[發(fā)明專利]無線壓力傳感器及壓力數(shù)據采集方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210484178.9
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103837270A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 李鳳奎;伍正輝;劉榮彬;陳明
• 申請（專利權）人: 上海朝輝壓力儀器有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L9/06;G08C17/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強;呂一旻

技術領域

本發(fā)明涉及一種無線壓力傳感器及壓力數(shù)據采集方法。

背景技術

近年來，隨著我國工業(yè)、農業(yè)和技術科學技術的不斷發(fā)展尤其是通訊技術，計算機技術和傳感器技術的發(fā)展，特別是在壓力傳感器在信息技術領域內的廣泛應用，也對壓力傳感器技術性能和指標提出了更高的要求。從壓力傳感器和其他測量設備等模擬和數(shù)字測量單元中采集到的非電量或者電量信號怎么傳送到上位機中進行數(shù)據分析和處理成為了一個難題。傳統(tǒng)的有線傳輸方式的優(yōu)點在于傳輸?shù)馁|量比較可靠，實時行好，但是數(shù)據采集而架設的有限網絡的一次性投資較大，而且遇到一些環(huán)境，地形復雜的地方很難架設線路。使有線傳輸?shù)南到y(tǒng)建設難度大，周期長，造價高，運行成本高，易受到破壞。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中有線傳輸系統(tǒng)建設難度大、周期長、造價高、運行成本高且易受到破壞的缺陷，提供一種效率高、實時性好、低成本、同時安裝方便、可維護性好且易于實現(xiàn)網絡化管理的無線壓力傳感器及壓力數(shù)據采集方法。

本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種無線壓力傳感器，其特點在于，其包括一壓力探測器、一校準芯片、一MCU（微控制單元）和一無線收發(fā)裝置，其中，

該壓力探測器用于檢測外力對該無線壓力傳感器的作用并將產生的壓力數(shù)據轉換為電信號；

該校準芯片用于將該電信號轉換為數(shù)字信號；

該無線收發(fā)裝置用于接收來自一基站的壓力數(shù)據采集指令以及將該數(shù)字信號發(fā)送至該基站；

該MCU用于解析該壓力數(shù)據采集指令以啟用該壓力探測器。

優(yōu)選地，該壓力探測器包括一擴散硅芯體，該擴散硅芯體包括一外殼、一擴散硅壓力敏感芯片、膜片和位于該擴散硅壓力敏感芯片與該膜片之間的硅油，該外殼具有一開口，該擴散硅壓力敏感芯片封裝于該外殼中，該膜片包覆于該擴散硅壓力敏感芯片上并且位于該開口處，該擴散硅壓力敏感芯片通過該硅油檢測到作用于該膜片上的外力。

優(yōu)選地，該校準芯片包括差分放大器、A/D（模擬/數(shù)字）轉換器、DSP（Digital?Signal?Processing，數(shù)字信號處理）、EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）和模擬電橋開關。

優(yōu)選地，該校準芯片通過I²C總線（由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線）與該MCU相連，和/或，該無線收發(fā)裝置通過SPI（串行外設接口）與該MCU相連。

優(yōu)選地，該MCU為msp430芯片（MSP430系列單片機是美國德州儀器（TI）1996年開始推向市場的一種16位超低功耗、具有精簡指令集（RISC）的混合信號處理器）。

優(yōu)選地，該無線收發(fā)裝置為nRF905芯片（nRF905單片無線收發(fā)器是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片）。

本發(fā)明還提供一種壓力數(shù)據采集方法，其特點在于，其采用如上所述的無線壓力傳感器實現(xiàn)，該壓力數(shù)據采集方法包括以下步驟：

步驟S₁、該基站發(fā)送該壓力數(shù)據采集指令至該無線壓力傳感器；

步驟S₂、該MCU解析該壓力數(shù)據采集指令；

步驟S₃、該壓力探測器檢測外力對該無線壓力傳感器的作用并將該外力產生的壓力數(shù)據轉換為電信號；

步驟S₄、該校準芯片將該電信號轉換為數(shù)字信號；

步驟S₅、該無線收發(fā)裝置將該數(shù)字信號發(fā)送至該基站。

在符合本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

本發(fā)明的積極進步效果在于：本發(fā)明的無線壓力傳感器相效率高、實時性好、低成本、同時安裝方便、可維護性好且易于實現(xiàn)網絡化管理。本無線低功耗壓力傳感器采用低功耗高精度的數(shù)據采集校準芯片和高精度擴散硅芯體、低功耗MCU和基站（具有強大處理能力的ARM（ARM是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件）中心處理器），以及成熟穩(wěn)定的無線傳輸模塊組成，具有精度高，轉換速度快，能夠對多點壓力數(shù)據采集和數(shù)據傳輸及易于集中數(shù)據管理和分析。同時使用專用芯片，保證了對數(shù)據采集的穩(wěn)定性，高精度及低功耗。這就使得以單片機為核心的數(shù)據采集得到了廣泛的應用。同時還有維護簡單，安裝方便，價格便宜等優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的無線壓力傳感器的結構框圖。

圖2為本發(fā)明一實施例的壓力數(shù)據采集方法的流程圖。