一種基于nRF903無線數(shù)傳模塊的傾角測量儀的制作方法
【專利摘要】一種基于nRF903無線數(shù)傳模塊的傾角測量儀，具體涉及無線傳感器采集網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】。其特征在于它包含測量站和主控站，測量站與主控站之間通過無線信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述的測量站包含有傳感器組、數(shù)據(jù)采集單元、單片機(jī)控制系統(tǒng)、nRF903無線數(shù)傳單元，所述的主控站包含有nRF903無線接收單元、通信適配器及濾波裝置、嵌入式系統(tǒng)控制單元、LCD顯示器及操作裝置，它利用最新的嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)，充分發(fā)揮了嵌入式計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力，突破傳統(tǒng)傾角測量儀的操作模式，提高傾角測量的精度和分辨率。
【專利說明】—種基于nRF903無線數(shù)傳模塊的傾角測量儀
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及無線傳感器采集網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于nRF903無線數(shù)傳模塊的傾角測量儀。
[0002]【背景技術(shù)】:
無線傾角傳感器是一種通過無線方式測量端面傾斜角度的傳感器，屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)。它通過傾角傳感器敏感元件對被測端面角度信號實(shí)現(xiàn)采集，通過相應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換單元，實(shí)現(xiàn)無線信號的調(diào)制與發(fā)送，從而能夠在較遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)進(jìn)行無線的控制與測量。另外數(shù)據(jù)顯示終端除實(shí)現(xiàn)對信號的實(shí)時(shí)顯示外，還可以對采集到的角度信號進(jìn)行指定時(shí)間內(nèi)的存儲，并根據(jù)用戶指定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行打印處理。
[0003]現(xiàn)有的無線傾角傳感器受到環(huán)境的制約較大，其靈敏度受到溫度的影響較大，而且傾角測量精度和分辨率較低。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種基于HRF903無線數(shù)傳模塊的傾角測量儀，它利用最新的嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)，充分發(fā)揮了嵌入式計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力，突破傳統(tǒng)傾角測量儀的操作模式，在涵蓋了傳統(tǒng)傾角測量儀全部功能的基礎(chǔ)上，增加了信息處理、圖形顯示、人機(jī)交互、無線傳輸?shù)裙δ堋Ｍ瓿膳c傾斜度相關(guān)的參數(shù)實(shí)時(shí)檢測與數(shù)據(jù)融合，提高傾角測量的精度和分辨率。
[0005]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:它包含測量站和主控站，測量站與主控站之間通過無線信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述的測量站包含有傳感器組
1、數(shù)據(jù)采集單元2、單片機(jī)控制系統(tǒng)3、nRF903無線數(shù)傳單元4，所述的傳感器組I與數(shù)據(jù)采集單元2連接，數(shù)據(jù)采集單元2與單片機(jī)控制系統(tǒng)3連接，單片機(jī)控制系統(tǒng)3與nRF903無線數(shù)傳單元4連接，所述的主控站包含有nRF903無線接收單元5、通信適配器及濾波裝置
6、嵌入式系統(tǒng)控制單元7、IXD顯示器及操作裝置8，所述的nRF903無線接收單元5與通信適配器及濾波裝置6連接，通信適配器及濾波裝置6與嵌入式系統(tǒng)控制單元7連接，嵌入式系統(tǒng)控制單元7與LCD顯示器及操作裝置8連接。
[0006]所述的單片機(jī)控制系統(tǒng)3采用的是MSP430單片機(jī)。
[0007]所述的嵌入式系統(tǒng)控制單元7采用的是ARM920內(nèi)核S3C2410芯片。
[0008]本發(fā)明具有以下有益效果:無線傾角傳感器基于傳統(tǒng)的傾角傳感器，保持原有的成熟機(jī)械結(jié)構(gòu)和基本測量部分的電路原理不變，增加溫度傳感器測量單元，對傳感器敏感元件反應(yīng)靈敏的溫度參數(shù)進(jìn)行線形補(bǔ)償校正；增加無線傳輸模塊構(gòu)成通訊的收發(fā)兩端，使用的通訊協(xié)議基于未來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；增加可拆卸的基于RS-232的單片機(jī)LED顯示模塊單元對敏感元件測量端信號進(jìn)行近程測量，以備數(shù)據(jù)接收顯示后端模塊調(diào)校；處理終端是一個(gè)基于高性能精簡指令集、ARM920T核心32位處理器的嵌入式系統(tǒng)，對通訊模塊采集到的信號進(jìn)行數(shù)字化處理，利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)被測端面的角度信號傾斜模擬、報(bào)表、打印等功能。
[0009]【專利附圖】
【附圖說明】: 圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]【具體實(shí)施方式】:
參看圖1，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它包含它包含測量站和主控站，測量站與主控站之間通過無線信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述的測量站包含有傳感器組1、數(shù)據(jù)采集單元
2、單片機(jī)控制系統(tǒng)3、nRF903無線數(shù)傳單元4，所述的傳感器組I與數(shù)據(jù)采集單元2連接，數(shù)據(jù)采集單元2與單片機(jī)控制系統(tǒng)3連接，單片機(jī)控制系統(tǒng)3與nRF903無線數(shù)傳單元4連接，所述的主控站包含有nRF903無線接收單元5、通信適配器及濾波裝置6、嵌入式系統(tǒng)控制單元7、IXD顯示器及操作裝置8，所述的nRF903無線接收單元5與通信適配器及濾波裝置6連接，通信適配器及濾波裝置6與嵌入式系統(tǒng)控制單元7連接，嵌入式系統(tǒng)控制單元7與IXD顯示器及操作裝置8連接。
[0011]所述的單片機(jī)控制系統(tǒng)3采用的是MSP430單片機(jī)。
[0012]所述的嵌入式系統(tǒng)控制單元7采用的是ARM920內(nèi)核S3C2410芯片。
[0013]測量站以MSP430單片機(jī)為核心，通過高性能A/D轉(zhuǎn)換器采集包含傾角、溫度等參數(shù)的傳感器信息，進(jìn)行數(shù)字化處理，對采集到的信號通過HRF903無線數(shù)傳模塊以GMSK調(diào)制方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。當(dāng)無線數(shù)傳模塊收到MSP430單片機(jī)串行口的數(shù)據(jù)后，首先判斷收到的數(shù)據(jù)是命令還是發(fā)送數(shù)據(jù)，若是命令則執(zhí)行相應(yīng)的命令；若是發(fā)送數(shù)據(jù)則先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送到發(fā)送緩沖區(qū)EEROM中，并同時(shí)將模塊的狀態(tài)由接受狀態(tài)轉(zhuǎn)換成發(fā)射狀態(tài)；狀態(tài)轉(zhuǎn)換完成后啟動發(fā)送打包程序，并將這個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)送到模塊的數(shù)據(jù)調(diào)試口，以GMSK的方式調(diào)制成模擬信號；然后與鎖相環(huán)中的振蕩信號一起送到混頻器，上變頻后的射頻信號再經(jīng)過發(fā)射放大器、功率放大器放大后通過天線發(fā)送出去。數(shù)據(jù)打包發(fā)送要遵循預(yù)先定義好的傳輸協(xié)議，這樣才可以使接收雙方有規(guī)可循，而且避免其它信號的干擾。
[0014]主控站是集信號采集、存儲、遙控、信號處理、數(shù)據(jù)顯示、打印功能于一體的嵌入式智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用基于RISC指令集的ARM9核心微處理器S3C2410。S3C2410是SAMSUNG公司出品的一款低價(jià)、低功耗、高性能的16/32位系統(tǒng)微處理器，在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域有著良好的表現(xiàn)。S3C2410具有豐富的接口資源，能夠滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。主控站通過天線接收到測量站發(fā)出的射頻信號，信號解調(diào)模塊將采集到的射頻信號進(jìn)行收發(fā)判斷，并將判斷為正確的信號進(jìn)行相應(yīng)的放大、校正，并存儲在微處理器S3C2410本身所帶的數(shù)據(jù)存儲器上。通過微處理器處理后的角度信號通過兩種方式顯示在處理終端的彩色LCD屏幕上:一種是以數(shù)字式的顯示被測物體的傾斜角度，另一種是圖像式的模擬被測物的姿態(tài)。兩種方式可以根據(jù)用戶的使用習(xí)慣單獨(dú)顯示或同時(shí)顯示在屏幕上。通過微處理器驅(qū)動的微型打印機(jī)，可以將角度信號按照用戶需要的標(biāo)準(zhǔn)格式打印出來，隨角度測量打印結(jié)果一同出現(xiàn)在打印紙上的還有環(huán)境溫度信號、實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號等。被測端面的零位可以通過處理終端上的復(fù)零按鈕進(jìn)行臨時(shí)調(diào)零，以滿足用戶測量時(shí)實(shí)時(shí)記錄傾角變化量的需求。
[0015]本【具體實(shí)施方式】具有以下有益效果:無線傾角傳感器基于傳統(tǒng)的傾角傳感器，保持原有的成熟機(jī)械結(jié)構(gòu)和基本測量部分的電路原理不變，增加溫度傳感器測量單元，對傳感器敏感元件反應(yīng)靈敏的溫度參數(shù)進(jìn)行線形補(bǔ)償校正；增加無線傳輸模塊構(gòu)成通訊的收發(fā)兩端，使用的通訊協(xié)議基于未來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；增加可拆卸的基于RS-232的單片機(jī)LED顯示模塊單元對敏感元件測量端信號進(jìn)行近程測量，以備數(shù)據(jù)接收顯示后端模塊調(diào)校；處理終端是一個(gè)基于高性能精簡指令集、ARM920T核心32位處理器的嵌入式系統(tǒng)，對通訊模塊采集到的信號進(jìn)行數(shù)字化處理，利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)被測端面的角度信號傾斜模擬、報(bào)表、打印等功能。
【權(quán)利要求】
1.一種基于HRF903無線數(shù)傳模塊的傾角測量儀，其特征在于它包含測量站和主控站，測量站與主控站之間通過無線信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述的測量站包含有傳感器組(I)、數(shù)據(jù)采集單元(2)、單片機(jī)控制系統(tǒng)(3)、nRF903無線數(shù)傳單元(4)，所述的傳感器組(I)與數(shù)據(jù)采集單元(2)連接，數(shù)據(jù)采集單元(2)與單片機(jī)控制系統(tǒng)(3)連接，單片機(jī)控制系統(tǒng)(3)與nRF903無線數(shù)傳單元(4)連接，所述的主控站包含有nRF903無線接收單元(5)、通信適配器及濾波裝置(6)、嵌入式系統(tǒng)控制單元(7)、LCD顯示器及操作裝置(8)，所述的nRF903無線接收單元(5)與通信適配器及濾波裝置(6)連接，通信適配器及濾波裝置(6)與嵌入式系統(tǒng)控制單元(7)連接，嵌入式系統(tǒng)控制單元(7)與LCD顯示器及操作裝置(8)連接。
【文檔編號】G08C17/02GK103759709SQ201410023279
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】張江波, 李俊霞, 劉軍 申請人:張江波