CN103759709A

CN103759709A - 一种基于nRF903无线数传模块的倾角测量仪

Info

Publication number: CN103759709A
Application number: CN201410023279.5A
Authority: CN
Inventors: 张江波; 李俊霞; 刘军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2014-04-30

Abstract

一种基于nRF903无线数传模块的倾角测量仪，具体涉及无线传感器采集网络技术领域。其特征在于它包含测量站和主控站，测量站与主控站之间通过无线信号进行数据传输，所述的测量站包含有传感器组、数据采集单元、单片机控制系统、nRF903无线数传单元，所述的主控站包含有nRF903无线接收单元、通信适配器及滤波装置、嵌入式系统控制单元、LCD显示器及操作装置，它利用最新的嵌入式计算机技术、无线通信技术，充分发挥了嵌入式计算机强大的信息处理能力，突破传统倾角测量仪的操作模式，提高倾角测量的精度和分辨率。

Description

一种基于nRF903无线数传模块的倾角测量仪

技术领域：

本发明涉及无线传感器采集网络技术领域，具体涉及一种基于nRF903无线数传模块的倾角测量仪。

背景技术：

无线倾角传感器是一种通过无线方式测量端面倾斜角度的传感器，属于无线传感器网络的一个智能节点。它通过倾角传感器敏感元件对被测端面角度信号实现采集，通过相应的信号转换单元，实现无线信号的调制与发送，从而能够在较远距离范围内进行无线的控制与测量。另外数据显示终端除实现对信号的实时显示外，还可以对采集到的角度信号进行指定时间内的存储，并根据用户指定的数据格式进行打印处理。

现有的无线倾角传感器受到环境的制约较大，其灵敏度受到温度的影响较大，而且倾角测量精度和分辨率较低。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于nRF903无线数传模块的倾角测量仪，它利用最新的嵌入式计算机技术、无线通信技术，充分发挥了嵌入式计算机强大的信息处理能力，突破传统倾角测量仪的操作模式，在涵盖了传统倾角测量仪全部功能的基础上，增加了信息处理、图形显示、人机交互、无线传输等功能。完成与倾斜度相关的参数实时检测与数据融合，提高倾角测量的精度和分辨率。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含测量站和主控站，测量站与主控站之间通过无线信号进行数据传输，所述的测量站包含有传感器组1、数据采集单元2、单片机控制系统3、nRF903无线数传单元4，所述的传感器组1与数据采集单元2连接，数据采集单元2与单片机控制系统3连接，单片机控制系统3与nRF903无线数传单元4连接，所述的主控站包含有nRF903无线接收单元5、通信适配器及滤波装置6、嵌入式系统控制单元7、LCD显示器及操作装置8，所述的nRF903无线接收单元5与通信适配器及滤波装置6连接，通信适配器及滤波装置6与嵌入式系统控制单元7连接，嵌入式系统控制单元7与LCD显示器及操作装置8连接。

所述的单片机控制系统3采用的是MSP430单片机。

所述的嵌入式系统控制单元7采用的是ARM920内核S3C2410芯片。

本发明具有以下有益效果：无线倾角传感器基于传统的倾角传感器，保持原有的成熟机械结构和基本测量部分的电路原理不变，增加温度传感器测量单元，对传感器敏感元件反应灵敏的温度参数进行线形补偿校正；增加无线传输模块构成通讯的收发两端，使用的通讯协议基于未来无线传感器网络的标准协议；增加可拆卸的基于RS-232的单片机LED显示模块单元对敏感元件测量端信号进行近程测量，以备数据接收显示后端模块调校；处理终端是一个基于高性能精简指令集、ARM920T核心32位处理器的嵌入式系统，对通讯模块采集到的信号进行数字化处理，利用嵌入式操作系统实现被测端面的角度信号倾斜模拟、报表、打印等功能。

附图说明：

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式：

参看图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含它包含测量站和主控站，测量站与主控站之间通过无线信号进行数据传输，所述的测量站包含有传感器组1、数据采集单元2、单片机控制系统3、nRF903无线数传单元4，所述的传感器组1与数据采集单元2连接，数据采集单元2与单片机控制系统3连接，单片机控制系统3与nRF903无线数传单元4连接，所述的主控站包含有nRF903无线接收单元5、通信适配器及滤波装置6、嵌入式系统控制单元7、LCD显示器及操作装置8，所述的nRF903无线接收单元5与通信适配器及滤波装置6连接，通信适配器及滤波装置6与嵌入式系统控制单元7连接，嵌入式系统控制单元7与LCD显示器及操作装置8连接。

所述的单片机控制系统3采用的是MSP430单片机。

所述的嵌入式系统控制单元7采用的是ARM920内核S3C2410芯片。

测量站以MSP430单片机为核心，通过高性能A/D转换器采集包含倾角、温度等参数的传感器信息，进行数字化处理，对采集到的信号通过nRF903无线数传模块以GMSK调制方式进行数据的发送。当无线数传模块收到MSP430单片机串行口的数据后，首先判断收到的数据是命令还是发送数据，若是命令则执行相应的命令；若是发送数据则先将要发送的数据送到发送缓冲区EEROM中，并同时将模块的状态由接受状态转换成发射状态；状态转换完成后启动发送打包程序，并将这个数据包的数据送到模块的数据调试口，以GMSK的方式调制成模拟信号；然后与锁相环中的振荡信号一起送到混频器，上变频后的射频信号再经过发射放大器、功率放大器放大后通过天线发送出去。数据打包发送要遵循预先定义好的传输协议，这样才可以使接收双方有规可循，而且避免其它信号的干扰。

主控站是集信号采集、存储、遥控、信号处理、数据显示、打印功能于一体的嵌入式智能计算机系统。该系统使用基于RISC指令集的ARM9核心微处理器S3C2410。S3C2410是SAMSUNG公司出品的一款低价、低功耗、高性能的16/32位系统微处理器，在嵌入式应用领域有着良好的表现。S3C2410具有丰富的接口资源，能够满足本系统的设计需求。主控站通过天线接收到测量站发出的射频信号,信号解调模块将采集到的射频信号进行收发判断，并将判断为正确的信号进行相应的放大、校正，并存储在微处理器S3C2410本身所带的数据存储器上。通过微处理器处理后的角度信号通过两种方式显示在处理终端的彩色LCD屏幕上：一种是以数字式的显示被测物体的倾斜角度，另一种是图像式的模拟被测物的姿态。两种方式可以根据用户的使用习惯单独显示或同时显示在屏幕上。通过微处理器驱动的微型打印机，可以将角度信号按照用户需要的标准格式打印出来，随角度测量打印结果一同出现在打印纸上的还有环境温度信号、实时时钟信号等。被测端面的零位可以通过处理终端上的复零按钮进行临时调零，以满足用户测量时实时记录倾角变化量的需求。

本具体实施方式具有以下有益效果：无线倾角传感器基于传统的倾角传感器，保持原有的成熟机械结构和基本测量部分的电路原理不变，增加温度传感器测量单元，对传感器敏感元件反应灵敏的温度参数进行线形补偿校正；增加无线传输模块构成通讯的收发两端，使用的通讯协议基于未来无线传感器网络的标准协议；增加可拆卸的基于RS-232的单片机LED显示模块单元对敏感元件测量端信号进行近程测量，以备数据接收显示后端模块调校；处理终端是一个基于高性能精简指令集、ARM920T核心32位处理器的嵌入式系统，对通讯模块采集到的信号进行数字化处理，利用嵌入式操作系统实现被测端面的角度信号倾斜模拟、报表、打印等功能。

Claims

1.一种基于nRF903无线数传模块的倾角测量仪，其特征在于它包含测量站和主控站，测量站与主控站之间通过无线信号进行数据传输，所述的测量站包含有传感器组(1)、数据采集单元(2)、单片机控制系统(3)、nRF903无线数传单元(4)，所述的传感器组(1)与数据采集单元(2)连接，数据采集单元(2)与单片机控制系统(3)连接，单片机控制系统(3)与nRF903无线数传单元(4)连接，所述的主控站包含有nRF903无线接收单元(5)、通信适配器及滤波装置(6)、嵌入式系统控制单元(7)、LCD显示器及操作装置(8)，所述的nRF903无线接收单元(5)与通信适配器及滤波装置(6)连接，通信适配器及滤波装置(6)与嵌入式系统控制单元(7)连接，嵌入式系统控制单元(7)与LCD显示器及操作装置(8)连接。