CN114326523A - 一种基于云平台的水上运动设备数据智能监控电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云平台的水上运动设备数据智能监控电路。在水上运动器械领域中，目前缺少远程监测运动员运动姿态，及运动设备运动状态的设备，主要还是靠使用者的经验来驾驶水上运动设备。因此，有了智能监控设备，可以对水上设备的运动状态进行及时的判断，也可以对驾驶者的驾驶姿态进行分析判断。本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于云平台的水上运动设备数据智能监控电路，该电路包括四路压力传感器电路、六轴惯性传感器电路、温湿度传感器电路、电源电路、电路保护电路，蓝牙数据传输电路以及云盒子模块。本发明可实现远程云端监测水上运动设备的数据。

Description

一种基于云平台的水上运动设备数据智能监控电路

技术领域

本发明属于运动器械领域，涉及一种水上运动设备数据智能监控技术，具体涉及一种基于云平台的水上运动设备数据智能监控电路。

背景技术

在水上运动器械领域中，目前缺少远程监测运动员运动姿态，及运动设备运动状态的设备，主要还是靠使用者的经验来驾驶水上运动设备。因此，有了智能监控设备，可以对水上设备的运动状态进行及时的判断，也可以对驾驶者的驾驶姿态进行分析判断。可以用于运动员对驾驶状态判断，不断提高竞技水平，也可以检测使用者的安全，及运动设备的安全，对人进行及时的救援，以及对设备进行及时的维护。

针对智能监控，目前对传感器数据有一定效果的数据采集电路，如申请号201810284004.5可以实现：能够采集各种传感器的数据，但体积过大，成本过高，难以安装在水上运动器械上，无法实现远程数据传输及数据监控。本发明对传统水上运动器械无法判断运动状态以及记录运动状态等缺点，结合现代的控制技术，在云端存储技术上实现运动状态的远程监控。

发明内容

本发明针对市场应用上的空缺，提出了一种基于云平台的水上运动设备数据监控电路，将包括压力传感器、六轴惯性传感器、温湿度传感器在内的数据信号通过云平台发送至云端，实现远程监控或远程信息记录等功能。为保证信号不受干扰，在传感器端加入光耦隔离模块来降低外部干扰。在水上的运动设备难免会受潮受湿，还增加了电路保护功能，增加设备的使用寿命。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于云平台的水上运动设备数据智能监控电路，包括压力检测模块、湿度检测模块，六轴惯性检测模块，信号控制模块，其中信号控制模块包括微控芯片，AD转换模块，信号采集模块，信号处理模块，蓝牙数据发送模块，电源模块，电路保护模块以及4G云盒子模块。压力检测模块、湿度检测模块，六轴惯性检测模块与信号控制模块连接，将传感器接收到的信号发送给信号控制模块，电源模块给其他部分供电，电路保护模块监测电源模块的电压值，系统出现异常时进行保护，蓝牙数据发送模块以及4G云盒子模块分别连接信号控制模块，用于将信号控制模块处理好的数据利用蓝牙无线存储或者上传到云端，实现远程监控。

进一步的，传感器信号采集模块包括压力传感器电路、六轴惯性传感器电路和温湿度传感器电路，压力传感器电路包括接插件、分压电阻和电容，接插件的一个引脚接地，接插件另一个引脚连接两个电阻和一个电容的一端，其中的一个电阻连接电源，另一个电阻连接光耦的A引脚，其中的电容的另一端接地，光耦的K引脚接地，光耦的C引脚连接电阻的一端，该电阻的另一端连接电源，光耦的E引脚连接电阻的一端并输出压力信号，该电阻的另一端接地。

进一步的，所述传感器模块至少包括四个压力传感器电路。

进一步的，六轴惯性电路包括芯片U1，电容C1、C2、C5、C6，接插件J4，光耦PC1、PC2，电阻R17、R18、R19、R25、R26、R28，芯片U1的1引脚连接电容C2的一端引脚，芯片U1的3引脚连接电容C2的另一端引脚，芯片U1的2引脚连接电源，芯片U1的4引脚连接电容C5的一端引脚，芯片U1的5引脚连接电容C5的另一端引脚，芯片U1的6引脚连接电容C6的一端引脚，电容C6的另一端引脚接地，芯片U1的7引脚连接接插件J4的3引脚，芯片U1的8引脚连接接插件J4的2引脚，接插件J4的4引脚连接电源，接插件J4的1引脚接地，芯片U1的9引脚连接电阻R25的一端引脚，电阻R25的另一端引脚连接光耦PC4的A引脚，芯片U1的10引脚连接电阻R17的一端引脚，电阻R17的另一端引脚连接光耦PC1的A引脚，芯片U1的11引脚、12引脚、13引脚、14引脚悬空，芯片U1的15引脚接地，芯片U1的16引脚连接电源，光耦PC1的K引脚接地，光耦PC1的C引脚连接电阻R18的一端引脚，电阻R18的另一端引脚连接电源，光耦PC1的E引脚连接电阻R19并给控制芯片传送信号“惯性信号1”，电阻R19的另一端引脚连接地，光耦PC4的K引脚接地，光耦PC4的C引脚连接电阻R26的一端引脚，电阻R26的另一端引脚连接电源，光耦PC4的E引脚连接电阻R28并给控制芯片传送信号“惯性信号1”，电阻R28的另一端引脚连接地。

进一步的，温湿度传感器电路包括接插件J1，电阻R3、R20、R21、R24，光耦PC2，接插件J1的1引脚连接电源，接插件J1的2引脚连接电阻R3、R20的一端引脚，电阻R3的另一端引脚连接电源，电阻R20的另一端引脚连接光耦PC2的A引脚，光耦PC2的K引脚接地，光耦PC2的C引脚连接电阻R21的一端引脚，电阻R21的另一端引脚连接电源，光耦PC2的E引脚连接电阻R24并给控制芯片传送信号“温湿度信号”，电阻R24的另一端引脚连接地，接插件J1的4引脚接地。

进一步的，所述自适应电路还包括电源电路，电源电路分别与传感器模块、系统控制模块、数据储存模块连接，电源电路包括系统电源、第一电压电路和第二电压电路，第一电压电路与系统电源连接，第二电压电路与第一电压电路连接。

进一步的，第一电压电路包括芯片U4、电容C17和电容C18，芯片U4的输入端引脚与系统电源连接，电容C17的一端与芯片U4的输入端引脚，电容C17的另一端接地，电容C18的一端与芯片U4的输出端引脚，电容C17的另一端接地。

进一步的，第二电压电路包括芯片U3、电容C12、电容C14，芯片U3的1引脚接地，芯片U3的2引脚输出电源，芯片U3的3引脚与芯片U4的输出端连接，4引脚悬空，电容C14一端引脚与芯片U3的2引脚连接，电容C14另一端引脚接地；极性电容C12正极与芯片U3的2引脚连接，负极接地。

进一步的，系统电源与外接电源之间通过接插件J7连接。

进一步的，所述的蓝牙传输模块U8，型号为HC-05，电阻R48、R49、R50、R51、R52、R53，二极管D3、D4，LED4；U8的1引脚接二极管D3的负极，D3正极接到电阻R48的一端并用于串口发送数据蓝牙信号1，电阻R48另一端接VCC3.3V；芯片U8的2引脚接到二极管D4的正极和电阻R49的一端，R49另一端接VCC3.3V，二极管D4的负极用于串口接受数据端口蓝牙信号2，1引脚和2引脚用来接受芯片发出来的数据，然后将数据通过蓝牙传输的方式发送出去；芯片U8的12引脚接3.3V电源，13引脚、21引脚、22引脚接地；芯片U8的31引脚接电阻R53，R53另一端接LED4的正极，LED4负极接地；芯片U8的32引脚接到电阻R52，R52另一端接到用于收发蓝牙信号3，蓝牙信号3用于检测蓝牙芯片是否正常工作，灯亮为工作状态；芯片U8的34引脚与电阻R50、R51的一端连接，R50另一端用于收发接蓝牙信号4，R51另一端接地；蓝牙信号4用于蓝牙控制开关。

进一步的，电路保护电路包括芯片U7，电阻R44、R45、R46、R47，电容C26、C27，三极管Q1、Q2，二极管D1、D2；芯片U7的1引脚与电阻R44的一端相连，电阻R44的另一端与电容C26相连，电容C26另一端接地，同时电阻R44另一端输出短路信号，短路信号输出到微控芯片DSP28335；芯片U7的2引脚接地；芯片U7的3、4引脚接到电阻R46两端，用于采样R46两端的电压；芯片U7的5引脚接3.3V电源，同时接到电容C27，电容C27另一端接地；电阻R46的一端接负载高电平，另一端接二极管D1的负极，二极管D1正极接三极管Q1的2引脚和D2的负极，Q1的3引脚与D2的正极连接同时接地，Q1的1引脚接到Q2的3引脚，Q3的2引脚接地，Q3的1引脚接到电阻R47的一端，R47另一端接受微控制器发出的电路控制信号用来控制供电的通断；Q1的2引脚接R45的一端，R45的另一端接3.3V电源。

进一步的，信息控制器输出的信息与云盒子相连，数据传输协议采用Modbus协议。Modbus协议是一种已广泛应用于当今工业控制领域的通用通讯协议。通过此协议，控制器相互之间、或控制器经由网络(如以太网)可以和其它设备之间进行通信。Modbus协议使用的是主从通讯技术，即由主设备主动查询和操作从设备。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

本发明的有益效果是：(1)本发明中使用的DSP28335芯片有极高的性能，丰富合理的外设，合理的功耗，合理的价格。通过对压力传感器、六轴惯性传感器、温湿度传感器采集的数据进行处理，并用WiFi模块将数据传出并且上传云端，实现远程监控。

(2)本发明可以通过电源电路，将来自电池的+12V电压源转化为+5V的电源和+3.3V的电源，为其他需要不同规格的电路提供电源。并带有系统电路保护模块，若系统电压出现异常时及时停止工作以保证设备的使用寿命。

(3)本发明的电路中，利用云盒子将数据上传至云端，实现远程监控，或者手机app监控，

附图说明

图1为基于云平台的水上运动设备数据智能监控系统。

图2为本发明的压力传感器电路原理图。

图3为本发明的六轴惯性传感器电路原理图。

图4为本发明的温湿度传感器电路原理图。

图5为本发明的电源电路原理图。

图6是本发明的蓝牙数据传输电路原理图。

图7是本发明的电路保护电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步描述。

如图1-7所示，一种水上运动设备数据智能采集电路，包括传感器信号采集模块、数据储存模块和系统控制模块，传感器信号采集模块与信号控制模块连接，系统控制模块与数据储存模块相互连接，系统控制模块包括自适应电路和微控制系统，传感器模块、电源电路分别与微控制系统连接，以处理压力传感器的压力信号、六轴惯性传感器的惯性信号、温湿度传感器的温湿度信号，微控制系统与蓝牙数据传输模块连接，以蓝牙的方式发出数据，可实现远程接受存储数据，同时微控制系统与云盒子相连，云盒子将数据上传至云端，微控制器与云盒子之间通过Modbus协议来通讯。电路保护模块监测母线电压并传输到微控制器中，若母线电压出现异常，微控制器会及时切断电源保护整个系统。微控制系统采用的是DSP28335芯片，基于DSP283365芯片的水上运动设备数据智能采集控制系统，通过对各种传感器信号的搜集、分析，进而将结果通过云盒子上传至云端，即可实现远程监控。

所述传感器模块至少包括四个压力传感器电路，四路压力传感器电路包括4个二脚接插件J2、J3、J5、J6，电阻R1、R2、R4、R5、R22、R23、R27、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R41、R42、R43，电容C3、C4、C7、C8，光耦PC3、PC5、PC6、PC7；接插件J2的一个引脚接地，另一个引脚连接电阻R22的一端；电阻R22的另一端连接光耦PC3的A引脚；光耦PC3的K引脚接地，光耦PC3的C引脚连接电阻R23的一端引脚，电阻R23的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC2的E引脚连接电阻R27并输出压力信号1，电阻R27的另一端引脚连接芯片地；接插件J3的一个引脚接地，另一个引脚连接电阻R29的一端；电阻R29的另一端连接光耦PC5的A引脚；光耦PC5的K引脚接地，光耦PC5的C引脚连接电阻R30的一端引脚，电阻R30的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC5的E引脚连接电阻R31并输出压力信号2，电阻R31的另一端引脚连接芯片地；接插件J5的一个引脚接地，另一个引脚连接电阻R32的一端；电阻R32的另一端连接光耦PC6的A引脚；光耦PC6的K引脚接地，光耦PC6的C引脚连接电阻R33的一端引脚，电阻R33的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC6的E引脚连接电阻R34并输出压力信号3，电阻R34的另一端引脚连接芯片地；接插件J6的一个引脚接地，另一个引脚连接电阻R41的一端；电阻R41的另一端连接光耦PC7的A引脚；光耦PC7的K引脚接地，光耦PC7的C引脚连接电阻R42的一端引脚，电阻R42的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC7的E引脚连接电阻R43并输出压力信号4，电阻R43的另一端引脚连接芯片地；电阻R1一端引脚接+5V电源，另一端引脚连接接插件J2的2引脚；电阻R2一端引脚接+5V电源，另一端引脚连接接插件J3的2引脚；电阻R4一端引脚接+5V电源，另一端引脚连接接插件J5的2引脚；电阻R5一端引脚接+5V电源，另一端引脚连接接插件J6的2引脚；电容C3一端引脚连接地，另一端引脚连接接插件J2的2引脚；电容C4一端引脚接地，另一端引脚连接接插件J3的2引脚；电容C7一端引脚接地，另一端引脚连接接插件J5的2引脚；电容C8一端引脚接地，另一端引脚连接接插件J6的2引脚；二脚接插件J2、J3、J5、J6为压力传感器接线端子；光耦PC3、PC5、PC6、PC7起隔离作用，使传感器信号不干扰芯片的电压；电阻R1、R2、R4、R5、R23、R27、R30、R31、R33、R34、R42、R43为分压电阻；电阻R22、R29、R32、R41为限流电阻；电容C3、C4、C7、C8为滤波电容。

所述的六轴惯性传感器电路包括MAX3232芯片U1，光耦PC1、PC4，电容C1、C2、C5、C6，四脚接插件J4，电阻R17、R18、R19、R25、R26、R28，芯片U1的1引脚连接电容C2的一端引脚，芯片U1的3引脚连接电容C2的另一端引脚，芯片U1的2引脚连接+3.3V电源，芯片U1的4引脚连接电容C5的一端引脚，芯片U1的5引脚连接电容C5的另一端引脚，芯片U1的6引脚连接电容C6的一端引脚，电容C6的另一端引脚接地，芯片U1的7引脚连接接插件J4的3引脚，芯片U1的8引脚连接接插件J4的2引脚，接插件J4的4引脚连接+3.3V电源，接插件J4的1引脚接地，芯片U1的9引脚连接电阻R25的一端，电阻R25的另一端连接光耦PC4的A引脚；光耦PC4的K引脚接地，光耦PC4的C引脚连接电阻R26的一端引脚，电阻R26的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC4的E引脚连接电阻R28并输出惯性信号2，电阻R28的另一端引脚连接芯片地，芯片U1的10引脚连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端连接光耦PC1的A引脚；光耦PC1的K引脚接地，光耦PC1的C引脚连接电阻R18的一端引脚，电阻R18的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC1的E引脚连接电阻R19并输出惯性信号1，电阻R19的另一端引脚连接芯片地，芯片U1的11引脚、12引脚、13引脚、14引脚悬空，芯片U1的15引脚接地，芯片U1的16引脚连接+3.3V电源；芯片U1作为信号转换芯片，其中1引脚和3引脚连接一个电容的两端，2引脚连接+3.3V电源，4引脚和5引脚连接一个电容的两端，7引脚和8引脚输入六轴惯性传感器的信号，9引脚和10引脚输出转化后的惯性信号，11引脚、12引脚、13引脚、14引脚悬空，15引脚接地，16引脚接+3.3V电源；光耦PC1、PC4起隔离作用，使传感器信号不干扰芯片的电压；四脚接插件J4为六轴惯性传感器接线端子；电容C1、C2、C5、C6滤波电容；电阻R17、R25为限流电阻；电阻R18、R19、R26、R28为分压电阻。

所述温湿度传感器电路包括四脚接插件J1，电阻R3、R20、R21、R24；接插件J1的1引脚连接电源，接插件J1的2引脚连接电阻R3、电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接光耦PC2的A引脚；光耦PC2的K引脚接地，光耦PC2的C引脚连接电阻R21的一端引脚，电阻R21的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC2的E引脚连接电阻R24并输出温湿度信号，电阻R24的另一端引脚连接芯片地，电阻R3的另一端引脚连接电源，接插件J1的4引脚接地；光耦PC2起隔离作用，使传感器信号不干扰芯片的电压；四脚接插件J1为温湿度传感器接线端子；电阻R20为限流电阻；电阻R3、R21、R24为分压电阻。

所述的电源电路包括AMS1117芯片U3，7805芯片U4，两脚接插件J7、J9，电阻R7、R9，电容C11、C14、C17、C18，极性电容C10、C12，LED灯LED1、LED3；AMS1117芯片U3的1引脚接地，2引脚连接+3.3V电源，3引脚连接+5V电源，4引脚悬空；7805芯片U4的1引脚连接+12V电源，2引脚接地，3引脚连接+5V电源；接插件J7的一个引脚连接+12V电源，另一个引脚接地；接插件J9的一个引脚连接+3.3V芯片电源，另一个引脚接芯片地；LED灯LED1的正极连接电阻R7一端引脚使之相互串联，串联后电阻R7的另一端引脚连接+3.3V电源，LED灯LED1的负极接地；LED灯LED3的正极连接电阻R9一端引脚使之相互串联，串联后电阻R9的另一端引脚连接+5V电源，LED灯LED3的负极接地；电容C11一端引脚连接+5V电源，另一端引脚接地；极性电容C10的正极连接+5V电源，负极接地；电容C14一端引脚连接+3.3V电源，另一端引脚接地；极性电容C12正极连接+3.3V电源，负极接地；电容C17一端引脚连接+12V电源，另一端引脚接地；电容C18一端引脚连接+5V电源，另一端引脚接地；AMS1117芯片U3作为产生+3.3V电源的电压转换芯片，其中3引脚接收输入的+5V电源，2引脚输出+3.3V电源，1引脚接地，4引脚悬空；7805芯片U4用于产生+5V参考电压，其中1引脚接收输入的+12V电源，2引脚接地，3引脚输出+5V电源；两脚接插件J7用于连接外接电源的正极与负极，从而提供电压源；两脚接插件J9用于连接外接电源的正极与负极，从而提供芯片电压源；电阻R7、R9为限流电阻；电容C11、C14、C17、C18为滤波电容；极性电容C10、C12为滤波电容。

所述的蓝牙传输模块包括芯片U8，型号为HC-05，电阻R48、R49、R50、R51、R52、R53，二极管D3、D4，LED4；U8的1引脚接二极管D3的负极，D3正极接到电阻R48的一端并用于串口发送数据蓝牙信号1，电阻R48另一端接VCC3.3V；芯片U8的2引脚接到二极管D4的正极和电阻R49的一端，R49另一端接VCC3.3V，二极管D4的负极用于串口接受数据端口蓝牙信号2，1引脚和2引脚用来接受芯片发出来的数据，然后将数据通过蓝牙传输的方式发送出去；芯片U8的12引脚接3.3V电源，13引脚、21引脚、22引脚接地；芯片U8的31引脚接电阻R53，R53另一端接LED4的正极，LED4负极接地；芯片U8的32引脚接到电阻R52，R52另一端接到用于收发蓝牙信号3，蓝牙信号3用于检测蓝牙芯片是否正常工作，灯亮为工作状态；芯片U8的34引脚与电阻R50、R51的一端连接，R50另一端用于收发接蓝牙信号4，R51另一端接地；蓝牙信号4用于蓝牙控制开关。

所述的电路保护模块包括芯片U7，型号为INA180A3IDBVR，电阻R44、R45、R46、R47，电容C26、C27，三极管Q1、Q2，二极管D1、D2；芯片U7的1引脚与电阻R44的一端相连，电阻R44的另一端与电容C26相连，电容C26另一端接地，同时电阻R44另一端输出短路信号，短路信号输出到微控芯片DSP28335；芯片U7的2引脚接地；芯片U7的3、4引脚接到电阻R46两端，用于采样R46两端的电压；芯片U7的5引脚接3.3V电源，同时接到电容C27，电容C27另一端接地；电阻R46的一端接负载高电平，另一端接二极管D1的负极，二极管D1正极接三极管Q1的2引脚和D2的负极，Q1的3引脚与D2的正极连接同时接地，Q1的1引脚接到Q2的3引脚，Q3的2引脚接地，Q3的1引脚接到电阻R47的一端，R47另一端接受微控制器发出的电路控制信号用来控制供电的通断；Q1的2引脚接R45的一端，R45的另一端接3.3V电源。

所述的云端存储模块需配置云盒子，选择上传间隔最小为1s，上网模式选择4G，在云盒子中插入电话卡，用4G信号向云端传输数据，这样只要是在有4G信号的地方都可以实现远程监控。选择Modbus协议，数据传输波特率设置为9600。在DSP28335程序中基于Modbus协议将每个传感器进行地址分配，六轴惯性传感器地址设置为0x50，4个压力传感器地址分别设置为0x51、0x52、0x53、0x54，将温湿度传感器地址设置为0x55，在云盒子中进行对应设置，云盒子中是十进制表示，所以云盒子中地址设置为80、81、82、83、84、85。功能码选择写寄存器03。在DSP28335程序中对传感器信息进行偏移量设置，六轴惯性传感器信息有xyz角度及加速度6个数据，偏移量分别为0x34、0x35、0x36、0x37、0x38、0x39，4个压力传感器有压力数据，偏移量设置为0x40、0x41、0x42、0x43，温湿度传感器有温度和湿度2个数据，偏移量设置为0x44、0x45。若需要本地监控则需要与上位机(即电脑)用网线连接，ip地址设置在同一网段，即最后一段应该不同，选择本地监控即可进行本地监控。若选择云端远距离监控则选择上传至云端，在网页端或者手机app端即可查看传感器数据。

图2中的接插件J2、J3、J5、J6可以外接压力传感器，可根据压力的变化从而产生不同的电阻，从而使电压发生变化。而电压就是输出的压力信号，传输给DSP28335进行相对应的程序。

图3中的接插件J4可以外接六轴惯性传感器，可根据运动的惯性状态产生不同的数据信号。产生的数据信号不能由DSP28335直接分析，因此需要信号转换芯片MAX3232进行信号转换。经过转换后的惯性信号传输给DSP28335，最终通过解码得到相对应的惯性数据。

图4中的接插件J1可以外接温湿度传感器，可以根据外界的温湿度产生不同的电压信号，从而使得DSP28335直接读取。经过处理后，DSP28335能够得到环境中的温湿度数据。

如图5，电源电路主要功能是将外接电池给出的+12V电压转换成其他电路能够使用的电源。转换的+5V电源主要用于图2中的接插件。转换的+3.3V电源主要用于DSP28335、图3中的六轴惯性传感器和MAX3232芯片、图4中的温湿度传感器以及图6中蓝牙数据传输模块供电。电阻R7、R9主要起限流作用。电容C11、C14、C17、C18以及极性电容C10、C12主要是对电压进行滤波，稳定转换后的电源。

如图6的蓝牙数据传输模块，可根据DSP28335的指令将数据通过蓝牙的方式实现远程传输，可实现远程接收并存储数据。

如图7，电路保护电路的主要功能是读取母线电压，从而来判断电路是否发生故障，并将电压信号传递给DSP28335，DSP28335内写入保护程序，在监测到电压异常时将输出“电路控制信号”，使电路切断供电电路，从而使得电路得到保护。

在一些实施例中，可将压力传感器放置于运动员的脚掌底部，通过传感器返回的压力值来分析判断运动员的发力状态。

在一些实施例中，可将六轴惯性传感器固定在水上运动设备中，以此来监测设备的加速度，速度，角速度等；可用温湿度传感器来检测传感器及信息设备的工作环境。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (1)

1.基于云平台的水上运动设备数据智能监控电路，包括压力检测模块、湿度检测模块，六轴惯性检测模块，信号控制模块，其中信号控制模块包括微控芯片、AD转换模块，信号采集模块，信号处理模块，电源模块，蓝牙数据传输模块、电路保护模块以及4G云盒子模块，其特征在于：

所述传感器模块，包括四个压力传感器电路，四路压力传感器电路包括4个二脚接插件J2、J3、J5、J6，电阻R1、R2、R4、R5、R22、R23、R27、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R41、R42、R43，电容C3、C4、C7、C8，光耦PC3、PC5、PC6、PC7；

接插件J2的一个引脚接地，另一个引脚连接电阻R22的一端；电阻R22的另一端连接光耦PC3的A引脚；光耦PC3的K引脚接地，光耦PC3的C引脚连接电阻R23的一端引脚，电阻R23的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC2的E引脚连接电阻R27并输出压力信号1，电阻R27的另一端引脚连接芯片地；接插件J3的一个引脚接地，另一个引脚连接电阻R29的一端；电阻R29的另一端连接光耦PC5的A引脚；光耦PC5的K引脚接地，光耦PC5的C引脚连接电阻R30的一端引脚，电阻R30的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC5的E引脚连接电阻R31并输出压力信号2，电阻R31的另一端引脚连接芯片地；接插件J5的一个引脚接地，另一个引脚连接电阻R32的一端；电阻R32的另一端连接光耦PC6的A引脚；光耦PC6的K引脚接地，光耦PC6的C引脚连接电阻R33的一端引脚，电阻R33的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC6的E引脚连接电阻R34并输出压力信号3，电阻R34的另一端引脚连接芯片地；接插件J6的一个引脚接地，另一个引脚连接电阻R41的一端；电阻R41的另一端连接光耦PC7的A引脚；光耦PC7的K引脚接地，光耦PC7的C引脚连接电阻R42的一端引脚，电阻R42的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC7的E引脚连接电阻R43并输出压力信号4，电阻R43的另一端引脚连接芯片地；电阻R1一端引脚接+5V电源，另一端引脚连接接插件J2的2引脚；电阻R2一端引脚接+5V电源，另一端引脚连接接插件J3的2引脚；电阻R4一端引脚接+5V电源，另一端引脚连接接插件J5的2引脚；电阻R5一端引脚接+5V电源，另一端引脚连接接插件J6的2引脚；

电容C3一端引脚连接地，另一端引脚连接接插件J2的2引脚；电容C4一端引脚接地，另一端引脚连接接插件J3的2引脚；电容C7一端引脚接地，另一端引脚连接接插件J5的2引脚；电容C8一端引脚接地，另一端引脚连接接插件J6的2引脚；二脚接插件J2、J3、J5、J6为压力传感器接线端子；光耦PC3、PC5、PC6、PC7起隔离作用，使传感器信号不干扰芯片的电压；电阻R1、R2、R4、R5、R23、R27、R30、R31、R33、R34、R42、R43为分压电阻；电阻R22、R29、R32、R41为限流电阻；电容C3、C4、C7、C8为滤波电容；

所述的六轴惯性传感器电路包括MAX3232芯片U1，光耦PC1、PC4，电容C1、C2、C5、C6，四脚接插件J4，电阻R17、R18、R19、R25、R26、R28，芯片U1的1引脚连接电容C2的一端引脚，芯片U1的3引脚连接电容C2的另一端引脚，芯片U1的2引脚连接+3.3V电源，芯片U1的4引脚连接电容C5的一端引脚，芯片U1的5引脚连接电容C5的另一端引脚，芯片U1的6引脚连接电容C6的一端引脚，电容C6的另一端引脚接地，芯片U1的7引脚连接接插件J4的3引脚，芯片U1的8引脚连接接插件J4的2引脚，接插件J4的4引脚连接+3.3V电源，接插件J4的1引脚接地，芯片U1的9引脚连接电阻R25的一端，电阻R25的另一端连接光耦PC4的A引脚；光耦PC4的K引脚接地，光耦PC4的C引脚连接电阻R26的一端引脚，电阻R26的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC4的E引脚连接电阻R28并输出惯性信号2，电阻R28的另一端引脚连接芯片地，芯片U1的10引脚连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端连接光耦PC1的A引脚；光耦PC1的K引脚接地，光耦PC1的C引脚连接电阻R18的一端引脚，电阻R18的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC1的E引脚连接电阻R19并输出惯性信号1，电阻R19的另一端引脚连接芯片地，芯片U1的11引脚、12引脚、13引脚、14引脚悬空，芯片U1的15引脚接地，芯片U1的16引脚连接+3.3V电源；芯片U1作为信号转换芯片，其中1引脚和3引脚连接一个电容的两端，2引脚连接+3.3V电源，4引脚和5引脚连接一个电容的两端，7引脚和8引脚输入六轴惯性传感器的信号，9引脚和10引脚输出转化后的惯性信号，11引脚、12引脚、13引脚、14引脚悬空，15引脚接地，16引脚接+3.3V电源；光耦PC1、PC4起隔离作用，使传感器信号不干扰芯片的电压；四脚接插件J4为六轴惯性传感器接线端子；电容C1、C2、C5、C6滤波电容；电阻R17、R25为限流电阻；电阻R18、R19、R26、R28为分压电阻；

所述温湿度传感器电路包括四脚接插件J1，电阻R3、R20、R21、R24；接插件J1的1引脚连接电源，接插件J1的2引脚连接电阻R3的一端、电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接光耦PC2的A引脚；光耦PC2的K引脚接地，光耦PC2的C引脚连接电阻R21的一端引脚，电阻R21的另一端引脚连接+3.3V芯片电源，光耦PC2的E引脚连接电阻R24并输出温湿度信号，电阻R24的另一端引脚连接芯片地，电阻R3的另一端引脚连接电源，接插件J1的4引脚接地；光耦PC2起隔离作用，使传感器信号不干扰芯片的电压；四脚接插件J1为温湿度传感器接线端子；电阻R20为限流电阻；电阻R3、R21、R24为分压电阻；

所述的电源电路包括AMS1117芯片U3，7805芯片U4，两脚接插件J7、J9，电阻R7、R9，电容C11、C14、C17、C18，极性电容C10、C12，LED灯LED1、LED3；AMS1117芯片U3的1引脚接地，2引脚连接+3.3V电源，3引脚连接+5V电源，4引脚悬空；7805芯片U4的1引脚连接+12V电源，2引脚接地，3引脚连接+5V电源；接插件J7的一个引脚连接+12V电源，另一个引脚接地；接插件J9的一个引脚连接+3.3V芯片电源，另一个引脚接芯片地；LED灯LED1的正极连接电阻R7一端引脚使之相互串联，串联后电阻R7的另一端引脚连接+3.3V电源，LED灯LED1的负极接地；LED灯LED3的正极连接电阻R9一端引脚使之相互串联，串联后电阻R9的另一端引脚连接+5V电源，LED灯LED3的负极接地；电容C11一端引脚连接+5V电源，另一端引脚接地；极性电容C10的正极连接+5V电源，负极接地；电容C14一端引脚连接+3.3V电源，另一端引脚接地；极性电容C12正极连接+3.3V电源，负极接地；电容C17一端引脚连接+12V电源，另一端引脚接地；电容C18一端引脚连接+5V电源，另一端引脚接地；AMS1117芯片U3作为产生+3.3V电源的电压转换芯片，其中3引脚接收输入的+5V电源，2引脚输出+3.3V电源，1引脚接地，4引脚悬空；7805芯片U4用于产生+5V参考电压，其中1引脚接收输入的+12V电源，2引脚接地，3引脚输出+5V电源；两脚接插件J7用于连接外接电源的正极与负极，从而提供电压源；两脚接插件J9用于连接外接电源的正极与负极，从而提供芯片电压源；电阻R7、R9为限流电阻；电容C11、C14、C17、C18为滤波电容；极性电容C10、C12为滤波电容；

所述的蓝牙传输模块包括芯片U8，型号为HC-05，电阻R48、R49、R50、R51、R52、R53，二极管D3、D4，LED4；U8的1引脚接二极管D3的负极，D3正极接到电阻R48的一端并用于串口发送数据蓝牙信号1，电阻R48另一端接VCC3.3V；芯片U8的2引脚接到二极管D4的正极和电阻R49的一端，R49另一端接VCC3.3V，二极管D4的负极用于串口接受数据端口蓝牙信号2，1引脚和2引脚用来接受芯片发出来的数据，然后将数据通过蓝牙传输的方式发送出去；芯片U8的12引脚接3.3V电源，13引脚、21引脚、22引脚接地；芯片U8的31引脚接电阻R53，R53另一端接LED4的正极，LED4负极接地；芯片U8的32引脚接到电阻R52，R52另一端接到用于收发蓝牙信号3，蓝牙信号3用于检测蓝牙芯片是否正常工作，灯亮为工作状态；芯片U8的34引脚与电阻R50、R51的一端连接，R50另一端用于收发接蓝牙信号4，R51另一端接地；蓝牙信号4用于蓝牙控制开关；

所述的电路保护模块包括芯片U7，电阻R44、R45、R46、R47，电容C26、C27，三极管Q1、Q2，二极管D1、D2；芯片U7的1引脚与电阻R44的一端相连，电阻R44的另一端与电容C26相连，电容C26另一端接地，同时电阻R44另一端输出短路信号，短路信号输出到微控芯片DSP28335；芯片U7的2引脚接地；芯片U7的3、4引脚接到电阻R46两端，用于采样R46两端的电压；芯片U7的5引脚接3.3V电源，同时接到电容C27，电容C27另一端接地；电阻R46的一端接负载高电平，另一端接二极管D1的负极，二极管D1正极接三极管Q1的2引脚和D2的负极，Q1的3引脚与D2的正极连接同时接地，Q1的1引脚接到Q2的3引脚，Q3的2引脚接地，Q3的1引脚接到电阻R47的一端，R47另一端接受微控制器发出的电路控制信号用来控制供电的通断；Q1的2引脚接R45的一端，R45的另一端接3.3V电源；

所述的云端存储模块需配置云盒子，选择上传间隔最小为1s，上网模式选择4G，在云盒子中插入电话卡，用4G信号向云端传输数据，这样只要是在有4G信号的地方都可以实现远程监控；选择Modbus协议，数据传输波特率设置为9600；在微控制器DSP28335程序中基于Modbus协议将每个传感器进行地址分配，六轴惯性传感器地址设置为0x50，4个压力传感器地址分别设置为0x51、0x52、0x53、0x54，将温湿度传感器地址设置为0x55，在云盒子中进行对应设置，云盒子中是十进制表示，所以云盒子中地址设置为80、81、82、83、84、85；功能码选择写寄存器03；在DSP28335程序中对传感器信息进行偏移量设置，六轴惯性传感器信息有xyz角度及加速度6个数据，偏移量分别为0x34、0x35、0x36、0x37、0x38、0x39，4个压力传感器有压力数据，偏移量设置为0x40、0x41、0x42、0x43，温湿度传感器有温度和湿度2个数据，偏移量设置为0x44、0x45；若需要本地监控则需要与上位机用网线连接，ip地址设置在同一网段，即最后一段应该不同，选择本地监控即可进行本地监控；若选择云端远距离监控则选择上传至云端，在网页端或者手机app端即可查看传感器数据。

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