[發(fā)明專利]基于藍(lán)牙的3D加速度和角速度實(shí)時采集與發(fā)送傳感模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210575969.2
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103047997A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何堅;李楊;劉濤;劉金偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01C23/00
• 分類號: G01C23/00;G08C17/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信息領(lǐng)域。是一種基于藍(lán)牙技術(shù)，能實(shí)時采集和傳送3D加速度和角速度數(shù)據(jù)的無線傳感模塊。

背景技術(shù)

目前已有的3D加速度和角速度傳感器和陀螺儀，可以實(shí)時、準(zhǔn)確的采集物體運(yùn)動過程中的3D加速度和角速度數(shù)據(jù)。雖然這些傳感器模塊非常小，但由于其復(fù)雜的針腳及連線，使得集成應(yīng)用困難，降低了實(shí)用性。此外，現(xiàn)在的智能手機(jī)、筆記本等移動終端設(shè)備都集成了藍(lán)牙通訊模塊，市場上需要一款能既能采集物體活動的3D加速度和角速度數(shù)據(jù)，并能通過藍(lán)牙發(fā)送所采集數(shù)據(jù)的傳感模塊。

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種基于藍(lán)牙技術(shù)，能實(shí)時采集和傳送3D加速度和角速度數(shù)據(jù)的無線傳感模塊；同時，開發(fā)人員可以采用Arduino開發(fā)環(huán)境針對本模塊編寫程序，設(shè)置傳感器的采樣率、藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸速率，并將程序下載至模塊以適應(yīng)不同應(yīng)用需要。

發(fā)明內(nèi)容

針對3D加速度和角速度傳感器、藍(lán)牙模塊以及Atmega328P微處理器的大小和針腳特征，本發(fā)明設(shè)計了核心芯片組的排列與布線方法；設(shè)計相應(yīng)的PCB電路板以集成3D加速度傳感器、陀螺儀、藍(lán)牙模塊、Atmega328P處理器、FT232RQ串口通信芯片、LP2992鋰電池控制芯片和MAX1555充電控制器。本發(fā)明不僅能實(shí)時采集物體活動的3D加速度和角速度數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)。同時，開發(fā)人員可以采用Arduino開發(fā)環(huán)境針對該模塊編寫程序，設(shè)置傳感器的采樣頻率、藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩⑼ㄟ^USB電纜將程序下載至本模塊以適應(yīng)不同應(yīng)用的需要。模塊設(shè)計布局如圖1所示。

本發(fā)明是一塊集成有ADXL3453D加速度傳感器、ITG3205陀螺儀、BC417143藍(lán)牙模塊、Atmega328P處理器、FT232RQ串口通信芯片、LP2992鋰電池充電控制芯片和MAX1555充電器的PCB電路板，其中：

ADXL3453D加速度傳感器，通過管腳SDA和SCL與所述Atmega328P處理器的加速度信號輸入端相連，

ITG3205陀螺儀，通過管腳SDA和SCL和所述Atmega328P處理器的角速度信號輸入端相連，

BC417143藍(lán)牙模塊，F(xiàn)T232RQ串口芯片通過跳線引腳模塊和所述Atmega328P處理器相連，其中：

所述跳線引腳模塊，設(shè)有：用標(biāo)識“1”表示的TX_BT引腳，用標(biāo)識“2”表示的RX_BT引腳，用標(biāo)識“3”表示的TX_MCU引腳，用標(biāo)識“4”表示的RX_MCU引腳，用標(biāo)識“5”表示的TX_USB引腳，用標(biāo)識“6”表示的RX_USB引腳，其中：

當(dāng)引腳TX_MCU與引腳TX_USB相連，引腳RX_MCU和引腳RX_USB相連時，所述傳感模塊處于系統(tǒng)編程狀態(tài)，通過所述FT232QR串口通信芯片的串口USB向所述Atmega328P處理器燒寫程序代碼，或者對所述Atmega328P處理器內(nèi)的運(yùn)行程序代碼進(jìn)行監(jiān)測，

當(dāng)引腳TX_MCU與引腳TX_BT相連，引腳RX_MCU和引腳RX_BT相連時，所述傳感模塊處于正常工作狀態(tài)，所述Atmega328P處理器把從所述ADXL3453D加速度傳感器、ITG3205陀螺儀所收集的數(shù)據(jù)傳遞給所述BC417143藍(lán)牙模塊，由所述BC417143藍(lán)牙模塊無線傳輸?shù)玫降膫鞲袛?shù)據(jù)，

當(dāng)引腳TX_BT與引腳RX_USB相連，引腳RX_BT和引腳TX_USB相連時，所述傳感模塊處于藍(lán)牙參數(shù)修改狀態(tài)，所述Atmega328P處理器通過所述FT232RQ串口通信芯片的串口USB查看或修改藍(lán)牙的工作參數(shù)，

所述Atmega328P處理器通過串口USB與外界的3V～5V鋰電池相連，進(jìn)行供電或充電，在供電時通過依次串接的所述MAX1555充電器和LQ2992鋰電池充電控制芯片控制供電過程，其中，所述串口USB是所述FT232RQ提供的。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：一次性集成了傳感器、處理器、電源、串口通信、無線通信等多種不同功能的模塊，集成度高、體積小、重量輕、功耗低，因而使用十分方便；同時，開放性的電路設(shè)計使得片上編程和代碼修改變得十分方便，不僅大大增強(qiáng)了電路的可用性，也使得系統(tǒng)的功能變得強(qiáng)大。

附圖說明

圖1本發(fā)明的各模塊設(shè)計布局圖。

圖2本發(fā)明中跳線引腳模塊原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：