Intel Curie 加速度计驱动的体感触发灯光系统

核心硬件

• Arduino 101（内置 Intel Curie 模组，集成 6 轴 IMU 与 BLE）

项目目标

1. 脚步声控灯：检测脚步冲击自动开关灯。
2. 节拍同步闪烁：捕捉桌面敲击/舞蹈节奏，LED 跟随闪烁。
3. 地震波记录仪：通过 USB/蓝牙实时输出加速度计/陀螺仪数据，供上位机分析。

GitHub 仓库

ckuzma/arduino-101-sketches — 包含全部示例草图。

核心示例草图

1. TapFlashTest — 单次敲击闪烁

#include "CurieIMU.h"
void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  CurieIMU.begin();
  CurieIMU.attachInterrupt(eventCallback);
  CurieIMU.setDetectionThreshold(CURIE_IMU_SHOCK, 1050); // 1.05 g
  CurieIMU.setDetectionDuration(CURIE_IMU_SHOCK, 75);    // 75 ms
  CurieIMU.interrupts(CURIE_IMU_SHOCK);
}
void loop() {}
static void eventCallback(void) {
  if (CurieIMU.getInterruptStatus(CURIE_IMU_SHOCK)) {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    delay(50);
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  }
}

用于调节冲击阈值与持续时间，验证中断触发可靠性。

2. TapBeatMatch — 节拍同步闪烁

• 加权平均滤波抖动，稳定节拍估计。
• 可调冲击阈值，适应不同桌面/敲击力度。
• 板载 LED 实时跟随敲击节奏闪烁。

3. SeismicReader + Python 可视化

• Arduino 101 以 JSON 格式每 100 ms 串口输出 6 轴原始数据。
• 配套 CurieGraph.py（兼容 Python 2/3）读取串口，终端绘制简易波形，同时存 CSV 供 Excel 分析。
• 旨在证明：低成本众包地震监测网络可行。

4. VibrationLighting — 双击触发灯带

• 原设计检测脚步信噪比不足，改为双击触发。
• 灯带贴在玄关镜下，双击镜面开关灯带。

扩展：外接 MPU-6050 通用方案

为推广众包地震监测，提供兼容 MPU-6050 (GY-521) 的 ExternalGyroscope 草图，配合 CurieGraph.py 即可在任意 Arduino（UNO/Nano/Mega 等）上采集 6 轴数据并可视化。

#include <Wire.h>
const int MPU_addr = 0x68;
int16_t ax, ay, az, temp, gx, gy, gz;

String jsonEncodeValue(String key, float val) {
  return "\"" + key + "\":" + String(val);
}
String assembleJson(String kv) { return "{" + kv + "}"; }

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  Wire.beginTransmission(MPU_addr);
  Wire.write(0x6B); Wire.write(0); Wire.endTransmission(true); // 唤醒
}

void loop() {
  Wire.beginTransmission(MPU_addr);
  Wire.write(0x3B); Wire.endTransmission(false);
  Wire.requestFrom(MPU_addr, 14, true);
  ax = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  ay = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  az = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  temp = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  gx = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  gy = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  gz = Wire.read()<<8 | Wire.read();

  String kv = jsonEncodeValue("ax", ax) + ",";
  kv += jsonEncodeValue("ay", ay) + ",";
  kv += jsonEncodeValue("az", az) + ",";
  kv += jsonEncodeValue("gx", gx) + ",";
  kv += jsonEncodeValue("gy", gy) + ",";
  kv += jsonEncodeValue("gz", gz);
  Serial.println(assembleJson(kv));
  delay(100);
}

若 CurieGraph.py 启动失败，多运行 2~3 次通常即可连接。

开发心得

• CurieIMU 中断机制极简，适合快速原型。
• 信噪比是脚步检测最大难点，双击/敲击更鲁棒。
• JSON + 串口/蓝牙 + Python 可视化链路通用性强，易移植。