佳能|ESP32芯片模组应用,健康和运动传感设备,自动进行EIT信号校准

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ESP32模组具备卓越的性能和丰富的外设 , 集Wi-Fi、传统蓝牙、低功耗蓝牙为一体 , 提供高度集成的解决方案 , 广泛适用于各类物联网应用 。

电阻抗断层扫描(EIT)是一种用于测量对象的电导率、介电常数和阻抗的成像技术 。 过去 , 实现EIT传感需要大型、昂贵的硬件和复杂的图像重建算法 。

随着低成本电子产品的发展 , 以及开源EIT图像重建库(如EIDORS)的出现 , 人机交互(HCI)专家已开始将EIT传感应用于触摸感应、触觉感知和手势识别等场景 。 这使EIT传感在健康传感领域 , 尤其是在运动医学和家庭护理方面发挥了巨大优势 。
ESP32集天线开关、射频巴伦、功率放大器、低噪声放大器、滤波器以及电源管理模块于一体 , 占用较小的PCB空间 , 即可最大化满足实际应用多样的功能需求 。

EIT-kit由以下部分组成:一个3D编辑器 , 用于自定义测量设置和电极分布;一块基于ESP32的定制EIT传感主板 , 支持不同的测量设置(2/4端设置 , 多达64个电极 , 1~4电极阵列) , 提供可调节的交流注入电流以提高信号的质量;微控制器库 , 可自动校准信号 , 有助于收集数据;图像重建API , 可用于插值并在移动设备上可视化数据 。
EIT-kit提供了一个基于ESP32的EIT传感主板 , 以及一个用于从主板获取数据的传感库(基于Arduino) 。 用户需要对数据进行插值并将其可视化 , EIT-kit为用户提供了一个用于移动设备的图像重建API , 能够在屏幕和AR中分别实现2D和3D可视化 。

ESP32模组支持用户不同的天线配置(如PCB天线、IPEX天线)和Flash大小 , 以适应不同应用的需要 。 ESP32模组还可提供定制化的生产服务 , 包括预编程应用程序固件、自定义数据和预配置云证书等 。
EIT-kit的传感主板基于ESP32设计 , 能够自动进行EIT信号校准并测量不同电极配置 。 EIT传感主板由负责注入交流信号并测量电压输出的主传感板 , 和多路复用板(最多两块)组成 。 多路复用板可以堆叠在主传感板上方 , 并将信号传导至各个电极 。

主传感板包含三个组件:用于注入交流信号的电流驱动电路;用于测量电流驱动输出电压的电压测量电路;带有ESP32微控制器的控制电路 。
ESP32模组采用四层板设计 , 工作温度范围–40°C至105°C , 已通过FCC、CE-RED、SRRC、IC、KCC和TELEC等认证 , 适用于各类商业应用开发 。

电流驱动和电压测量电路都是由ESP32通过SPI通道和GPIO引脚控制的 。 为了在更快的频率下更直接控制电路 , MIT的工程师们通过两个独立的SPI总线(HSPI和VSPI)来实现控制电路 。
【佳能|ESP32芯片模组应用,健康和运动传感设备,自动进行EIT信号校准】ADC转换器的输出会被直接路由到ESP32的GPIO引脚 , 并以20MHz的频率进行采样 。 EIT-kit有望赋能健康和运动传感交互设备的设计 。 交互设备设计师经常使用3D建模和3D打印来构建新设备 , 并通过代码对其编程 。 EIT-kit提供的3D编辑器插件 , 微控制器库和数据可视化API能够充分满足他们的需求和科研条件 。