[發明專利]一種超低功耗無線靜力水準儀測高差方法

在審

• 申請號: 202210041659.6
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114440828A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 廖檬;鐘培文;白中普;涂義鑫;王先智;羅鈺杰
• 申請（專利權）人: 重慶永渝檢驗檢測技術有限公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04
• 代理公司: 重慶知行合一專利代理事務所(普通合伙) 50280
• 代理人: 蔣雪琴

本發明涉及靜力水準儀測高差技術領域，具體公開了一種超低功耗無線靜力水準儀測高差方法；壓力傳感器測得數據后，MCU讀取壓力傳感器數據，濾波，得到穩定數據；打開Lora射頻功能，開始CSMA偵聽，判斷當前頻道是否有干擾數據，頻道空閑時，立即發送數據；CSMA偵聽的方法為隨機設置好頻率和擴頻因子，開啟CAD模式，當相同的頻率和擴頻因子的信號到來時，就會產生CADDetect中斷和CADDone，并且CADDetect和CADDone會同時產生，通過CADDetect識別當前信道是否有數據正在傳輸；發送完數據后MCU關閉Lora射頻功能，進入深度睡眠模式；系統看門狗定時器定時到后發出脈沖喚醒Mcu；本發明解決了現有靜力水準儀工作過程中檢測外接分立模塊功耗較高，設備待機壽命短的問題。

技術領域

本申請涉及靜力水準儀測高差技術領域，具體公開了一種超低功耗無線靜力水準儀測高差方法。

背景技術

靜力水準儀是測量高差及其變化的精密儀器；主要用于管廊、大壩、核電站、高層建筑、基坑、隧道、橋梁、地鐵等垂直位移和傾斜的監測；靜力水準儀一般安裝在被測物體等高的測墩上或被測物體墻壁等高線上，通常通過485或者模擬量接口連接到采集器，實現數據監測；現有靜力水準儀工作過程中檢測外接分立模塊功耗較高，設備待機壽命短。

發明人有鑒于此，提供了一種超低功耗無線靜力水準儀測高差方法，以便解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超低功耗無線靜力水準儀測高差方法，以解決現有靜力水準儀工作過程中檢測外接分立模塊功耗較高，設備待機壽命短的問題。

為了達到上述目的，本發明的基礎方案提供一種超低功耗無線靜力水準儀測高差方法，第一步，MCU上電后初始化各外設，使能壓力傳感器，然后讀取壓力傳感器數據，濾波，得到穩定數據；第二步，數據濾波的方式為連續采集10次取平均值；第三步，打開Lora射頻功能，開始CSMA偵聽，判斷當前頻道是否有干擾數據，如有干擾數據，隨機隨眠1-10s，喚醒后重復偵聽過程，直到頻道空閑，立即發送數據；第四步，CSMA偵聽的方法為隨機設置好頻率和擴頻因子，開啟CAD模式，當有相同的頻率和擴頻因子的信號到來時，就會產生CADDetect中斷和CADDone，并且CADDetect和CADDone會同時產生，通過CADDetect識別當前信道是否有數據正在傳輸；第五步，發送完數據后MCU關閉Lora射頻功能，進入深度睡眠模式，此時系統進入最低功耗；第六步，系統看門狗定時器通過電阻設置定時時間，定時到后發出脈沖喚醒Mcu；Mcu喚醒后重復采集過程。

采用以上技術方案，其優點在于：MCU將壓力傳感器測得的數據進行數據濾波，去除在對實物掃描數字化的過程中，引入錯誤點、冗余點以及掃描環境所帶來的測量噪聲等；進入深度睡眠模式后功耗較低，且通過看門狗定時器定時喚醒MCU重復采集過程；優化的低功耗算法降低系統功耗，無線靜力水準儀整體功耗低，待機時間長；解決了現有靜力水準儀工作過程中檢測外接分立模塊功耗較高，設備待機壽命短的問題。

進一步，MCU引出I2C接口，用于連接低功耗壓力傳感器；引出IPX天線接口用于外接天線。

采用以上技術方案，其優點在于：壓力傳感器通過I2C接口將測量數據傳輸到MCU內，MCU通過外接天線將采集數據發送到檢測人員手中。

進一步，Mcu和Lora射頻芯片使用SIP封裝為控制芯片。

采用以上技術方案，其優點在于：由于Mcu和Lora射頻芯片sip封裝到一起，電源設計簡單，支持2.5-3.6v電壓輸入，且相比于外接分立模塊功耗更低。

進一步，采用3.6V一次性鋰電池為MCU以及看門狗定時器供電。

采用以上技術方案，其優點在于：鋰電池成本低，使用廣泛，在無線靜力水準儀安裝拆卸便捷。

進一步，壓力傳感器使用低功耗硅基壓力傳感器。