SmartBug2.0 用户指南：硬件连接、功能使用与数据处理全解析

在电子设备的开发与应用中，传感器模块的功能和使用方式至关重要。SmartBug2.0 作为一款功能强大的模块，为我们在多领域的应用提供了便利。本文将详细介绍 SmartBug2.0 模块的硬件组成、软件安装、连接方式、功能应用以及数据处理等方面的内容，希望能为电子工程师在实际项目中使用该模块提供有价值的参考。

文件下载：TDK InvenSense SmartConnect™ 2.0无线传感器模块MLE.pdf

1. SmartBug2.0 模块硬件概述

SmartBug2.0 模块有标准版本（MD - 45686 - S）和带有 Wi - Fi、SD 卡及超声波传感器的附加板（MD - 42688 - P - XB）。软件方面，要求使用 SmartBug 2.0 标准版硬件，如果是 SmartBug 2.0 机器学习版（MD - 45686 - ML）硬件，在连接软件前需要进行固件更新，具体可参考“OTA 固件升级”章节。

部件编号	支持功能	软件
MD - 45686 - S	头部跟踪、空中鼠标、传感器融合、资产监控、APEX 等	SmartBug 2.0 Windows 应用程序
MD - 42688 - P - XB	带有 Wi - Fi、SD 卡和超声波传感器	SmartBug 2.0 Windows 应用程序

2. 安装与运行 SmartBug2.0 应用程序

安装过程较为简单，只需前往 Microsoft 应用商店搜索“SmartBug2”，点击“获取”进行下载安装。安装完成后，在搜索框中输入“Smart”，选择“SmartBug2.0”即可运行该应用程序，还可以将其固定到任务栏以便快速访问。

3. 连接 SmartBug2.0 模块

SmartBug2.0 模块支持三种连接方式：BLE（低功耗蓝牙）、USB 和 Wi - Fi。其中，Wi - Fi 连接需要附加板。

3.1 连接准备

首先，使用 USB 电缆连接模块，此时绿色 LED 会开始闪烁，模块开启并充电。断开电缆后，如果 LED 闪烁红色，说明需要更多充电；如果闪烁蓝色，则表示电量充足，可进行 BLE 连接。若 BLE 未连接且模块 30 秒内无运动，会进入睡眠模式，此时需要轻微晃动模块以重新启动 BLE 广告。

3.2 BLE 连接

• 进入设置页面，点击“选择主设备”，选择“BLE”。
• 点击“搜索”发现 SmartBug2.0 模块，选择设备并点击“确定”。若列表中有多个设备，可通过比较蓝牙 ID 号和设备背面的 SN 号来选择。
• 首次连接时，应用程序会提示配对，点击“是”完成配对，以确保空中鼠标应用和 BLE 连接的流畅性。

  3.3 USB 连接

  点击“搜索”发现设备，选择设备并点击“确定”，然后点击“连接”，等待主设备参数显示。若勾选“自动连接”，应用程序重启时会自动连接。

  3.4 Wi - Fi 连接

• 先通过 BLE 连接，将模块置于关机状态，在设备电源窗口中使用“关机”或“重置”功能。
• 连接附加板，可通过附加板上的电源按钮或连接 USB 电缆来开启模块。
• 建立 BLE 连接且附加板连接正常后，在 Wi - Fi 设置菜单中配置 Wi - Fi。若选择 DHCP，IP 地址将由路由器分配。

  3.5 Wi - Fi 套接字选择

• 断开 BLE 连接，在设置菜单中点击“关闭连接”，再点击“选择主设备”。
• 选择“Wi - Fi”，点击“检索本地网络参数”，然后点击“搜索”定位模块，选择设备后点击“连接”。

  3.6 从 Wi - Fi 模式返回 BLE 模式

  可通过 Wi - Fi 设置菜单禁用 Wi - Fi，或者同时按住附加板上的电源和日志开关 5 秒，然后点击“断开连接”和“连接 BLE”。需要注意的是，连接 USB 电缆充电时，模块会切换到 USB 模式。

4. 传感器数据模式

传感器数据窗口是应用程序的核心部分，可实现多传感器数据的流式传输和记录，并提供调优参数。

• 选择传感器数据窗口，除 Chirp Range 传感器 CH101 外，其他传感器均安装在 SmartBug2.0 模块内部，CH101 通过 FFC 电缆与附加板连接。
• 勾选“启用”复选框选择要使用的传感器，可同时对所有传感器的数据进行流式传输和记录。
• 点击“开始记录”启用数据记录，完成后点击“停止记录”。
• 点击“打开日志文件”，可使用 Microsoft Excel 查看记录的数据。
• 通过“日志文件描述”了解传感器 ID 和单位。不同接口支持的最大输出数据速率（ODR）如下表所示：

SENSOR ODR	ACCEL	GYRO	MAG	PRESSURE	HUMIDITY/TEMPERATURE	ULTRASOUND
ODR Options	25/50/100/ 200/1000/2000		10/50/100 /200	1/5/10	1/5/10	1/5/10
Maximum ODR BLE	100		100	10	10	10
Maximum ODR USB	200		200	10	10	10
Maximum ODR WiF	2000		200	10	10	10

5. 特色功能应用

5.1 智能门锁

开启智能门锁应用窗口，勾选“启用”以启用状态通知。将设备放置在门上，确保设备静止，点击“开始校准”对 IMU 传感器进行校准。打开或关闭门时，可观察到门状态的变化。日志文件会记录门的开合事件和角度信息。

5.2 空中鼠标

点击“启用”，空中鼠标库（AML）有手势、位置和指针三个输出。手势包括上、下、右、左、顺时针和逆时针；位置显示设备的方向；指针跟随设备在空中的运动。勾选“启用鼠标指针控制”可控制 Windows PC 的鼠标。

5.3 资产监控

勾选“启用”复选框启用资产监控功能，配置阈值参数，可将新值保存到配置文件中。将设备放置在需要监控的盒子或包裹上，开始进行资产监控活动。点击“检索”加载记录的事件，设置历史记录长度，点击“保存”将事件保存到“am_history.csv”文件中。

5.4 HVAC 监控

该应用使用两个压力传感器（两个 SmartBug2.0 模块）报告 HVAC 过滤系统或其他过滤堵塞应用的压差输出。确保从设备已配置并连接，选择 HVAC 监控窗口并勾选“启用”。将两个模块分别放置在空气过滤器的两侧，点击“立即校准”校准主从压力传感器。观察压差变化，当压差超过阈值时，会记录过滤器更换通知，并记录压差日志和绝对压力传感器读数。

5.5 传感器融合

选择传感器融合窗口，勾选“启用”启用演示。可选择 6 轴或 9 轴融合模式，在 6 轴融合演示中，启动算法时需将模块的 LED 朝向屏幕。分别校准陀螺仪、加速度计和磁力计，开始旋转模块，观察立方体跟随模块的 3D 方向。点击“开始记录”，记录的日志包含四元数 x、y、z、w 值以及计算的偏航、俯仰、滚动值。

5.6 空间音频头部跟踪

选择空间音频头部跟踪窗口，勾选“启用”启用演示。保持设备稳定 3 秒校准陀螺仪精度，将 SmartBug2.0 放置在耳朵上并面向屏幕，依次点击“设置参考水平”和“设置参考镜像”。转动头部，观察屏幕上的头部旋转情况，点击“开始记录”，记录的日志包含从 SmartBug2.0 接收的四元数 x、y、z、w 值。

6. SD 卡日志记录

6.1 通过应用程序进行 SD 卡日志记录

SD 卡日志窗口可通过勾选复选框控制日志事件的启用。点击“开始”开始记录，点击“停止”结束记录。需要注意的是，SD 卡应采用 FAT32 文件系统，最大容量为 4GB，且至少有 2MB 可用空间。该功能仅在 BLE 和独立模式下工作，且 APEX 和 GAF 不能同时设置。

6.2 独立 SD 卡记录器

6.2.1 启用自主 SD 卡记录

将 SmartBug2.0 通过 USB 连接到 PC，编辑磁盘上的“CONFIG.TXT”文件，更改配置后关闭文件并断开 USB。按下 SW2000 按钮 2 秒开始 SD 卡记录，此时附加板上的 LED 1 每 3 秒闪烁一次。可按下 SW2000 按钮标记事件，再次按下 2 秒停止记录，也可重新开始新记录或连接 USB 访问日志文件。

6.2.2 启用不同传感器日志

可通过编辑“CONFIG.TXT”文件启用不同传感器的日志记录，如加速度计、陀螺仪、磁力计等，并可根据需要更改参数。

7. 访问和转换 SD 卡日志

7.1 访问 SD 卡日志

使用 micro - USB 电缆将 SmartBug2.0 模块连接到 PC，点击“SD 卡日志转换实用程序”，浏览并选择 SD 卡上的日志文件，点击“导出”，转换完成后点击“打开导出文件夹”查看提取的日志文件。

7.2 转换 SD 卡日志

不同传感器的日志转换方式不同，如 IMU 日志中的加速度计和陀螺仪，可根据公式将输出计数转换为相应的单位；磁力计日志需将数值除以 100 转换为 μT；压力日志中，压力值以帕斯卡为单位，温度值需除以 10 转换为摄氏度。

8. 设备电源和重置

可在设备电源窗口中使用“关机”或“重置”按钮对 SmartBug2.0 板进行重置或关机。连接 Wi - Fi 附加板时，需先将模块置于关机状态，避免热插拔。关机后，可通过附加板上的电源按钮或连接 USB 电缆开启模块。

9. OTA 固件升级

OTA 固件升级可确保设备加载最新版本的固件。操作步骤如下：断开 BLE 连接，点击“OTA 固件升级”，选择“使用预安装”，点击“开始”，在弹出窗口中点击“是”取消与 DfuTarg 的配对，然后点击“连接”，再次点击“是”进行配对，升级完成后可在主设备参数中查看固件版本。

10. 使用调试菜单查看消息日志

应用程序中的所有活动都记录在调试窗口中，勾选“调试文件启用”复选框可启用接口详细消息记录，所有通信消息将记录到应用程序数据文件夹中的文件中，点击“打开应用程序文件夹”可在文件资源管理器中查看该文件夹。

SmartBug2.0 模块功能丰富，涵盖了多种传感器应用和连接方式。通过本文的详细介绍，相信电子工程师们能更好地理解和使用该模块，在实际项目中发挥其最大价值。在使用过程中，大家可以根据具体需求灵活配置和操作，遇到问题时可参考本文提供的方法进行解决。同时，不断探索和尝试新的应用场景，挖掘 SmartBug2.0 模块更多的潜力。