Sensor Extension Board
本指南介绍如何使用 NE301 传感器扩展板快速搭建传感器 demo，满足更多不同的场景下的应用需求。
1. 概览
NE301 平台提供标准化的传感器扩展能力。传感器扩展板通过统一的 I2C 总线接入，由开源驱动层管理，支持即插即用和自定义传感器接入，为客户的定制化需求方案提供灵活的硬件基础。
开放架构
NE301 的传感器扩展基于标准硬件接口和开源驱动，开发者可以自由适配和扩展：
- 标准 I2C 接口：I2C 总线 1，7 位地址寻址（0x03–0x77），兼容主流 I2C 传感器
- 标准 SPI 显示：SPI6 接口驱动 ST7789VW TFT 显示屏（240×240 RGB565），用于传感器数据实时可视化
- 开源驱动层：完整的 C 语言驱动代码开源在 GitHub，路径
Custom/Hal/SensorExt/，包含 I2C 总线抽象、传感器驱动、CLI 调试命令和 TFT 显示输出 - 统一 CLI 命令：
sexp命令一行启动所有传感器数据采集和显示，降低使用门槛
扩展能力
| 扩展方式 | 说明 |
|---|---|
| 即插即用 | 传感器扩展板预集成 9 种传感器，连接即可使用 |
| 自定义传感器 | 通过 I2C 总线接入任意兼容传感器，参考开源驱动编写适配 |
| 显示输出 | 内置 TFT/OLED 驱动，支持传感器数据实时文字叠加和热成像伪彩色渲染 |
| API 集成 | 开源 C 语言 API（sht3x_init()、vl53l1x_get_result() 等），可集成到用户应用中 |
支持的传感器
| 传感器 | 型号 | 功能 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 温湿度 | SHT3x | 温度 ±0.3°C，湿度 ±2%RH | 环境监测、仓储管理、设备过热保护 |
| 环境光 | LTR-31x | 可见光 + 红外光 16 位检测 | 灯光控制、日间/夜间切换、侵入检测 |
| 6 轴 IMU | LSM6DSR | 加速度计 + 陀螺仪 + 温度 | 姿态检测、振 动监测、跌倒检测 |
| 短距 ToF | VL53L1X | 激光测距 1.3m（短距）/ 4m（长距） | 人员接近检测、手势识别、防撞预警 |
| 远距激光 | DTS6012M | d-ToF，18m 量程（12m@160Klux），905nm，FOV<2° | 远距目标检测、距离监测、安防周界 |
| 红外热成像 | MLX90642 | 32×24 像素温度矩阵，±1°C，FOV 110°×75° / 45°×35° | 非接触测温、设备热分布检测、人体检测 |
| PIR 人体感应 | NP624M-F | 数字双元，抗射频干扰，功耗 5μA，VIN:1.6~3.6V | 人体移动检测、安防入侵、自动照明 |
| 毫米雷达波 | RKB1161LX1 | 24GHz，UART，功耗 68μA，20×20×1.0mm | 人员检测、存在感知、微动检测 |
| MEMS 麦克风 | LMA3729T381-OY3S | MEMS MTC，灵敏度 -38dB，SNR=63dB | 语音采集、声音检测、环境音频监测 |
支持的显示屏
| 类型 | 尺寸 | 接口 | 分辨率 | 色彩 | 外形尺寸 (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| OLED | 0.96" | I2C，4PIN | 128×64 | 蓝光 | 24.7(L)×27(W)×11.3(T) |
| TFT | 1.14" | SPI，IPS | 135×240 | 65K 色 | 31.4×28×11.3 |
| TFT | 1.54" | SPI，IPS | 240×240 | 262K 色 | 32(W)×43.7(H)×5.32(T) |
2. 硬件准备与组装
所需硬件
| 组件 | 说明 |
|---|---|
| NE301 开发板 | 预装系统固件 |
| 传感器扩展板 | 预集成 9 种传感器 |
| 显示屏 | 0.96" OLED / 1.14" TFT / 1.54" TFT（与扩展板配套，可选） |
| 喇叭 | HDK-302008ZA-3C13，30×20mm，1.5W，8Ω，90dB（可选） |
| USB-C 数据线 | 用于串口调试和供电 |
| 调试工具 | 串口终端（如 minicom、PuTTY） |
安装步骤
步骤 1：将传感器扩展板对准 NE301 主板的扩展接口，轻压扣合
步骤 2：将 TFT 显示屏连接到扩展板的 SPI6 接口
步骤 3：通过 USB-C 连接 NE301，打开串口终端
组装完成后，NE301 将呈现如下形态：
3. 快速体验
3.1 扫描 I2C 总线
连接串口终端后，执行 I2C 扫描命令确认所有传感器在线：
AICAM> i2c_tool detect
Scanning I2C bus 1, address range 0x03-0x77
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 1a -- -- -- -- --
20: -- -- 22 -- -- -- -- -- -- 29 -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- 44 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- 66 -- -- -- 6a -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
完整的传感器列表
| 地址 | 传感器 | 地址 | 传感器 |
|---|---|---|---|
| 0x1a | NAU881x 音频 codec | 0x44 | SHT3x 温湿度 |
| 0x22 | LTR-31x 环境光 | 0x51 | DTS6012M 激光测距 |
| 0x29 | VL53L1X ToF 测距 | 0x66 | MLX90642 红外热成像 |
| 0x6a | LSM6DSR 6 轴 IMU |
所有传感器共用 I2C 总线 1，单个传感器缺失不影响其他传感器工作。
3.2 启动传感器数据采集
执行以下命令启动传感器数据采集和 TFT 显示：
AICAM> sexp start
该 命令将：
- 初始化所有传感器（I2C 总线 1）
- 启动 200ms 周期的传感器读取线程
- 在 TFT 显示屏上实时显示传感器数据
ir参数表示红外热成像模式（无需摄像头即可使用）
启动后，TFT 显示屏将实时显示所有传感器数据：
3.3 查看传感器数据
TFT 屏幕上方文字区显示各传感器实时读数：
SHT3x: 33.4 C 45.0% ← 温湿度
ALS: 2255 IR: 63 ← 环境光（可见光 + 红外）
VL53:159 mm ← 短距 ToF 测距
DTS:N/A mm ← 远距激光测距
A: 16 -14 -991 mg ← 加速度计（三轴）
G: 140 -1050 140 mdps ← 陀螺仪（三轴）
3.4 体验红外热成像
执行以下命令启动红外热成像模式：
AICAM> sexp start ir
该命令将：
- 初始化所有传感器（I2C 总线 1）
- 启动 MLX90642 红外热成像阵列（32×24 像素）
- 在 TFT 屏幕下半部分显示热成像画面（伪彩色渲染，蓝→绿→黄→红色谱）
- 屏幕上方同步显示所有传感器文字数据
TFT 屏幕顶部显示热成像统计信息：
MLX: min 16.4 C max 28.8 C avg 21.6 C
将手靠近传感器区域，可以观察到热成像画面中温度的实时变化。
提示：也可使用 sexp start（不带 ir 参数），在摄像头预览画 面上叠加传感器数据文字，需先启动摄像头 pipe2。
3.5 停止数据采集
AICAM> sexp stop
4. 支持的传感器
传感器扩展板集成了 9 种传感器，覆盖温湿度、光照、运动、距离、热成像、人体感应、毫米雷达和音频检测能力。此外支持 3 种规格显示屏用于数据可视化。各传感器的驱动代码和 CLI 调试命令已开源，开发者可在 GitHub 仓库 的 Custom/Hal/SensorExt/ 目录下查看完整源码和 API 文档。
| 传感器 | 接口 / 地址 | 精度 / 量程 | CLI 调试命令 |
|---|---|---|---|
| SHT3x 温湿度 | I2C 0x44 | 温度 ±0.3°C，湿度 ±2%RH | sht3x init → sht3x read → sht3x deinit |
| LTR-31x 环境光 | I2C 0x22 | 16 位 ALS + IR 计数值 | als init → als read → als deinit |
| LSM6DSR 6 轴 IMU | I2C 0x6a | ±2g~±16g / ±125~±2000dps | lsm6dsr init → lsm6dsr read → lsm6dsr deinit |
| VL53L1X ToF | I2C 0x29 | 短距 1.3m / 长距 4m | vl53l1x init → vl53l1x start → vl53l1x read |
| DTS6012M 激光测距 | I2C 0x51 | d-ToF，18m 量程，12m@160Klux，905nm，FOV<2°，21×15×7.87mm | dts6012m init → dts6012m read → dts6012m deinit |
| MLX90642 红外热成像（广角） | I2C 0x66 | 32×24 像素，FOV 110°×75°，-40~85°C | mlx90642 init → mlx90642 measure → mlx90642 deinit |
| MLX90642 红外热成像（窄角） | I2C 0x66 | 32×24 像素，FOV 45°×35°，-40~85°C | mlx90642 init → mlx90642 measure → mlx90642 deinit |
| RKB1161LX1 毫米雷达波 | UART，3.3~5V | 24GHz，功耗 68μA，20×20×1.0mm | 驱动开发中 |
| LMA3729T381-OY3S MEMS 麦克风 | I2S，2.0V | MEMS MTC，灵敏度 -38dB，SNR=63dB | 音频管道集成 |
支持的显示屏
| 类型 | 尺寸 | 接口 | 分辨率 | 色彩 | 外形尺寸 (mm) | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OLED | 0.96" | I2C，4PIN | 128×64 | 蓝光 | 24.7(L)×27(W)×11.3(T) | 低功耗，适合文字信息展示 |
| TFT | 1.14" | SPI，IPS | 135×240 | 65K 色 | 31.4×28×11.3 | IPS 广视角 |
| TFT | 1.54" | SPI，IPS | 240×240 | 262K 色 | 32(W)×43.7(H)×5.32(T) | 标准配置，支持热成像伪彩色渲染 |
开发者资源
源码路径：Custom/Hal/SensorExt/
SensorExt/
├── i2c_driver/ # I2C 总线抽象层
├── sht3x/ # SHT3x 温湿度驱动
├── ltr_31x/ # LTR-31x 环境光驱动
├── lsm6dsr/ # LSM6DSR 6 轴 IMU 驱动
├── vl53l1x/ # VL53L1X ToF 驱动
├── dts6012m/ # DTS6012M 激光测距驱动
├── mlx90642/ # MLX90642 红外热成像驱动
├── tft_st7789v/ # TFT 显示屏驱动
└── sensor_exemple/ # 集成示例（sexp 命令）
5. 定制化支持
传感器扩展板展示了 NE301 在环境感知方面的基础能力。当前传感器板支持根据实际需求灵活选择安装的传感器，并可定制上盖以适配不同高度和屏幕显示需求。驱动源码已全部开源，开发者可自行开发业务逻辑，也可联系 CamThink 进行定制开发。如需了解更多信息，请联系我们的 Sales 团队。
| 图片 | 名称 | 数量 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 传感器扩展板 | 1 | 预集成 SHT3x、LTR-31x、LSM6DSR、VL53L1X、DTS6012M、MLX90642（广角/窄角）、NP624M-F PIR、RKB1161LX1 毫米雷达、LMA3729T381-OY3S MEMS 麦克风共 9 种传感器 通过 I2C 总线 1 与 NE301 主板通信 |
| 显示屏（可选） | 1 | 0.96" OLED（I2C，128×64）/ 1.14" TFT（SPI，135×240）/ 1.54" TFT（SPI，240×240） OLED 低功耗适合文字展示，TFT 支持热成像伪彩色渲染 |
 | 喇叭（可选） | 1 | HDK-302008ZA-3C13，动圈式，30×20mm 额定功率 1.5W，阻抗 8Ω±15%，灵敏度 90dB（0.5W/0.1m），频率范围 Fo–20KHz |
最后更新: 2026-04-01