CN101387653A - 便携式低功耗三轴向加速度采集卡 - Google Patents

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CN101387653A CN 200810201989 CN200810201989A CN101387653A CN 101387653 A CN101387653 A CN 101387653A CN 200810201989 CN200810201989 CN 200810201989 CN 200810201989 A CN200810201989 A CN 200810201989A CN 101387653 A CN101387653 A CN 101387653A
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朱翔明
刘书朋
陈林
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University of Shanghai for Science and Technology
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Abstract

本发明涉及一种便携式、低功耗三轴向加速度采集卡。它通过集成于芯片上的电容式三轴向加速度传感器将三轴向加速度值的大小通过模拟电压的形式输出，借助集成于控制芯片上的模/数转换单元将模拟电压转换为数字信号，通过SPI通信协议将数据存储到SD卡上。其特征在于该加速度采集卡以两节1.5V电池供电，采用了可同时测量三个方向加速度值的加速度传感器，加速度数据保存于SD卡内部，并且以windows操作系统可以识别的文本文档格式保存数据。

Description

便携式低功耗三轴向加速度采集卡
技术领域
本发明涉及一种便携式低功耗三轴向加速度采集卡。
背景技术
加速度传感器已经在工业制造、自动化控制、运动信息监测等领域中得到广泛应用。近些年来，得益于MEMS技术的发展，加速度传感器的尺寸进一步缩小，加速度传感器在步态特征提取、运动能量消耗信息采集、短跑技术的生物力学分析以及医学分析等领域得到了更为广泛的应用。
在已经取得实际应用的加速度采集设备(装置)中，有的体积较大；有的前端采集卡使用存储IC，所记录的数据量有限。为了扩大数据采集量，或者使用通讯线缆与上位机通信弥补，或者采用无线射频单元代替随机存储单元，然而无线通信信道情况会影响通信距离。便携式加速度采集设备还局限于单向的加速度数据采集。
发明内容
本发明涉及一种便携式低功耗三轴向加速度采集卡，弥补现存加速度采集装置的不足。
为达到上述目的，本发明的构思是：本发明是一种便携式、低功耗三轴向加速度采集卡，体积小、重量轻，能够长时间采集、存储加速度数据。本发明通过集成于芯片上的电容式三轴向加速度传感器将三轴向加速度值的大小通过模拟电压的形式输出，借助集成于控制芯片上的模/数转换单元将模拟电压转换为数字信号，通过SPI通信协议将数据存储到SD卡上。其特征在于该加速度采集卡以两节1.5V电池供电，采用了可同时测量三个方向加速度值的加速度传感器，并且将加速度数据保存于SD卡内部，以windows操作系统可以识别的文本文档格式保存数据。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种便携式低功耗三轴向加速度采集卡，包括加速度传感器和存储器。
上述加速度传感器采用MMA7260QT型三轴向IC1，所述16位控制器采用MSP430F2274型16位精简指令集控制器IC2。
上述采集卡的电路连接结构是：所述MSP430MSP430F2274型16位精简指令集控制器IC2得8～10号管脚与所述MMA7260QT型三轴向加速度传感器IC1的三个输出管脚X、Y、Z相连接，11、12、25、26号管脚与SD存储卡相连接，24和31号管脚分别经由电阻R8和电阻R7分别连接发光二极管D1和发光二极管D2，而6号管脚分两路，一路经由电阻R1接电源，另一路经开关S1接地。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明采用低电流供电的集成于芯片上的电容式三轴向加速度传感器、低功耗的微控制芯片和小体积的SD存储卡，采用两节1.5V电池供电，其责体积小、重量轻、功耗低。电容式三轴向加速度传感器将三轴向加速度值的大小通过模拟电压的方式输出至16位控制器，借助集成于控制器上的模/数转换单元将模拟电压转换为数字信号，通过SPI通信协议将数据存储到SD存储卡上，SD存储卡内部以Windows操作系统可以识别的文本文档格式保存数据，能长时间采集、存储三轴向加速度数据。
附图说明
图1为本发明一个实施例的系统结构框图。
图2为图1示例的电路原理图。
图3为本发明的便携式低功耗三轴向加速度采集卡采集的数据在计算机上的可视化显示。
具体实施方式
现在把本发明的具体实施方式结合附图详述如下：
参见图1，本便携式低功耗三轴向加速度采集卡，包括加速度传感器(1)和存储器(3)。
其工作原理是：本采集卡通过电容式三轴向加速度传感器(1)将三轴向加速度值的大小通过模拟电压的形式输出至集成于16位控制器(2)芯片上的模/数转换单元，模/数转换单元将模拟电压转换为数字信号，通过在16位控制器(2)上实现SPI通信协议将数据存储到SD存储卡(3)内，加速度存储的格式是按照windows操作系统可以识别的文本文档格式保存的。
参见图2，本便携式低功耗三轴向加速度采集卡电路连接结构是：IC1为MMA7260QT型三轴向加速度传感器，IC2为集成了模/数转换器的MSP430F2274型16位精简指令集微控制器，SD-Interface为标准SD卡接口，其中开关S1的作用是在系统安装电池通电后控制微控制器开启/停止记录加速度数据。当开关S1被按下奇数次则开启记录加速度数据；当开关S1被按下偶数次则停止记录加速度数据。连接方式：所述MSP430F2274型16位精简指令集控制器IC2的8～10号管脚与所述MMA7260QT型三轴向加速度传感器IC1的三个输出管脚X、Y、Z相连接，11、12、25、26号管脚与SD存储卡相连接，24和31号管脚分别经由电阻R8和电阻R7分别连接发光二极管D1和发光二极管D2，而6号管脚分两路，一路经由电阻R1接电源，另一路经开关S1接地。
附图3是本便携式低功耗三轴向加速度采集卡所采集的原始数据在计算机上的图形化显示结果：曲线A、曲线B、曲线C分别为X、Y、Z三方向加速度数据。

Claims (3)

1、一种便携式低功耗三轴向加速度采集卡，包括加速度传感器(1)和存储器(3)，其特征在于
1)所述加速度传感器(1)为电容式三轴向加速度传感器，
2)所述存储器(3)为SD存储卡，
3)所述加速度传感器(1)通过一个16位控制器(2)连接所述存储器(3)，
4)所述各器件由1.5V电池(4)供电；
所述加速度传感器(1)将三轴向加速度值的大小通过模拟电压的形式输出到16位控制器(2)，16位控制器(2)借助于其芯片上的模/数转换单元将模拟电压转换为数字信号，通过SPI通讯协议将数据存储到SD存储卡上。
2、根据权利要求1所述的便携式低功耗三轴向加速度采集卡，其特征在于所述加速度传感器(1)采用MMA7260QT型三轴向加速度传感器(IC1)，所述16位控制器(2)采用MSP430F2274型16位精简指令集控制器(IC2)。
3、根据权利要求2所述的便携式低功耗三轴向加速度采集卡，其特征在于电路连接结构是：所述MSP430F2274型16位精简指令集控制器(IC2)得8~10号管脚与所述MMA7260QT型三轴向加速度传感器(IC1)的三个输出管脚X、Y、Z相连接，11、12、25、26号管脚与SD存储卡相连接，24和31号管脚分别经由电阻R8和电阻R7分别连接发光二极管D1和发光二极管D2，而6号管脚分两路，一路经由电阻R1接电源，另一路经开关S1接地。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112014598A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 上海大学 一种改善加速度传感器低频测量性能的信号调理系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112014598A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 上海大学 一种改善加速度传感器低频测量性能的信号调理系统
CN112014598B (zh) * 2020-08-27 2021-09-17 上海大学 一种改善加速度传感器低频测量性能的信号调理系统

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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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