STMicroelectronics STEVAL-STWINBX1 SensorTile无线套件简化物联网环境（例如状态监测和预防性维护）中先进工业传感应用的原型设计和测试。STEVAL-STWINBX1 SensorTile无线套件从原始STWIN套件 (STEVAL-STWINKT1B) 升级。该套件具有更高的振动测量机械精度、更高的稳健性、可反映同类最佳MCU/工业传感器的更新 BoM以及易于使用的外部附加组件接口。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-STWINBX1 SensorTile无线套件数据手册.pdf

STWIN.box套件包含STWIN.box内核系统、480mAh锂聚合物电池、ST-LINK调试器用适配器、塑料外壳、DIL24传感器用适配器板以及柔性电缆。借助诸多板载工业级传感器和超低功耗MCU，可用于超低功耗、9 DoF运动传感、宽带宽振动分析、音频和超声波声学检查、精确的本地温度以及环境监测等应用。

源代码提供丰富的软件包。经过优化的固件库和完整的配套云应用程序有助于加快设计周期，从而创建端到端解决方案。该套件支持各种连接选项，包括内置RS485收发器、BLE、Wi-Fi和NFC。STWIN.box还包含一个34引脚扩展连接器，用于与STM32系列相关的小尺寸子板，例如STEVAL-C34KAT1振动计和温度传感器扩展板。STWIN.box适合用于采用ST和第三方软件的工业物联网应用的现场试验、演示和PoC。

特性

• 用于振动监测和超声波检测的多传感无线平台
• 基于STWIN.box核心系统板，具有处理、传感、连接和扩展功能
• 用于独立数据记录应用的Micro SD卡插槽

功能框图

基于STEVAL-STWINBX1的工业物联网传感节点开发指南

一、核心硬件架构解析

‌STM32U585AII6Q微控制器‌作为系统核心，集成了以下关键特性：

• 带浮点单元的Arm Cortex-M33处理器（主频160MHz）
• 内置TrustZone安全技术
• 2048KB Flash存储器
• 超低功耗设计架构

‌传感器阵列配置‌体现了工业级精度要求：

• ‌IIS3DWB‌：3轴数字振动传感器，支持6kHz超宽带宽
• ‌ISM330DHCX‌：6轴惯性测量单元（3轴加速度计+3轴陀螺仪）
• ‌IIS2ICLX‌：2轴数字倾斜仪，内置机器学习核心
• ‌ILPS22QS‌：双量程绝对压力传感器（1.26/4 bar）
• ‌IMP34DT05/IMP23ABSU‌：工业级MEMS麦克风

二、预测性维护应用实现方案

2.1 数据采集优化策略

工业设备监测需考虑以下关键因素：

• ‌振动分析‌：利用IIS3DWB的6kHz带宽捕捉高频振动特征
• ‌温度监测‌：STTS22H温度传感器提供±0.5°C精度测量
• ‌倾斜检测‌：IIS2ICLX提供高精度角度测量，适合机械对位应用

2.2 边缘计算架构设计

系统支持分布式计算模式，通过以下方式实现：

• ‌传感器级处理‌：ISM330DHCX和IIS2ICLX内置可编程状态机和机器学习核心
• ‌节点级预处理‌：STM32U5在本地执行数据滤波和特征提取
• ‌云端协同‌：通过Wi-Fi/蓝牙实现数据上传和算法更新

三、无线连接与扩展能力

‌内置通信模块‌：

• Bluetooth Low Energy 5.0（BlueNRG-M2）
• Wi-Fi连接（EMW3080）
• NFC接口（ST25DV04K）
• RS485工业总线接口

‌扩展接口‌：

• 34针FPC连接器支持STM32生态系统扩展板
• 支持STEVAL-C34KAT1测振仪和温度传感器扩展板
• MicroSD卡槽支持独立数据记录应用

四、电源管理与部署考量

‌供电系统特点‌：

• 480mAh LiPo电池供电
• 超低功耗设计延长现场部署寿命
• 支持有线供电模式

‌机械结构优化‌：

• 改进的测量精度和鲁棒性设计
• 塑料外壳提供工业环境防护
• 紧凑尺寸便于安装在设备关键位置

五、软件开发与生态系统

‌软件支持框架‌：

• FP-SNS-DATALOG2固件包提供完整示例
• STM32Cube生态系统的硬件抽象层
• 优化的固件库加速应用开发
• 第三方软件兼容支持

六、典型应用场景实现

6.1 机械设备状态监测

• 轴承磨损早期检测通过振动频谱分析
• 电机不平衡监测利用三轴加速度数据
• 齿轮箱故障诊断结合声学和振动信号

6.2 工业环境监测

• 温度和气压变化跟踪
• 超声波泄漏检测
• 结构健康监测通过倾斜测量

七、开发最佳实践

1. ‌传感器融合‌：充分利用9自由度运动感知数据
2. ‌功耗优化‌：合理配置采样率和处理算法
3. ‌数据安全‌：利用STSAFE-A110实现认证和品牌保护
4. ‌现场测试‌：利用套件的完整组件进行原型验证