[實用新型]一種九軸MEMS傳感器

有效

• 申請號: 201520805738.5
• 申請日: 2015-10-16
• 公開（公告）號: CN205280126U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 楊帆;趙峰;迪水;陳天柱;李毅
• 申請（專利權）人: 廈門鎧睿智能科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及到九軸MEMS傳感器的技術領域，特別涉及到一種用于測 定x軸、y軸和z軸的角速度、加速度和磁場的九軸MEMS傳感器，可用于振 動、導航、姿勢測量領域。

背景技術

隨著現代測控技術領域的不斷發展，測控領域對傳感器的采集精度和響應 速度和頻帶等都提出了更高的要求，而與之對應的是新一代的MEMS元件也積 極迎合技術創新的需要，向整合振動儀、加速度計、磁力計與壓力感測器等多 軸MEMS元件方向發展。陀螺儀是振動、導航和姿態測量系統中的核心傳感器， 通過測量慣性空間的三維角速度、三維加速度及三維磁場強度，實時輸出物體 在空間中的姿態角。隨著MEMS(MicroElectroMechanicalSystem微機電系統) 技術的快速發展，該類型的陀螺儀傳感器使用越來越廣泛，開始滲透至醫療、 娛樂、安全、財務等其他領域，對社會的方方面產生了重要的影響。

角速度、加速度、磁場信號的集成性測量傳感器及其數據傳輸是研究的重 要方向，將改變傳統傳感器的發展方向。目前傳統的傳感系統主要為ICP傳感 器應用系統，如圖1所示，主要有ICP傳感器01、功率放大器02和數據采集器 03三個部件組成，由數據采集器03對ICP傳感器01得到的數據進行采集分析， 再傳遞給計算機系統04。由三者組合起來的傳感器系統往往體積巨大，攜帶不 方便，安裝流程復雜，而且價格比較昂貴，普通用戶難以承擔。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種九軸MEMS傳感器，實現了對角速度、加 速度和磁場信號進行安全可靠的采集、存儲，并穩定高速地傳輸數據給上位機， 進行數據的處理和保存。

一種九軸MEMS傳感器，包括下位機和上位機，所述下位機包括微控制器 模塊、陀螺儀模塊、電源模塊、存儲器模塊和傳輸模塊，其中陀螺儀模塊、電 源模塊、存儲器模塊、傳輸模塊分別與微控制器模塊相連；所述上位機包括數 據收發模塊、模式選擇模塊、參數設置模塊、數據處理模塊、數據保存模塊和 圖形顯示模塊，其中數據收發模塊為模式選擇模塊、參數設置模塊和數據處理 模塊提供數據傳輸通道，數據處理模塊為數據保存模塊和圖形顯示模塊提供處 理后的數據；所述下位機和上位機通過有線或無線方式進行通信。

其中，所述傳輸模塊為USB模塊、藍牙模塊或者WIFI模塊中的至少一種。

其中，所述傳輸模塊為USB模塊，所述下位機和上位機通過USB總線連接 通信。

其中，所述傳輸模塊為藍牙模塊，所述下位機和上位機通過藍牙技術連接 通信。

其中，所述傳輸模塊為WIFI模塊，所述下位機和上位機通過WIFI連接通 信。

其中，所述微控制器模塊包括CPU、SPI控制器、A/D轉換器、I2C控制器， 所述SPI控制器、A/D轉換器、I2C控制器分別與CPU相連接。

其中，所述存儲器模塊通過SPI控制器與CPU進行數據交換；所述電源模 塊通過A/D轉換器讓CPU監控電量；所述陀螺儀模塊通過I2C控制器將數據傳 送到CPU。

其中，所述陀螺儀模塊包括信號采集電路、A/D轉換電路、I2C控制器，所 述信號采集電路經A/D轉換電路轉換后與I2C控制器相連接。

其中，信息采集電路包括角速度信號采集電路、加速度信號采集電路、磁 力場信號采集電路。

本實用新型采用以上技術方案，利用上位機用于對下位機的模式、參數進 行設置并對下位機傳輸的數據進行準確的提取、處理和保存；下位機用于對角 速度、加速度和磁場信號進行采集，處理、存儲和傳輸，并對電源進行管理。 產生如下有益效果：(1)對整個系統進行了小型化處理，使得整個系統便于攜 帶和安裝；(2)整個系統進行了低功耗處理，使得整個系統在鋰電池供電下， 能夠工作數小時,保證系統在缺少外部電源的情況下，能正常工作；(3)上位機 應用程序通過多線程技術實現了高速接收下位機數據和高速的發送控制指令及 參數。

附圖說明

圖1為現有技術中傳統的ICP傳感器應用系統示意圖。

圖2為本實用新型九軸MEMS傳感器結構框圖。

圖3為本實用新型九軸MEMS傳感器微控制器模塊結構圖。

圖4為本實用新型九軸MEMS傳感器陀螺儀模塊結構圖。

圖5為本實用新型九軸MEMS傳感器實施例一的結構框圖。