CN105552994B - 一种mems测振传感器的智能充电系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种MEMS测振传感器的智能充电系统及控制方法，属于振动测试及信号储存技术领域；该系统包括基座，在基座上设置有球形的空腔，在空腔内设置有能够转动的壳体，在壳体内设置有MEMS测振传感器、电池及单片机，所述MEMS测振传感器连接至单片机，所述电池为MEMS测振传感器和单片机供电，在壳体内还设置有能够与智能手机相匹配的蓝牙模块和储存器，所述蓝牙模块和储存器均连接至单片机，在壳体内还设置有充电参数检测模块，充电参数检测模块设置在电池上，并连接至单片机，在壳体上还设置有红色和绿色的指示灯；本发明结构简单、成本低、充电效率，安全性和可靠性均很高。
Description
技术领域：
本发明属于振动测试及信号储存技术领域，具体涉及一种MEMS测振传感器的智能充电系统及控制方法。
背景技术：
测振传感器是生产业内不可或缺的传感器，是保证系统有效、安全、正常运行的重要。随着信息技术以及现在工业的快速发展，测振传感器数量呈指数式增长，传感器业务需求快速增加。为了满足新的业务和应用需求，测振传感器正由提供单一的类型向提供复杂的、多类型转变。MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。目前关于MEMS传感器发展研究受到各发达国家的广泛重视，美、日、英、德等世界大国将MEMS传感器技术作为战略性的研究领域之一，纷纷制定发展计划并投入巨资进行专项研究。
然而，现有的MEMS测振传感器的智能充电系统有的成本高、不易大规模制造，有的灵敏度、可靠性不高，离产品的实用化和产业化还很远，有待于进一步提高和完善。为了满足开发低成本、复杂环境下工程测振传感器的需求，有必要结合互联网技术进一步研究基于APP控制的MEMS测振传感器的智能充电系统相关的软、硬件技术及其实现方法。
发明内容：
为解决现有MEMS测振传感器充电系统的问题，本发明提供一种结构简单、成本低、充电效率、安全性和可靠性均很高的基于APP控制的MEMS测振传感器的智能充电系统。
本发明采用如下技术方案：一种MEMS测振传感器的智能充电系统，包括基座，在基座上设置有球形的空腔，在空腔内设置有能够转动的壳体，在壳体内设置有MEMS测振传感器、电池及单片机，所述MEMS测振传感器连接至单片机，所述电池为MEMS测振传感器和单片机供电，在壳体内还设置有能够与智能手机相匹配的蓝牙模块和储存器，所述蓝牙模块和储存器均连接至单片机，在壳体内还设置有充电参数检测模块，所述充电参数检测模块包括电压检测单元、电流检测单元及温度检测单元，充电参数检测模块设置在电池上，并连接至单片机，在壳体上还设置有红色和绿色的指示灯。
作为进一步改进，在基座下设置有磁铁和固定螺栓，用于将基座固定设置到待测振的机构上。
作为进一步改进，在基座上设置有螺纹通孔，在通孔内设置有预紧螺栓，用于固定壳体在基座上的姿态。
作为进一步改进，基座上通过螺纹设置有固定罩，用于固定球形的壳体。
采用所述MEMS测振传感器的智能充电系统进行的控制方法，包括如下步骤：
步骤1、通过APP软件控制单片机开始为电池充电；
步骤2、采用参数检测模块收集MEMS测振传感器的充电参数，所述充电参数包括：电池的充电电压、充电电流及电池温度；
步骤3、采用参数检测模块将所收集的充电参数上传单片机，并通过蓝牙模块上传至手机APP软件；
步骤4、采用APP软件对接收的充电参数进行分析，并通过单片机进行控制充电过程，包括如下步骤：
步骤4.1、采用APP软件将电池的充电电压、充电电流、电池温度分别与预设电压、预设电流、预设温度进行对比，如果充电电压、充电电流、充电温度在预设电压、预设电流、预设温度的基础上波动范围大于50%，则APP软件控制单片机停止充电，并控制壳体上的红灯亮，并通过APP软件报警，如果充电电压、充电电流、充电温度在预设电压、预设电流、预设温度的基础上波动范围小于50%，则继续充电；
步骤4.2、采用APP软件对充电过程中的充电电压、充电电流和电池温度进行评价，并将评价得分显示出；
所述评价得分通过如下公式计算得出：，其中：为充电参数得分值，为电池温度得分值，为充电电压得分值，为充电电流得分值；所述电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值采用如下评分方法：
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为0%~5%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为95分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为5%~10%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为85分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为15%~20%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为75分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差大于%20时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为50分；
步骤5、完成充电过程，并控制绿灯长亮。
附图说明：
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是本发明的一个实施例的工作流程图；
其中：1-基座，2-壳体，3-预紧螺栓，4-固定罩，5-固定螺栓，6-磁铁，7-MEMS测振传感器，8-参数测量模块，9-电池，10-单片机，11-储存器。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1~图3所示，一种MEMS测振传感器的智能充电系统，包括基座1，在基座1上设置有球形的空腔，在空腔内设置有能够转动的壳体2，在壳体2内设置有MEMS测振传感器7、电池9及单片机10，所述MEMS测振传感器7连接至单片机10，所述电池9为MEMS测振传感器7和单片机10供电，在壳体2内还设置有能够与智能手机相匹配的蓝牙模块和储存器，所述蓝牙模块和储存器均连接至单片机，在壳体内还设置有充电参数检测模块8，所述充电参数检测模块包括电压检测单元、电流检测单元及温度检测单元，充电参数检测模块设置在电池9上，并连接至单片机10，在壳体上还设置有红色和绿色的指示灯。在基座下设置有磁铁6和固定螺栓5，用于将基座1固定设置到待测振的机构上。在基座上设置有螺纹通孔，在通孔内设置有预紧螺栓3，用于固定壳体2在基座1上的姿态，当确定好待测机构测点的感兴趣的测振方向时，首先将基座1通过固定螺栓5和磁铁固定到待测机构上，然后将预紧螺丝3松开，调整壳体2的方向，然后锁住预紧螺丝3。
基座上通过螺纹设置有固定罩4，用于固定球形的壳体2。
本实施例中单片机采用的是MSP430F435型单片机，MEMS测振传感器采用的是±8g的MMA9559L型三轴加速度传感器，在MMA9559L型三轴加速度传感器与MSP430F435型单片机之间连接一个ADG3308BRUZ型双向电平转换器进行电平转换, 即将MMA9559L型三轴加速度传感器输出电压转换为MSP430F435型单片机的工作电压。本实施例的储存器采用的是TF卡。在壳体外设置有5v充电器，通过单片机10控制充电。
所述MEMS测振传感器的智能充电系统的控制方法包括如下步骤：
步骤1、通过APP软件控制单片机10开始为电池9充电；
步骤2、采用参数检测模块收集MEMS测振传感器的充电参数，所述充电参数包括：电池9的充电电压、充电电流及电池温度；
步骤3、采用参数检测模块8将所收集的充电参数上传单片机10，并通过蓝牙模块上传至手机APP软件；
步骤4、采用APP软件对接收的充电参数进行分析，并通过单片机10进行控制充电过程，包括如下步骤：
步骤4.1、采用APP软件将电池9的充电电压、充电电流、电池温度分别与预设电压、预设电流、预设温度进行对比，本实施例中，预设电压为2V，预设电流140mA，预设温度45℃，如果充电电压、充电电流、充电温度在预设电压、预设电流、预设温度的基础上波动范围大于50%，则APP软件控制单片机9停止充电，并控制壳体上的红灯亮，并通过APP软件报警，如果充电电压、充电电流、充电温度在预设电压、预设电流、预设温度的基础上波动范围小于50%，则继续充电；
步骤4.2、采用APP软件对充电过程中的充电电压、充电电流和电池温度进行评价，并将评价得分通过智能手机屏幕显示出；
所述评价得分通过如下公式计算得出：，其中：为充电参数得分值，为电池温度得分值，为充电电压得分值，为充电电流得分值；所述电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值采用如下评分方法：当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为0%~5%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为95分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为5%~10%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为85分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为15%~20%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为75分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差大于%20时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为50分；
步骤5、完成充电过程，并控制绿灯长亮。
Claims (1)
1.一种采用MEMS测振传感器的智能充电系统进行的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、通过APP软件控制单片机开始为电池充电；
步骤2、采用参数检测模块收集MEMS测振传感器的充电参数，所述充电参数包括：电池的充电电压、充电电流及电池温度；
步骤3、采用参数检测模块将所收集的充电参数上传单片机，并通过蓝牙模块上传至手机APP软件；
步骤4、采用APP软件对接收的充电参数进行分析，并通过单片机进行控制充电过程，包括如下步骤：
步骤4.1、采用APP软件将电池的充电电压、充电电流、电池温度分别与预设电压、预设电流、预设温度进行对比，如果充电电压、充电电流、充电温度在预设电压、预设电流、预设温度的基础上波动范围大于50%，则APP软件控制单片机停止充电，并控制壳体上的红灯亮，并通过APP软件报警，如果充电电压、充电电流、充电温度在预设电压、预设电流、预设温度的基础上波动范围小于50%，则继续充电；
步骤4.2、采用APP软件对充电过程中的充电电压、充电电流和电池温度进行评价，并将评价得分显示出；
所述评价得分通过如下公式计算得出：，其中：为充电参数得分值，为电池温度得分值，为充电电压得分值，为充电电流得分值；所述电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值采用如下评分方法：
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为0%~5%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为95分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为5%~10%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为85分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差为15%~20%时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为75分；
当充电温度、充电电压和充电电流分别与预设温度、预设电压和预设电流数值偏差大于%20时，电池温度得分值、充电电压得分值和充电电流得分值均得分为50分；
步骤5、完成充电过程，并控制绿灯长亮；
所述的智能充电系统包括基座，在基座上设置有球形的空腔，在空腔内设置有能够转动的壳体，在壳体内设置有MEMS测振传感器、电池及单片机，所述MEMS测振传感器连接至单片机，所述电池为MEMS测振传感器和单片机供电，在壳体内还设置有能够与智能手机相匹配的蓝牙模块和储存器，所述蓝牙模块和储存器均连接至单片机，在壳体内还设置有充电参数检测模块，所述充电参数检测模块包括电压检测单元、电流检测单元及温度检测单元，充电参数检测模块设置在电池上，并连接至单片机，在壳体上还设置有红色和绿色的指示灯；
在所述基座下设置有磁铁和固定螺栓，用于将基座固定设置到待测振的机构上；
在所述基座上设置有螺纹通孔，在通孔内设置有预紧螺栓，用于固定壳体在基座上的姿态；
在所述基座上通过螺纹设置有固定罩，用于固定球形的壳体。
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