[XMOVE自主设计的体感方案] XMove 4.0节点介绍——抽象节点和硬件

一. 自制硬件的意义

　　从第一代开始，设计自制硬件节点就是XMove的最重要的一部分。强大地硬件配合强大地软件，才能发挥最强的功能。我们坚持所有的节点都自己设计制作。

　　由于有了充分的设计经验，这些节点在设计上尽可能小巧，提升使用舒适性。但所有的硬件都是我们团队自己开发的，大部分节点是我们手工焊接装配的，因此可能会多多少少出现问题，还请谅解。

　　您可能已经熟悉了前代的节点设计。本节将主要介绍第四代硬件节点的设计。

二. XMOVE对节点的抽象和定义

　　为了对应用层屏蔽不同节点的区别，我们对所有节点进行了抽象。如下图所示：

　　



　　XNode是所有节点的基类，包含了对基本通信，工作模式和管理的控制。它具备以下基本属性：



　　

　　XNodeMEMS是所有动作传感器的基类，默认包含加速度计，陀螺仪和磁场计，在基类的基础上，还具备如下属性：



　　

　　XNodeHID是包含键盘设备的类，包含如下属性：



　　

　　XNodePhone是包含手机触摸板，GPS和高级通信功能的基类：

　　

　　在这条节点树上，末端的类功能越强，可以满足上层节点的基本功能需求。反之则不可。

　　具体对节点数据的定义，请参考文集中关于节点数据的文章。

三. 节点介绍

　　1. 超微型节点 XNodeMini

　　　该节点类型为XMOVE 4.0的最重要节点。它的设计遵循了最小体积的要求。在指甲盖大小的尺寸内置了加速度计，陀螺仪和磁场计。同时在超低功耗传感器和处理器的硬件配置和低功耗软件设计的帮助下，它可以连续工作超过24小时。自有协议可以保证40个节点在尽可能小的干扰下满足组网通信。刷新速率可从0.25Hz到64Hz可调。可完整的输出测试点的加速度值，角度值和姿态。



　　

　　2. 手持节点

　　为了解决超小节点不包含键盘的问题，我们专门开发了手持节点。手持节点在包含传统三大传感器之外，还加入了气压计以测量气压。类似手柄的结构包含了八个物理按键，方便用户双手或单手使用操作。它可与超小型节点混合组网。

　　3. 全功能桥接器节点

　　　全功能桥接器节点是不折不扣的节点航母。它具备三路RF射频模块，可以同时与15个节点实现通信。内置了蓝牙，可与手机通信。

　 　处理器使用了SMT32，在72M的工作频率下可高速处理和分析节点数据，并将其转发给PC或手机。

　　 接口包含USB和串口，最大速度可达2MB/S

　　 除此之外，板载1880mHa的电池，同时有三路miniTF卡槽，可以在室外环境下为节点充电。其中一路具备调试和程序下载功能，方便应用开发。

　　4. 高功率桥接器节点

　　全功能桥接节点为了限制体积和功耗，并没有采用大功率的RF射频模块，因此在通信距离上不具备优势。

　　为了解决这个问题，我们在3.0系统的基础上采用了更大功率的射频系统，20dBm的功率增益使得超远距离通信成为可能。

　　该板功能较为简单，只有通信功能。同时由于只有一粒RF，因此同时与超过6个节点通信时，可能会出现丢包问题。

5. 手机节点

　　XMove4.0正式支持手机，我们为其开发了手机程序。手机通常都包含MEMS传感器，包括加速度计和磁场计，少部分包含陀螺仪。因此可以作为完整的MEMS节点通信

　　同时，手机配备了强大地通信功能。蓝牙可以直接与电脑连接，也可以与桥接器节点通信。3G网络可以将节点数据传递给任意位置。

　　GPS的加入，使得XMOVE可以监测人体动作，还可以监测人体位置。

三. 总结　

　　本文介绍了节点的继承关系，并介绍了4.0版本的不同节点的设计情况，基于开放的特性，您可以为其开发新的节点，通过设计专门的协议与XMove Studio连接。下一节文章，将介绍其通信协议。