气体传感器BME688常见问题

在使用传感器的过程中，你是否有很多问号

——在采样时需要强制空气进入BME688吗？

——由于数据是存储在传感器内的，那么可以做多少次测量呢？

——可以使用传感器训练AI模型吗？

在Bosch Sensortec工程师社区，经常有人发帖提问类似的问题，我们的版主都详细回答了。小编挑选出一些常见问答，供大家参考。

气体传感器BME688常见问题 01BME688的特性

Q：以前针对BME680设计的PCB板可以不用任何修改而直接升级使用BME688吗？

A：可以的。BME688是完全后向兼容的，可以放置到为BME680设计的所有板子上。所有要做的就是必须将API升级到新版本，这样API就能自动检测到BME688并计算出正确的值（之所以有这必要是因为BME688扩大了ASIC范围）。

Q：在采样时需要强制空气进入BME688吗？

A：不需要，根据自然法则这种现象是可以“自行”发生的，特别是由于扩散的原因。只要BME688周围的空气成分发生变化，即有浓度梯度发生，就会导致空气扩散进和扩散出BME外壳。另外，由于尺寸非常小（盖子上的孔距离内部的气体传感器芯片不到1mm），扩散过程在几秒内即可完成。

Q：由于数据是存储在传感器内的，那么可以做多少次测量呢？

A：BME688将扫描配置和一些数据点存储在其缓冲区内。与BME688相连的设备中的微控制器（MCU）必须连续读取这些测量数据。在这种配置情况下，针对测量数据的唯一限制是设备的存储容量。通过在MCU上运行BME688库（称为“BSEC”）就能直接评估这些传感器数据。因此用户不必存储原始数据，只需存储要求的输出值。

Q：运行AI软件需要多少运算能力？可以针对兼容的MCU给出一些例子吗？

A：BME AI-Studio需要用一台台式机来分析数据，并推导出最佳的算法。然而，运行一个确定的算法不再是必需的。比如ESP8266或ESP32就可以实时完成所有任务。

Q：可以解释一下气体扫描仪是如何工作的吗？

A：气体传感器在气体扫描过程中会用不同的灵敏度进行测量。这样做的好处是可以为不同的气体混合物产生特定的指纹。另外，用户可以在实际应用中用BME AI-Studio修改和优化扫描配置。

02BME688的AI固件和算法

Q：一旦为了识别一种成分而使用来自多个传感器的数据训练某个算法后，可以导出参数并只用一个传感器去检测这种成分吗？

A：可以的。BMEAI-Studio软件工具可以导出经训练后的算法以及配置字符串，并被加载进采用BME688的任何设备上的BSEC2.0软件中，这样就能让设备直接输出经过训练的BME688扫描结果。

Q：可以使用传感器训练AI模型吗？

A：可以的，传感器数据正是用于AI模型的。用于VSC检测的标准气体扫描模式是根据大量传感器的检测数据和对不同气体的实验室测试数据开发出来的。对其它应用而言，BMEAI-Studio软件工具可以帮助所有人在BME688传感器数据基础上开发出自己的用例，比如通过使用带8个BME688传感器的开发套件。

BME688的一个最大好处是你可以直接使用在实际应用中测量得到的传感器数据。目前为止采用新的气体传感器的典型应用过程是这样的：

——使用复杂的气体分析仪识别单一主导气体和潜在的干扰气体。为这些气体寻找或开发合适的气体传感器。

——用单一主导气体和干扰气体分别做实验室测试（通常在合成的空气中做实验不能代表真实情况）。

——在真实应用中测试再现性和性能

在已知目标气体情况下这个过程仍然是有意义的，比如作为口臭标志的含硫化合物。不过对其它味道或更复杂的气体混合物来说这个过程是有其限制性的。

在应用程序中借助BME688、BME AI-Studio软件工具可以直接进行开发、测试和优化。当然，这仍然离不开实验室测试，在某些应用情景中实验室测试甚至是强制性的。然而，将真实数据用于气体检测算法可以显著提高性能，甚至可以产生新的用例。

Q：AI中用的是哪种神经网络拓扑？或者它只是用于模式识别的统计分析算法？

A：目前版本的BMEAI-Studio软件工具使用了一种预先定义的神经网络架构，并结合了一种训练用的可配置优化器（ADAM优化器）。根据市场要求，我们有可能会在未来版本中选择其它架构。

03BME688的应用和用例

Q：可以检测因为网络电缆和电子设备燃烧产生的气体吗？

A：我们希望这将成为使用BME688的一个有趣应用。

接下来我们提供一些背景信息：如果电路或机箱中有异常状态，通常有两种原因：

——由于大电流/短路引起的材料（如隔离器）发热，

——高压或短路导致的飞弧/火花。

在第1种情况中，发热甚至融化的材料会产生越来越多的废气，通常是许多未完全燃烧的碳氢化合物，而BME688可以很好地检测出这些气体（就像人类闻到的那样）。在第2种情况下，飞弧会产生臭氧，BME688也能很好地检测出来，因为它与其它气体有完全不同的特征。

Q：BME688可以检测出CH4或C3H8这类可燃气体以及像CO这样的有毒气体吗？

A：可以的，BME688气体传感器可以检测出几乎所有的碳氢化合物（CxHy），以及像CO这样的许多其它气体。可燃气体一般分为“非甲烷有机气体”（NMOG）和甲烷。甲烷（CH4）是一个例外，因为它的分解要求专门的催化剂，因此即使在高浓度的甲烷气体下可能也得不到大的信号。不过在许多应用中，甲烷并不是以单一气体出现的，而是与其它气体（如含硫化合物）一起出现，这时就可以被BME688检测出来。因此将BME688用于这种应用测试是有意义的。

Q：除了气体之外，这些传感器还能测量其它什么吗？

A：BME688内部集成了温度、气压、空气湿度和气体传感器单元。所有传感器信息可以作为单类值使用，也可以在AI软件中整合在一起用于识别某些条件或状态。BMEAI-Studio软件工具的用户可以决定是否只是要用气体传感器数据，还是把压力、温度和湿度传感器数据一并考虑使用。

Q：某些气体的预训练模型的配置信息是否可用于实现？

A：标准配置信息开发出来就是用于检测VSC的。BMEAI-Studio软件工具还提供了其它几种气体扫描配置，用户甚至可以自己进行配置。当然，这些配置信息必须接受应用方面的训练。

Q：BME688是否会被认证为医疗传感器？

A：不会。通常医疗传感器的认证工作是在设备级做的，而不是在元件级。BoschSensortec公司根据消费电子的标准要求（如JEDEC）对产品进行认证。通常我们的客户是使用我们的传感器元件的特殊应用领域和任务概况方面的专家。当然，终端设备无论如何都必须得到认证，而元件认证的优势通常都不明显。

Q：如何才能证明可以用BME688测量具体应用中的气体？

A：这正是我们开发BMEAI-Studio软件工具的原因之一。用户可以在真实条件的应用中直接进行测试，不需要知道哪些浓度的哪些气体可能是目标气体，或哪些其它气体也可能存在。只要开始做就对了。

目前为止，针对每种应用，人们一般必须用合成空气中的单类气体开展实验室测试。然而，即使在实验室里做没问题，也不意味着在现场做也没问题，因为在真实世界中可能存在许多其它气体。

04适合BME688使用的工具

4.1 软件工具

Q：是否有代码和示例能用来展示与BSEC库的集成和使用？

A：我们的网站https://www.bosch-sensortec.com/software-tools/software/BME688-software/上有代码和示例。

Q：未来可以通过无线升级方式检测更多的气体和物质吗？

A：今天就可以做到：BME688的配置全部是软件定义的，而不是ASIC中的硬代码。举例来说，如果你用BMEAI-Studio开发了一款新的应用，就会形成新的配置字符串以及扫描配置文件。在现场环境中这些数据可以通过无线方式轻松地传送到每个设备，因为它们的大小只有几kb。一旦设备上的BSEC软件加载了新的配置，传感器就能用新的特征数据工作了。

Q：AI软件只使用气体传感器吗？或者可以同时使用湿度传感器数据来检测？

A：当然可以，AI软件能够使用来自4合1传感器BME688的所有传感器数据：气体、湿度、温度和压力信号。用户可以自主选择哪些数据以便合理地用于具体的应用。

4.2 硬件工具

Q：评估板上为什么需要8个传感器？

A：可以用BMEAI-Studio软件工具配置BME688开发套件，从而根据具体的应用需求优化性能、ODR和功耗。板载的8个BME688传感器可以允许用户同时使用多个配置测试和收集数据，这将显著提高统计性能并缩短开发时间。

关于AI智能传感器系统BHI260AP的常见问题01BHI260AP的特性和兼容性

1.1 一般信息

Q：封装包的整体尺寸多少？

A：包含了加速度计、陀螺仪和32位可编程微控制器在内的系统级封装尺寸为3.6mm * 4.1 mm。

Q：BHI260API中有MCU吗？

A：有的，里面有个MCU。

Q：可以实时访问BHI260AP输出的原始数据吗？这款传感器包含多轴加速度计吗？

A：可以实时访问原始传感器数据。这款传感器包含1个三轴加速度计和1个3轴陀螺仪。

1.2 MCU

Q：BHI260P兼容其它MCU吗？

A：兼容，BHI260AP可以与其它MCU一起使用。

1.3 惯性测量单元（IMU）

Q：使用六轴或九轴IMU有何缺点或需要付出潜在的代价吗？在这种应用中漂移不是问题吗？

A：六轴或九轴的推荐与否取决于典型的使用环境，要看室内和/或室外环境中是否存在磁畸变。虽然目前的磁力计受硬铁和软铁效应的影响，但这款传感器配置了带快速磁力计校准器的先进传感器数据融合算法，在检测到磁畸变后有助于减少或控制方向上的漂移。由于传感器的自然特性，不可能提供绝对通用的建议，但可以提供专门针对具体应用和期望用途的指南。我们的出版物（EDN白皮书）提供了有关这个主题的说明。

1.4 电源管理

Q：当传感器稳定使用时（例如当有人在锻炼时）典型的平均功耗是多少？

A：这要取决于传感器内部被激活的传感器数量（加速度计或陀螺仪），以及同时被跟踪的活动种类。

Q：高效管理电源的可能策略是什么，最终功耗是否取决于开发可穿戴设备的客户？

A：一般来说，为了节省系统功耗，开发人员会寻找在功耗方面下大力气的元件，比如GPS、显示器、连接件以及应用处理器的运行时等。

1.5 传感器整合和机器学习（ML）

Q：如何使用传感器融合方法获取原始传感器输出的信息？请举例说明。

A：将传感器数据融合在一起出于多个目的，其中之一是生成相对和绝对的方向。这种方向信息对于跟踪器件相对用户身体运动的角度（航向、俯仰和滚动）非常有用。

单个传感器，如加速度计、陀螺仪、磁力计和压力传感器，都会受到因不同环境和工作条件（如温度）等引起的失真和灵敏度等问题的困扰。而传感器数据融合则有助于借助某个传感器的力量去纠正其它传感器的输出，反之亦然。

通过一段较长时间内对航向的可靠估计，即使GPS为了节省功耗而处于空闲模式下，位置跟踪和导航也会变得非常可靠。

同样的，传感器数据融合在一起可以用来对诸如游泳和健身跟踪等用户功能进行分类和计数，而单个传感器（加速度计或陀螺仪）无法产生足够独特的信息来识别运动类型。

Q：你能解释一下在该传感器中使用传感器融合、机器学习和强大的软件框架的不同方式吗？它们之间有何区别？

A：这种智能传感器系统提供了许多先进的功能，这些功能对于腕戴或头戴设备来说非常有用，包括用于行人航位推算、游泳分析和健身追踪的专用解决方案，以及具有自学习AI软件和方向估计的通用软件平台。

这种传感器还附带有软件开发套件，可以帮助你对这些平台和专用解决方案进行编程并增加自己的代码，这将使得使用这种传感器创建解决方案变得更加容易。

方向估计平台可以用来开发诸如位置追踪等应用程序，而自学习AI平台可以用来开发涉及使用过程中跟踪重复模式以简化人机界面或启用个性化推荐系统的应用程序。

借助这种软件框架可以将所有功能当作虚拟传感器，从而可以根据最终用户的情况激活/停用它们。

02BHI260AP的AI固件和算法

Q：AI固件可以升级吗？

A：AI 固件是可以升级的。

Q：经过训练的算法的预测精度是多少？

A：对于个性化预训练的活动来说，典型的预测精度大于90%。

Q：AI 中使用了哪种神经网络拓扑？抑或它只是用于模式识别的统计分析算法？

A：它是Bosch私有专利技术，专为边缘学习（支持个性化）而设计，并且仍然保持较低的运算和功耗要求。

Q：基于什么进行分类，是否使用了神经网络？

A：分类（学习和识别）的依据是时间序列的加速度计和陀螺仪数据，它们使用专为边缘学习（支持个性化）而设计的Bosch私有专利技术，并且仍然保持较低的运算和功耗要求。

Q：请问你们开发了哪些类型的软件算法，它们的功能是什么？

A：用于健身追踪的自学习AI 软件

该软件支持设备在线学习和自动跟踪各种健身运动，包括用于设备上个人特定运动的个性化选项，并且无需修改原始软件就能支持越来越多的活动。

游泳分析

这款专用于腕戴设备的软件可生成用户游泳活动的有用信息，例如距离计算、游泳方式和划水计数。

行人航位推算

这款软件通过启用非常耗电的GNSS组件的占空比调节功能，以及通过行人航位推算提高户外定位精度，来帮助降低可穿戴设备的功耗。

相对和绝对方向

这款软件能够估计设备的相对和绝对方向，包括旋转矢量、游戏旋转矢量、线性加速度和重力等输出值。

03BHI260AP 的应用和用例

Q：一些繁重的组合练习如果做的不准确可能会有危险。是否有措施可以防止由于用户不熟练而导致的错误训练？

A：为了指导用户进行正确的训练，您可以结合使用BHI260AP 中集成的识别和方向跟踪算法。

Q：传感器能否指示锻炼已正确完成？

A：为了指导用户进行正确的训练，您可以结合使用BHI260AP 中集成的识别和方向跟踪算法。

Q：软件如何对灵活多变的动作做出反应，例如“大重量硬拉紧跟着波比跳”等？当单独学习时，它是否能够正确地连续检测那些不断变化的动作？

A：可以的，传感器会自动捕捉不断变化的动作，无需用户提供任何明确信息。

Q：BHI260AP 针对不同活动的可配置性如何？例如，具有生物力学背景的游泳专家可能具有与内置游泳分析算法不同的关注点。开发人员可以对此加以配置吗？

A：可以的，开发人员可以为他们感兴趣的活动创建和加载自定义模式。如果您需要有关此主题的进一步支持，请通过Bosch Sensortec 社区与我们取得联系。

Q：这个产品有很多功能——最具创新性的方面/特性/功能是什么？

A：最具创新性的方面是传感器内部设计的自学习功能，它可以为种类广泛的活动和最终用户提供活动跟踪的无缝个性化处理。

04BHI260AP可用的工具

Q：你们提供可在 Windows操作系统上实时显示原始数据的设计套件和免费的图形用户界面（GUI）吗？

A：我们提供用于编程BHI260AP的软件开发套件和用于实时数据可视化的基于PC 的开发桌面工具。

Q：BHI260AP 需要任何实时云AI 的支持吗，它是边缘型AI 传感器吗？

A：BHI260AP 是一款完整的边缘型传感器，不需要云支持。

Q：是否有可用于API并对其进行自定义的集成开发环境（IDE）？

A：有的，我们提供用于编程BHI260AP 的软件开发套件和用于定制传感器的传感器API。

Q：它会是开发人员的黑匣子还是开放的软件开发套件？

A：我们将提供用于编程BHI260AP的软件开发套件，并使其尽可能对开发人员开放。

Q：是否有能够实时预览的数据分析（智能数据分析）或用于比如诊断预测的数据分析工具？

A：有的，可以使用开发桌面工具实时预览数据分析。

关于气压传感器BMP384的常见问题01BMP384的特性

Q：BMP384的过压和损坏范围是多少？

A：压阻膜可承受高达几bar的过压值（爆破压力）。这个值仅适用于封装内的单个膜，因此是一个理论值，因为在传感器损坏之前的这个最大值远高于你所用的水压，例如5 bar。

Q：使用 BMP384可以达到的防水等级是多少？

A：可能的防水等级取决于最终的第二个集成概念，但如果所用概念适当，IP67、IP68或 5bar 是可实现的。

Q：您能否详细说明一下防水解决方案中的机械集成概念？

A：没有通用的集成概念，它取决于客户的经验和要求。但是客户必须注意只有凝胶区域与水接触，这可以通过0形环密封、底部填充或粘性凝胶实现。

Q：与非凝胶版本相比，BMP384的响应时间有多大差异？

A：响应时间不会因为凝胶而有所差异。

Q：凝胶对传感器的性能有什么影响？

A：填充了凝胶的封装对性能几乎没有影响。

Q：与不防水的 BMP388相比，BMP384在传感器处理方面有什么不同？

A：BMP384 是按照MSL3 级别封装的。

02技术规格

Q：BMP384 的典型电流消耗是多少？

A：BMP384 在使用压力和温度传感器情况下的典型电流消耗为3.4 µA @ 1 Hz。

Q：BMP384能承受的最大压力是多少？

A：如果我们谈论最大气压，BMP384可以承受的最大压力是10 bar。

Q：BMP384的绝对精度是多少？

A：在 25…40°C温度下、压力范围在900…1100hPa 之间时的绝对精度为± 0.5 hPa。

责任编辑：haq