAP_STATUS只读0x00Activity/Tap中断轴指示只读
2CBW_RATE读/写0x0A采样率和功耗模式控制0x0A设置采样率为100Hz
2DPOWER_CTL读/写0x00工作模式控制0x00设置为正常工作模式
2EINT_ENABLE读/写0x00中断使能控制0x1C使能Activity、Inactivity、Free-Fall中断
2FINT_MAP读/写0x00中断影射控制0x00所有中断影射到Int1管脚
30INT_SOURCE只读0x00中断源指示只读
31DATA_FORMAT读/写0x00数据格式控制0x0B设置为+/-16g测量范围，13bit右对齐模式，
中断为高电平触发，使用I2C数据接口
32DATAX0只读0x00只读
33DATAX1只读0x00
X轴数据
只读
34DATAY0只读0x00只读
35DATAY1只读0x00
Y轴数据
只读
36DATAZ0只读0x00只读
37DATAZ1只读0x00
Z轴数据
只读
38FIFO_CTL读/写0x00FIFO控制不使用
39FIFO_STATUS只读0x00FIFO状态只读
4AnalogDialogue43-07
ADXL345
V
SCS
SDA/SDI/SDIOSDA
SCL/SCLKSCL
SDO/ALTADDRESSGPIO
INT1IRQ
GNDGND
V
DDI/O
VDD
3.3V
ADuC7026
图6.算法流程图
算法中，关于各种中断的门限以及时间参数的设置如下所述。
1．初始化后，系统等待Free_Fall中断（失重），这里把
THRESH_FF设为0.75g，把TIME_FF设为30ms。
2．Free_Fall中断产生之后，系统开始等待Activity中断（撞
击），这里把THRESH_ACT设为2g，Activity中断为DC
coupled工作模式。
3．Free_Fall中断（失重）与Activity中断（撞击）之间的时
间间隔设置为200ms。如果超过200ms，则认为无效。
200ms计时需要通过MCU中的定时器来实现。
4．Activity中断产生之后，系统开始等待Inactivity中断（撞
击后的静止），这里把THRESH_INACT设为0.1875g，把
TIME_INACT设为2s，Inactivity中断为ACcoupled工作
模式。
5．在Activity中断产（撞击）生之后的3.5s时间之内，应该
有Inactivity中断（撞击后的静止）产生。如果超时，则认
为无效。3.5s计时需要通过MCU中的定时器来实现。
6.如果Inactivity中断之后的加速度值与初始状态（假设已
知）下数值的矢量差超过0.7g，则说明检测到一次有效的
跌倒，系统会给出一个报警。
7.当检测到跌倒状态之后，为了判断是否在跌倒之后人体有
长时间的静止不动。需要继续检测Activity中断和
Inactivity中断。这里把THRESH_ACT设为0.5g，Activity
中断为ACcoupled工作模式。把THRESH_INACT设为
0.1875g，把TIME_INACT设为10s，Inactivity中断为AC
coupled工作模式。也就是说，如果在10s之内，人体一
直没有任何动作，则会产生Inactivity中断，使系统给出一
个严重报警。而在此期间一旦人体有所动作，则会产生
Activity中断，从而结束整个判断过程。
8.本算法还可以检测出人体从较高的地方跌落。如果
Free_Fall中断连续产生且之间的间隔小于100ms，可以
认为，人体处于连续的跌落状态。如果Free_Fall中断（失
重）连续发生300ms，则说明人体是从超过0.45m的高度
跌落，系统会给出一个跌落的报警。
m45.03.010
2
1
2
1
22
===gtS
本算法已在ADuC7026微控制器中以C语言实现（见附录）。
本文设计了一个实验方案对算法进行验证。实验对向前跌倒，
向后跌倒，向左、右两侧跌倒等不同跌倒姿势以及跌倒后是否
有长时间静止状态的情况分别进行了10次测试，表2中给出
的是相关测试结果。
表2测试结果
跌倒姿势跌倒后长时间静止12345678910
否√√√√√√√√√√向前跌倒
是√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
否√√√√√√√√√√向后跌倒
是√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
否√√√√√√√√√√向左侧跌倒
是√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
否√√√√√√√√√√向右侧跌倒
是√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
注：符号√表示检测到跌倒，符号表示检测到跌倒后的长时间静止。
AnalogDialogue43-075
START
INITIALIZATION
NO
NO
YES
YES
YES
YES
YES
YES
YES
YES
YES
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
FREE_FALLINTERRUPT
ASSERTED?
ACTIVITYINTERRUPT
ASSERTED?
ACTIVITYINTERRUPT
ASSERTED?
INACTIVITYINTERRUPT
ASSERTED?
INACTIVITYINTERRUPT
ASSERTED?
STABLESTATUSISDIFFERENT
FROMINITIALSTATUS?
TIMEOUT?
GENERATEFALLALERT
GENERATE
CRITICALALERT
GENERATECRITICAL
FREE-FALLALERT
CONTINUOUSFREE_FALL
DETECTED?
TIMEOUT?
从这个实验中可以看出基于ADXL345的解决方案能够有效地
对跌倒状态进行检测。当然，这里只是一个简单的实验方案，
仍需要进行更加全面、有效和长期的实验来验证该解决方案的
可靠性。
结论
ADXL345是ADI公司的一款功能强大的加速度传感器产品。
本文利用ADXL345内部的多种运动状态检测功能和灵活的中
断功能，提出一种新的跌倒检测解决方案。经验证，该解决方
案具有算法复杂度低，检测准确度高的优点。
附录
本算法的基于ADXL345和ADuC7026的测试平台实现。通过
KeilUV3编译，工程中共有4个头文件和一个c文件。下面详
细给出了c文件中源代码。
作者简介
NingJia[ning.jia@analog.com]是中国技术支持
中心现场应用工程师，在ADI有两年的工作经历，
负责向中国用户就ADI的模拟产品提供技术支
持。Ning于2007年获北京邮电大学信号和信息
处理专业硕士学位。
参考资料
1
ADXL345数据手册（www.analog.com,搜索ADXL345）
2
ADuC7026数据手册（www.analog.com,搜索ADuC7026）
6AnalogDialogue43-07
//Includeheaderfiles
#include"FallDetection.h"
voidIRQ_Handler()__irq//IRQinterrupt
{
unsignedchari;
if((IRQSTA&GP_TIMER_BIT)==GP_TIMER_BIT)//TIMER1Interrupt,interval20ms
{
T1CLRI=0;//ClearTimer1interrupt
if(DetectionStatus==0xF2)//Strikeafterweightlessnessisdetected,waitingforstable
{
TimerWaitForStable++;
if(TimerWaitForStable>=STABLE_WINDOW)//Timeout,restart
{
IRQCLR=GP_TIMER_BIT;//DisableADuC7026''sTimer1interrupt
DetectionStatus=0xF0;
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STRIKE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=STABLE_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_DC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
}
}
elseif(DetectionStatus==0xF1)//Weightlessnessisdetected,waitingforstrike
{
TimerWaitForStrike++;
if(TimerWaitForStrike>=STRIKE_WINDOW)//Timeout,restart
{
IRQCLR=GP_TIMER_BIT;//DisableADuC7026''sTimer1interrupt
DetectionStatus=0xF0;
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STRIKE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=STABLE_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_DC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
}
}
}
if((IRQSTA&SPM4_IO_BIT)==SPM4_IO_BIT)//ExternalinterruptformADXL345INT0
{
IRQCLR=SPM4_IO_BIT;//DisableADuC7026''sexternalinterrupt
xl345Read(1,XL345_INT_SOURCE,&ADXL345Registers[XL345_INT_SOURCE]);
if((ADXL345Registers[XL345_INT_SOURCE]&XL345_ACTIVITY)==XL345_ACTIVITY)//Activityinterruptasserted
{
if(DetectionStatus==0xF1)//Waitingforstrike,andnowstrikeisdetected
{
DetectionStatus=0xF2;//GotoStatus"F2"
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STABLE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=STABLE_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_AC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
IRQEN|=GP_TIMER_BIT;//EnableADuC7026''sTimer1interrupt
TimerWaitForStable=0;
}
elseif(DetectionStatus==0xF4)//Waitingforlongtimemotionless,butamovementisdetected
{
DetectionStatus=0xF0;//GotoStatus"F0",restart
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STRIKE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=STABLE_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_DC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
}
}
elseif((ADXL345Registers[XL345_INT_SOURCE]&XL345_INACTIVITY)==XL345_INACTIVITY)//Inactivityinterruptasserted
{
if(DetectionStatus==0xF2)//Waitingforstable,andnowstableisdetected
{
DetectionStatus=0xF3;//GotoStatus"F3"
IRQCLR=GP_TIMER_BIT;
putchar(DetectionStatus);
xl345Read(6,XL345_DATAX0,&ADXL345Registers[XL345_DATAX0]);
DeltaVectorSum=0;
for(i=0;i<3;i++)
{
Acceleration[i]=ADXL345Registers[XL345_DATAX1+i2]&0x1F;
Acceleration[i]=(Acceleration[i]<<8)|ADXL345Registers[XL345_DATAX0+i2];
AnalogDialogue43-077
if(Acceleration[i]<0x1000)
{
Acceleration[i]=Acceleration[i]+0x1000;
}
else//if(Acceleration[i]>=4096)
{
Acceleration[i]=Acceleration[i]-0x1000;
}
if(Acceleration[i]>InitialStatus[i])
{
DeltaAcceleration[i]=Acceleration[i]-InitialStatus[i];
}
else
{
DeltaAcceleration[i]=InitialStatus[i]-Acceleration[i];
}
DeltaVectorSum=DeltaVectorSum+DeltaAcceleration[i]DeltaAcceleration[i];
}
if(DeltaVectorSum>DELTA_VECTOR_SUM_THRESHOLD)//Thestablestatusisdifferentfromtheinitialstatus
{
DetectionStatus=0xF4;//Validfalldetection
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STABLE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=NOMOVEMENT_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_AC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
}
else//Deltavectorsumisnotexceedthethreshold
{
DetectionStatus=0xF0;//GotoStatus"F0",restart
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STRIKE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=STABLE_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_DC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
}
}
elseif(DetectionStatus==0xF4)//Waitforlongtimemotionlessandnowitisdetected
{
DetectionStatus=0xF5;//Validcriticalfalldetection
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STRIKE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=STABLE_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_DC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
DetectionStatus=0xF0;//GotoStatus"F0",restart
putchar(DetectionStatus);
}
}
elseif((ADXL345Registers[XL345_INT_SOURCE]&XL345_FREEFALL)==XL345_FREEFALL)//FreeFallinterruptasserted
{
if(DetectionStatus==0xF0)//Waitingforweightless,andnowitisdetected
{
DetectionStatus=0xF1;//GotoStatus"F1"
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STRIKE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=STABLE_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_DC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
IRQEN|=GP_TIMER_BIT;//EnableADuC7026''sTimer1interrupt
TimerWaitForStrike=0;
TimerFreeFall=0;
}
elseif(DetectionStatus==0xF1)//Waitingforstrikeafterweightless,andnowanewfreefallisdetected
{
if(TimerWaitForStrike
"FREE_FALL_INTERVAL",
{//thenitisconsiderasacontinuousfreefall
TimerFreeFall=TimerFreeFall+TimerWaitForStrike;
}
else/Notacontinuousfreefall
{
TimerFreeFall=0;
}
TimerWaitForStrike=0;
if(TimerFreeFall>=FREE_FALL_OVERTIME)//ifthecontinuoustimeoffreefallislongerthan
"FREE_FALL_OVERTIME"
{//considerthatafreefallfromhighplaceisdetected
DetectionStatus=0xFF;
putchar(DetectionStatus);
ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]=STRIKE_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_THRESH_INACT]=NOMOVEMENT_THRESHOLD;
ADXL345Registers[XL345_TIME_INACT]=STABLE_TIME;
ADXL345Registers[XL345_ACT_INACT_CTL]=XL345_INACT_Z_ENABLE|XL345_INACT_Y_ENABLE
|XL345_INACT_X_ENABLE|XL345_INACT_AC
|XL345_ACT_Z_ENABLE|XL345_ACT_Y_ENABLE
|XL345_ACT_X_ENABLE|XL345_ACT_DC;
xl345Write(4,XL345_THRESH_ACT,&ADXL345Registers[XL345_THRESH_ACT]);
DetectionStatus=0xF0;
putchar(DetectionStatus);
}
}
else
{
TimerFreeFall=0;
}
}
IRQEN|=SPM4_IO_BIT;//EnableADuC7026''sexternalinterrupt
}
}
voidmain(void)
{
ADuC7026_Initiate();//ADuC7026initialization
ADXL345_Initiate();//ADXL345initialization
DetectionStatus=0xF0;//Cleardetectionstatus,Start
InitialStatus[0]=0x1000;//Xaxis=0g,unsignedshortint,13bitresolution,0x1000=4096=0g,+/-0xFF=+/-256=+/-1g
InitialStatus[1]=0x0F00;//Yaxis=-1g
InitialStatus[2]=0x1000;//Zaxis=0g
IRQEN=SPM4_IO_BIT;//EnableADuC7026''sexternalinterrupt,toreceivetheinterruptfromADXL345INT0
while(1)//Endlessloop,waitforinterrupts
{
;
}
}
|
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