[發明專利]基于DSP的主動光學微位移傳感器信號處理系統及方法

在審

• 申請號: 201910511399.2
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110361999A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 李武森;許惟超;陳文建;戚永軍;裘俊喆
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種基于DSP的主動光學微位移傳感器的信號處理系統及方法，系統包括電源模塊、AD轉換模塊、存儲模塊、DSP以及顯示模塊。方法包括：電源模塊進行電壓轉換為其他模塊供電；DSP控制AD轉換芯片工作，將經微位移傳感器調制的模擬信號轉換為數字信號；DSP讀取AD轉換后的數字信號并存入存儲模塊；DSP對數字信號進行解調，獲得微位移信號并存入存儲模塊；DSP對解調后的微位移信號進行濾波，并存入存儲模塊；將濾波后的微位移數據通過串口發送至上位機，進行顯示和后續處理。本發明通過數字信號處理方法實現對主動光學微位移傳感器信號的處理，對調制后的含噪微位移信號進行實時解調和濾波處理，并實時顯示微位移數據，整體處理速度快且精度高。

技術領域

本發明屬于數字信號處理領域，特別是一種基于DSP的主動光學微位移傳感器信號處理系統及方法。

背景技術

數字信號處理作為一門新興學科，得益于計算機學科及信息科學的飛速發展而形成的一門學科，在多種領域的應用中發揮著日益重要的作用。簡單概括，數字信號處理使用序列(數字序列或符號序列)代表信號，通過通用或者專用的數字信號處理設備對該序列進行處理，提取有用信息以便應用。處理的方法包括濾波、變化、壓縮、增強、估計等。相比于模擬信號處理，數字信號處理在速度、靈活性、準確性、研發成本、環境要求等方面都很大的優勢。可以替代模擬器件的大多數功能，因此在現在的信號應用中起著越來越重要的作用。數字信號處理的實現平臺即為數字信號處理系統。比如使用計算機、數字信號處理器(DSP)或者專用的集成電路等均可以稱為數字信號處理系統。

早期的信號處理系統，主要通過模擬設備來實現信號處理。但是，在某些實際應用中，常常需要把數據先記錄在磁帶上，然后在大型數字計算機上進行處理。模擬設備具有可靠性和靈活性較差的缺點，并且對于某些復雜的算法實現起來殊為不易，而計算機既靈活速度又快，因此在用模擬器件組成處理系統之前，人們習慣于先在計算機上進行模擬，以確定方案的可行性，這是數字方法實現信號處理的早期形式，復雜性較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于DSP的主動光學微位移傳感器信號處理系統及方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：基于DSP的主動光學微位移傳感器信號處理系統，包括電源模塊、AD轉換模塊、存儲模塊、DSP以及顯示模塊；

所述AD轉換模塊，用于將經微位移傳感器調制的模擬信號轉換為數字信號；

所述DSP，用于控制AD轉換模塊工作、解調獲取微位移信號、對解調后的信號進行濾波以及和上位機進行通訊；

所述存儲模塊，用于存儲信號數據；

所述顯示模塊，用于實時顯示微位移數據；

所述電源模塊，用于為上述所有模塊提供所需的電壓。

基于DSP的主動光學微位移傳感器的信號處理方法，包括以下步驟：

步驟1、電源模塊將輸入的5v電壓轉換為3.3v和1.9v的電壓為其他模塊供電；

步驟2、DSP控制AD轉換芯片工作，將經微位移傳感器調制的模擬信號轉換為數字信號，并存儲至AD芯片寄存器中；

步驟3、DSP讀取AD轉換后的數字信號并存入存儲模塊；

步驟4、DSP對數字信號進行解調，獲得微位移信號并存入存儲模塊；

步驟5、DSP對解調后的微位移信號進行濾波，并存入存儲模塊；

步驟6、將濾波后的微位移數據通過串口發送至上位機，進行顯示和后續處理。