無線加速度傳感器及其數(shù)據(jù)采集方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無線加速度傳感器及其數(shù)據(jù)采集方法，所述無線加速度傳感器包括微處理器、加速度傳感器和無線收發(fā)器，微處理器內(nèi)集成有信號接口模塊和電源管理模塊，加速度傳感器為數(shù)字式加速度傳感器，加速度傳感器和無線收發(fā)器內(nèi)均集成有信號接口模塊及電源管腳模塊，加速度傳感器和無線收發(fā)器均由微處理器內(nèi)的電源管理模塊供電，微處理器內(nèi)的信號接口模塊分別與加速度傳感器和無線收發(fā)器內(nèi)的信號接口模塊相連；所述數(shù)據(jù)采集方法包括微處理器、加速度傳感器和無線收發(fā)器的初始化步驟，用戶指令接收與判斷步驟，加速度數(shù)值采集與發(fā)送步驟。本發(fā)明無需設(shè)置專門的電源芯片，簡化了無線加速度傳感器的電路設(shè)計，同時也降低了功耗和成本。
【專利說明】無線加速度傳感器及其數(shù)據(jù)采集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加速度傳感器信號采集及傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無線加速度傳感器及其數(shù)據(jù)采集方法。

【背景技術(shù)】
[0002]加速度傳感器是一種能夠測量加速度并將感受到的加速度轉(zhuǎn)換成輸出信號的電子設(shè)備，三軸加速度傳感器是加速度傳感器中的一種，用于采集空間矢量。如今，加速度傳感器被廣泛的應(yīng)用于電子產(chǎn)品的自動控制、無線報警和安全監(jiān)控等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的加速度傳感器一般由微處理器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、加速度計、電源管理芯片以及其它一些外圍器件組成，整個電路設(shè)計的復(fù)雜度較高、各組成器件的尺寸較大，因此，由上述技術(shù)方案印制的電路板也普遍較大，成本相對較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有加速度傳感器存在電路設(shè)計復(fù)雜、電路體積龐大、高功耗和高成本的上述問題，提供了一種集成度高、低功耗和低成本的無線加速度傳感器。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明的一種技術(shù)方案是:
[0005]一種無線加速度傳感器，包括微處理器、加速度傳感器和無線收發(fā)器，所述微處理器內(nèi)集成有信號接口模塊和電源管理模塊，所述加速度傳感器為數(shù)字式加速度傳感器，力口速度傳感器和無線收發(fā)器內(nèi)均集成有信號接口模塊及電源管腳模塊，加速度傳感器和無線收發(fā)器均由微處理器內(nèi)的電源管理模塊供電，微處理器內(nèi)的信號接口模塊分別與加速度傳感器和無線收發(fā)器內(nèi)的信號接口模塊相連；微處理器讀取無線收發(fā)器接收的采集指令，并控制加速度傳感器開始采集加速度數(shù)值，加速度傳感器將采集到的加速度值傳送到微處理器中，微處理器通過無線收發(fā)器將加速度值傳送出。
[0006]本發(fā)明的無線加速度傳感器采用微處理器內(nèi)置的電源管理模塊給加速度傳感器和無線收發(fā)器供電，無需設(shè)置專門的電源芯片，采用數(shù)字式的加速度傳感器，使加速度傳感器輸出數(shù)字信號，無需設(shè)置外圍的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，簡化了無線加速度傳感器的電路設(shè)計，提高了電路集成度，減小了印制電路板的尺寸，同時也降低了功耗和成本。
[0007]優(yōu)選地，所述無線收發(fā)器工作在2.46?。?的131頻段。2.4(--的131頻段為全球免申請的無線通信頻段，采用2.46?。?的無線收發(fā)器，進(jìn)一步降低了本發(fā)明的成本，降低了功耗。
[0008]優(yōu)選地，所述微處理器內(nèi)的電源管理模塊為低壓差線性穩(wěn)壓器，低壓差線性穩(wěn)壓器分別與加速度傳感器和無線收發(fā)器內(nèi)的電源管腳模塊相連。低壓差線性穩(wěn)壓器集成在微處理器的內(nèi)部，低壓差線性穩(wěn)壓器可以用于給其它器件供電，以提高本發(fā)明的集成度。
[0009]優(yōu)選地，所述微處理器內(nèi)的信號接口模塊包括12(:總線接口模塊和串行外設(shè)接口模塊，加速度傳感器內(nèi)的信號接口模塊為12(:總線接口模塊，無線收發(fā)器內(nèi)的信號接口模塊為串行外設(shè)接口模塊，微處理器內(nèi)的12(:總線接口模塊與加速度傳感器內(nèi)的12(:總線接口模塊相連，微處理器內(nèi)的串行外設(shè)接口模塊與無線收發(fā)器內(nèi)的串行外設(shè)接口模塊相連。
[0010]優(yōu)選地，所述加速度傳感器采用三軸數(shù)字式加速度傳感器。
[0011]優(yōu)選地，所述無線收發(fā)器內(nèi)還集成有循環(huán)冗余校驗(yàn)?zāi)K。循環(huán)冗余校驗(yàn)?zāi)K的內(nèi)置，可以簡化微處理器的軟件設(shè)計。
[0012]本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是:
[0013]一種無線加速度傳感器的數(shù)據(jù)采集方法，所述數(shù)據(jù)采集方法基于所述的無線加速度傳感器，所述數(shù)據(jù)采集方法包括如下步驟:
[0014]初始化微處理器、加速度傳感器和無線收發(fā)器，設(shè)置無線收發(fā)器的發(fā)射功率，使能循環(huán)冗余校驗(yàn)并進(jìn)入指令接收模式；
[0015]幻無線收發(fā)器實(shí)時接收用戶指令，微處理器實(shí)時讀取用戶指令，并判斷讀取的用戶指令是否為加速度數(shù)值采集指令，若是，則進(jìn)入步驟山否則，進(jìn)入步驟0 ；
[0016]0)微處理器判斷用戶指令是否為待機(jī)指令，若是，則微處理器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，否貝0，返回步驟6繼續(xù)獲??；
[0017](1)微處理器讀取加速度傳感器的加速度數(shù)值，并將加速度數(shù)值通過無線收發(fā)器發(fā)送到用戶端；
[0018]6)上述步驟完成后，返回步驟13繼續(xù)獲取。
[0019]本發(fā)明的無線加速度傳感器的數(shù)據(jù)采集方法在無線加速度傳感器上實(shí)現(xiàn)其加速度值的采集過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明無線加速度傳感器的電路原理框圖。
[0021]圖2是本發(fā)明無線加速度傳感器的數(shù)據(jù)采集方法的工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0023]參照圖1，本發(fā)明的無線加速度傳感器包括微處理器10、加速度傳感器19和無線收發(fā)器15，微處理器10分別與加速度傳感器19和無線收發(fā)器15相連，微處理器10為小封裝、低功耗的器件。微處理器10內(nèi)集成有信號接口模塊和電源管理模塊，微處理器10內(nèi)的信號接口模塊包括12(:總線接口模塊12和串行外設(shè)接口模塊13，微處理器10內(nèi)的電源管理模塊為低壓差線性穩(wěn)壓器11。加速度傳感器19內(nèi)集成有信號接口模塊及電源管腳模塊18，其中，信號接口模塊為12(:總線接口模塊17。無線收發(fā)器15內(nèi)集成有信號接口模塊及電源管腳模塊16，其中，信號接口模塊為串行外設(shè)接口模塊14。低壓差線性穩(wěn)壓器11分別與電源管腳模塊16和電源管腳模塊18相連，微處理器10內(nèi)的12(:總線接口模塊12與加速度傳感器19內(nèi)的12(:總線接口模塊17相連，微處理器10內(nèi)的串行外設(shè)接口模塊13與無線收發(fā)器15內(nèi)的串行外設(shè)接口模塊14相連。
[0024]其中，加速度傳感器19為數(shù)字式加速度傳感器，即輸出采集信號為數(shù)字信號，力口速度傳感器為各種不同類型的傳感器，本實(shí)施例以采用三軸數(shù)字式加速度傳感器為例進(jìn)行詳細(xì)說明。無線收發(fā)器15工作在131頻段，181頻段為全球免申請的2.4(--的無線通信頻段，有利于降低成本。
[0025]本發(fā)明解決了傳統(tǒng)加速度采集系統(tǒng)中電路復(fù)雜，功耗高，成本低等問題，通過上述器件設(shè)計方案，可使本發(fā)明的成本降低至傳統(tǒng)技術(shù)的1/2，印制電路板的尺寸也可減小到傳統(tǒng)技術(shù)的1/2。
[0026]參照圖2，本發(fā)明的無線加速度傳感器的數(shù)據(jù)采集方法，具體包括如下步驟:
[0027]步驟幻:
[0028]微處理器的工作流程開始運(yùn)行后通過用戶程序入口進(jìn)入，先對微處理器10、加速度傳感器19及無線收發(fā)器15進(jìn)行初始化。首先，初始化微處理器10，對微處理器10本身進(jìn)行初始化，包括設(shè)置微處理器10的工作頻率為25冊！2，設(shè)置微處理器10使能管腳等；然后初始化加速度傳感器19，設(shè)置加速度傳感器19的量程為±2個重力加速度，并使能三個軸的輸出；然后初始化無線收發(fā)器15，設(shè)置無線收發(fā)器15的發(fā)射功率，使能循環(huán)冗余校驗(yàn)并進(jìn)入指令接收模式。
[0029]步驟幻:
[0030]無線收發(fā)器15實(shí)時接收用戶指令，微處理器10實(shí)時判斷無線收發(fā)器15是否收到用戶指令，實(shí)時讀取用戶指令，并判斷讀取的用戶指令是否為加速度數(shù)值采集指令。在這個步驟里，微處理器10不斷讀取無線收發(fā)器15的狀態(tài)寄存器，當(dāng)無線收發(fā)器15收到無線數(shù)據(jù)時，其內(nèi)部狀態(tài)寄存器會置成1，如果讀到無線收發(fā)器15的狀態(tài)寄存器為0，則表示沒有收到用戶指令，微處理器10繼續(xù)讀取無線收發(fā)器15的狀態(tài)寄存器，如果微處理器10讀到無線收發(fā)器15的狀態(tài)寄存器為1，則表示收到用戶指令。微處理器10清除無線收發(fā)器15的狀態(tài)寄存器為0，并通過12(:總線接口模塊12和12(:總線接口模塊17讀取無線收發(fā)器15收到的用戶指令，然后微處理器10對從無線收發(fā)器15讀取到的用戶指令進(jìn)行分析，如果是加速度數(shù)值采集指令，則進(jìn)入步驟山否則，進(jìn)入步驟0。
[0031]步驟(3):
[0032]微處理器10判斷用戶指令是否為待機(jī)指令，若是，則微處理器10進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，否則，返回步驟6繼續(xù)獲??；在此步驟中，如有外部中斷事件，微處理器10就會進(jìn)入喚醒步驟，然后又從用戶程序入口開始運(yùn)行。
[0033]步驟(1):
[0034]微處理器10讀取加速度傳感器19的加速度數(shù)值，并將加速度數(shù)值通過無線收發(fā)器15發(fā)送到用戶端。微處理器10分別讀取加速度傳感器19的X、12三個坐標(biāo)軸的加速度值，并將讀到的乂、1、2三個坐標(biāo)軸的加速度值通過串行外設(shè)接口模塊13和串行外設(shè)接口模塊14寫入無線收發(fā)器15的發(fā)送緩存器內(nèi)，并啟動發(fā)送命令，無線收發(fā)器15將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0035]步驟6):
[0036]上述步驟完成后，返回步驟6繼續(xù)獲取。
[0037]上述說明中，凡未加特別說明的，均采用現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種無線加速度傳感器，包括微處理器、加速度傳感器和無線收發(fā)器，其特征在于，所述微處理器內(nèi)集成有信號接口模塊和電源管理模塊，所述加速度傳感器為數(shù)字式加速度傳感器，加速度傳感器和無線收發(fā)器內(nèi)均集成有信號接口模塊及電源管腳模塊，加速度傳感器和無線收發(fā)器均由微處理器內(nèi)的電源管理模塊供電，微處理器內(nèi)的信號接口模塊分別與加速度傳感器和無線收發(fā)器內(nèi)的信號接口模塊相連； 微處理器讀取無線收發(fā)器接收的采集指令，并控制加速度傳感器開始采集加速度數(shù)值，加速度傳感器將采集到的加速度值傳送到微處理器中，微處理器通過無線收發(fā)器將加速度值傳送出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線加速度傳感器，其特征在于，所述無線收發(fā)器工作在2.4GHz 的 ISM 頻段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線加速度傳感器，其特征在于，所述微處理器內(nèi)的電源管理模塊為低壓差線性穩(wěn)壓器，低壓差線性穩(wěn)壓器分別與加速度傳感器和無線收發(fā)器內(nèi)的電源管腳模塊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線加速度傳感器，其特征在于，所述微處理器內(nèi)的信號接口模塊包括I2C總線接口模塊和串行外設(shè)接口模塊，加速度傳感器內(nèi)的信號接口模塊為I2C總線接口模塊，無線收發(fā)器內(nèi)的信號接口模塊為串行外設(shè)接口模塊，微處理器內(nèi)的I2C總線接口模塊與加速度傳感器內(nèi)的I2C總線接口模塊相連，微處理器內(nèi)的串行外設(shè)接口模塊與無線收發(fā)器內(nèi)的串行外設(shè)接口模塊相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線加速度傳感器，其特征在于，所述加速度傳感器采用三軸數(shù)字式加速度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線加速度傳感器，其特征在于，所述無線收發(fā)器內(nèi)還集成有循環(huán)冗余校驗(yàn)?zāi)K。
7.一種無線加速度傳感器的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集方法基于權(quán)利要求1-6中任意一項所述的無線加速度傳感器，所述數(shù)據(jù)采集方法包括如下步驟: a)初始化微處理器、加速度傳感器和無線收發(fā)器，設(shè)置無線收發(fā)器的發(fā)射功率，使能循環(huán)冗余校驗(yàn)并進(jìn)入指令接收模式； b)無線收發(fā)器實(shí)時接收用戶指令，微處理器實(shí)時讀取用戶指令，并判斷讀取的用戶指令是否為加速度數(shù)值采集指令，若是，則進(jìn)入步驟山否則，進(jìn)入步驟c ； c)微處理器判斷用戶指令是否為待機(jī)指令，若是，則微處理器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，否則，返回步驟b繼續(xù)獲?。? d)微處理器讀取加速度傳感器的加速度數(shù)值，并將加速度數(shù)值通過無線收發(fā)器發(fā)送到用戶端； e)上述步驟完成后，返回步驟b繼續(xù)獲取。
【文檔編號】G01P15/18GK104422790SQ201310400925
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】張波, 魏建中 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司