mmWave Sensor Evaluation Solution Kit 簡介

by 台灣樹莓派

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mmWave 簡介台灣樹莓派

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姓名標示 — 非商業性 — 相同方式分享 CC (Creative Commons) 姓名標示 — 你必須給予適當表彰、提供指向本授權條款的連結，以及指出（本作品的原始版本）是否已被變更。你可以任何合理方式為前述表彰，但不得以任何方式暗示授權人為你或你的使用方式背書。非商業性 — 你不得將本素材進行商業目的之使用。相同方式分享 — 若你重混、轉換本素材，或依本素材建立新素材，你必須依本素材的授權條款來散布你的貢獻物。

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● mmWave 簡介 ● 安裝設定 ● 使用注意事項大綱

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4 ● Raspberry Pi 官方經銷商 ● 專注 Raspberry Pi 應用與推廣 , 舉辦社群活動關於我們

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5 ● COSCUP ,MakerConf,PyCon,HKOSCon 講者 ● 投影片 ● https://speakerdeck.com/piepie_tw ● 程式碼 ● https://github.com/piepie-tw 分享 x 教學

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No content

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● Millimeter wave 是一種雷達技術 ● 特點為短波長 (4mm) 和高頻帶 (76–81 GHz) ● mmWave 雷達系統包含 TX/RX 元件 , 類比數位轉換器 (ADC), 微控制器 (MCU) 和數位訊號處理器 (DSP) ● 雷達系統使用調頻連續波雷達 (FMCW) mmWave 簡介 http://www.ti.com/lit/wp/spyy005/spyy005.pdf

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套件內容物 NAME SPECIFICATION mmWave Sensor Module Texas Instruments (TI) IWR1642 76GHz~81GHz mmWave ASIC Raspberry Pi HAT JBT24M Bluetooth Module(optional) Python SDK Github Examples mmWave Sensor Raspberry Pi HAT

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mmWave Sensor Module http://functy.sourceforge.net/?p=328 HARDWARE SPECIFICATION FMCW Transceiver * Integrated PLL, Transmitter, Receiver, Baseband, and A2D * 76- to 81-GHz Coverage With 4-GHz Continuous Bandwidth * Four Receive Channels * Two Transmit Channels * Ultra-Accurate Chirp (Timing) Engine * TX Power: 12.5 dBm Built-in Calibration ARM® Cortex® -R4F-Based Radio Control System DSP C674x DSP for FMCW Signal Processing MCU * ARM Cortex-R4F Microcontroller for Application Control * I/O; SPI / CAN x 1 * Up to 2 UARTs I2C x 1 * GPIO: 0 ~ 2 Firmware * Vital Signs Detection (VSD) 30cm ~ 90cm * High Accuracy Measurement (HAM) 30cm ~ 300cm * People Movement Behavior (PMB) 4m x 4m Dimensions & Weight 54.1mm x 45.7mm; 13.7 grams net FOV 120 deg(X/Y), 15 deg(Z)

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mmWave 應用 http://www.ti.com/sensors/mmwave/iwr/applications/applications.html

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使用案例

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12 本投影片以 Pi 4B 做為範例

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Pi 4B 硬體規格與特色內建 WiFi 和 BT 可接相機模組 GPIO 控制腳位 https://www.seeedstudio.com/Raspberry-Pi-4-Computer-Model-B-4GB-p-4077.html

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14 ● 硬體:Raspberry Pi 4B ● 作業系統:2020-02-13-raspbian-buster-full.img ● 為了可以使用USB 轉TTL傳輸線 ● 修改/boot/config.txt, 新增三行 – dtoverlay=pi3-miniuart-bt – core_freq=250 – enable_uart=1 ● 修改/boot/cmdline.txt, 將quiet splash 的quiet 移除今日環境刪除 quiet 新增三行

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安裝防呆插槽設計雷達天線藍牙模組

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16 ● $ sudo raspi-config UART 設定

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17 ● $ sudo raspi-config UART 設定

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18 ● $ sudo raspi-config UART 設定

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19 ● $ sudo raspi-config UART 設定

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https://www.piepie.com.tw/25052/mmwave-sensor-evaluation-solution-kit-bm101

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21 ● $ sudo apt-get update ● $ sudo apt-get install -y python3-tk python3-numpy ● $ sudo pip3 install mmWave 安裝所需套件

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22 $ cd ~ $ git clone https://github.com/bigheadG/mmWave $ cd ~/mmWave/VSD $ python3 vitalSign_ex0.py $ python3 vitalSign_ex1_Thread.py $ python3 vitalSign_ex2_intr18.py 執行方式

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23 ● 1.Pi 4 和 mmWave 都需要供電 ● 2. 安裝 mmWave HAT 時確認 jumper 位置 ● 3. 執行程式前 , 先確認 UART 裝置是否正確？ ● 4. 執行程式時 , 可從燈號確認硬體狀態使用注意事項 & 除錯

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24 Pi 4 和 mmWave 都需要供電 microUSB(5V/2A) 如果是 Pi 4 使用 USB Type-C(5V/3A)

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25 jumper 位置參考 https://www.geber-joybien.com/ J1:Data transfer (Bluetooth/UART) J9:Data mode J12:Interrupt J4:RX

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26 jumper 位置 (Raw Data)

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27 jumper 位置 (Key Data)

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28 ● $ cd ~/VSD ● $ nano vitalSign_ex0.py 26 #UART initial 27 #try: #pi 3 28 # port = serial.Serial("/dev/ttyS0",baudrate = 921600, timeout = 0.5) 29 #except: #pi 2 30 port = serial.Serial("/dev/ttyAMA0",baudrate = 921600, timeout = 0.5) 執行程式前確認 UART 裝置如果設定成 miniuart 則 UART 裝置使用 /dev/ttyAMA0

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29 從燈號確認硬體狀態

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30 ● $ cd ~/VSD ● $ python3 vitalSign_ex0.py ***vital sign init*** mmWave: VitalSign example: ID#(3091) TLVs:3 [v6(49),v7(1),v8(9)] 0:00:00.000032 [969, -2472, -1963, 1932, 2383, 796, -1610, -2160, 3126, 2752, -3575, -5030, 1100, 5631, 1400, -3806, -2121, 1160, 1098, 277, -307, -319, -31, 209, 138, 35, -83, 95, 530, -164, -607, -432, -57, 642, 396, -210, -244, -64] ● Heart Rate:119.5312 Breath Rate:12.8906 #:196 0:00:00.048645 ● RangeBuf Length:38 ● [982, -2785, -1429, 2314, 1239, -299, -362, -1815, -428, 4101, 2378, -4901, -3366, 3142, 3111, -1270, -2376, -423, 842, 1174, 169, -700, -400, 194, 383, 163, -251, -242, 377, 249, -281, -569, -258, 560, 466, -86, -185, -190] ● 執行範例程式

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31 ● [Frame Header][VSOS][Range Profile] ● VSOS=Vital Signs Output Stats Vital Sign 資料結構

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32 Frame Header https://github.com/bigheadG/mmWave/tree/master/VSD

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33 VSOS https://github.com/bigheadG/mmWave/tree/master/VSD

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● TI IWR1642 mmWave Sensor ● http://bit.ly/2Vos5Us ● mmWave IWR – Applications ● http://bit.ly/3a9bIAv ● mmWave ● https://github.com/bigheadG/mmWave ● VSD Lab Guide ● http://bit.ly/2Xzju3R ● Key Data Protocol ● http://bit.ly/2XCcWBO 參考資料

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35 Raspberry Pi Rocks the World Thanks