【电子法棒】STM32部署CNN实现轨迹识别控制方案

视频链接：

[B站视频--
功能演示及介绍](【【完整开源】哈利波特用了都说好的电子魔杖！（STM32）】 https://www.bilibili.com/video/BV1XHDEYMETw/?share_source=copy_web&vd_source=abf17f209793b0dbe622a2b25b0cb7c9/)

项目简介

低成本的stm32芯片上部署一个卷积神经网络动作分类模型，nnom推理TensorFlow训练好的模型，通过nnom的移植优化模型以适应嵌入式环境，包括量化和模型裁剪，以减少内存占用和计算复杂度，数据放到输入数组，运行模型推理函数，即可读输出数组，实现mpu6050的位姿动作轨迹运动的精确识别，来控制设备的开关（例如红外设备），并可以通过上位机（QT）实现模型的训练。
再次感谢 Civic_crab大佬提供的帮助！！！以及逸星提供的3D模型磨具和梳桦提供的美工！！！

实物展示

实物有些做旧效果，蹭漆也不用重涂hhhhh

项目功能

总体逻辑功能说明

系统启动与模式切换

系统启动：主板上电后，设备默认进入 模式0。
模式切换
：按住按钮0.5 秒后松开，系统将在模式0和模式1之间切换。
- 长按松开（>0.5秒）：用于模式切换。
- 短按松开（<0.5秒）：用于触发特定操作（如动作识别采样）。

动作识别操作

在任何模式下，短按按钮并松开会触发 IMU传感器的1.5秒数据采样。采集到的数据将输入至模型中进行 动作识别。

红外模块指令模式

模式0：动作识别完成后，模块发送与识别动作对应的 预录制红外信号。
模式1：动作识别完成后，模块进入 红外信号录制模式，等待并录制与识别动作对应的红外信号。

Type-C接口功能

串口调试：通过 Type-C 接口进行设备调试。
电池充电：当连接 Type-C 时，设备优先使用 Type-C 电源供电，而非电池。

电源管理

电源开关
：控制设备的 3.3V 主电源。
- 当电源开关关闭时，电池可以充电，但 STM32、IMU 等组件不会上电工作。

LED状态指示灯

系统状态指示
：按钮前的 LED 指示系统状态，有以下五种模式：
- 10Hz 闪烁：快速指示状态
- 5Hz 闪烁：中速指示状态
- 2Hz 闪烁：低速指示状态
- 常亮：系统稳定运行
- 熄灭：系统关闭或待机

Qt 上位机模型训练

模型训练功能
：使用 Qt 上位机进行动作识别模型的训练和管理。
- 数据采集：上位机通过串口连接设备，从设备端接收 IMU 传感器的采样数据。
- 模型训练：基于采集数据进行模型训练，以提高动作识别的准确度。
- 模型管理：支持模型保存、加载和更新，可管理不同动作集合的训练模型。
- 实时调试：支持实时调试，监控模型的识别精度和设备响应情况。

项目参数

weight文件分别提供面包板实现的以及EVB板实现的两种，利于验证测试，如下所示。

更多文件以及训练模型的上位机都位于下述目录中。

原理解析（硬件说明）

以下是对该原理图的个人分析：
外设模块接口处：

电源部分分析：
1.TP4056：这是锂电池充电管理芯片，负责对锂离子电池进行充电管理，具有多种保护功能，如过充保护、过放保护等。通过外部电阻设置充电电流等参数。
2.可通过USB接口以及电池输入系统供电，电源选择，用于根据特定条件选择合适的电源输入，例如优先选择 USB 电源，当 USB 不可用时切换到其他电源。
3.22uH 电感：在电源电路中可能起到滤波、储能等作用，以稳定电流和电压。
4.10uF、4.7kΩ 电阻、0.1uF 电容等：这些元件在电路中起到滤波、去耦、分压等作用，以提高电源的稳定性和抗干扰能力。
5.充电状态指示灯，用于显示电池的充电状态，如充电中、充满等。
6.TYPE-C：提供一种连接接口，用于充电输入以及 uart数据传输。
7.R-10kΩ、4.7kΩ 电阻：用于分压、限流等作用，调节电路中的电流和电压。
8.TEMP：用于连接温度传感器，监测电池温度。当温度超出设定范围时，芯片可以暂停充电以保护电池。