CN201514472U - 基于ATmega128双总线磁阻传感器 - Google Patents

基于ATmega128双总线磁阻传感器 Download PDF

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耿金碧
徐继文
刘景浩
张乐贡
葛培
王德建
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Abstract

一种基于ATmega128双总线磁阻传感器，解决原有磁导航技术埋线对地面的要求高，成本很高，上位机的负担较重，并且上位机网络的范围相对较小，数据的传输速率低的问题。它包括磁场信息采集模块、CAN总线通讯模块、工业以太网通讯模块、ATmega128型MCU，磁场信息采集模块包括有一用于提高灵敏度的置位复位电流带电路。所述磁场信息采集模块电路连接ATmega128型MCU的模数转换管脚CAN总线通讯模块与ATmega128型MCU连接，用于通过CAN总线与其他磁阻传感器的ATmega128型MCU通讯；工业以太网通讯模块与ATmega128型MCU连接，用于ATmega128型MCU综合信息后与上位机PLC之间数据传输。

Description

基于ATmega128双总线磁阻传感器
技术领域
本实用新型涉及磁导航技术领域，具体是一种基于ATmega128双总线磁阻传感器。
背景技术
长期以来，磁导航是AGV车辆技术最成熟及最常用的一种导航方式，而地下埋设电缆线的方式，路径很难改变，而且埋线对地面的要求高，引导困难，需铺设大量的电缆，成本很高。采用普通线路进行各子系统之间的信息交互时上位机的负担较重，并且上位机网络的范围相对较小，数据的传输速率低。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于ATmega128双总线磁阻传感器，它方便了轨迹的铺设，提高了子系统的交互性，降低了上位机的负担，扩大了上位机网络的范围，提高了数据的传输速率，降低成本。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于ATmega128双总线磁阻传感器，包括磁场信息采集模块、CAN总线通讯模块、工业以太网通讯模块、ATmega128型MCU；所述磁场信息采集模块电路连接ATmega128型MCU的模数转换管脚；CAN总线通讯模块与ATmega128型MCU连接，用于通过CAN总线与其他磁阻传感器的ATmega128型MCU通讯；工业以太网通讯模块与ATmega128型MCU连接，用于ATmega128型MCU综合信息后与上位机PLC之间数据传输。
所述磁场信息采集模块包括置位复位电流带电路、磁轨变量感应电路、放大滤波电路、信号增强电路；所述磁轨变量感应电路由单轴磁传感器和双轴磁传感器组成，其中各轴均采用惠斯顿桥式电路配置组成；所述双轴磁传感器的2和4号针脚、12和5号针脚、单轴磁传感器的8和1号针脚均分别连接一放大滤波电路中的运算放大器的同向输入端和反向输入端；差分输出电压经放大滤波电路处理后，最后分别通过一信号增强电路再送给ATmega128型MCU。所述信号增强电路由一高输入阻抗，低输出阻抗的电压跟随器构成。
所述置位复位电流带电路用于提高单轴和双轴磁传感器的信号灵敏度，由一四端光电耦合装置、一非门反相器、一S/R电路串联而成；所述S/R电路中IRF7105芯片的5、6、7、8号管脚连接在一起，从该结点串联一电容后接入磁阻传感器双轴部分，再从该结点串联另一电容后接入磁阻传感器单轴部分。
所述ATmega128型MCU上还设有JTAG接口，方便磁阻传感器适应不同的功能。
本实用新型的有益效果是：它通过磁条导航的方式降低了成本，方便了轨迹的铺设；用CAN总线的方式实现磁导航系统中各磁阻传感器的通信，提高了各磁阻传感器的交互性，降低了上位机的负担；用工业以太网实现与上位机的通信，扩大了上位机网络的范围，提高了数据的传输速率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型实施例的结构框图，
图2为本实用新型实施例中磁场信息采集模块的电路结构图。
具体实施方式
如图1所示，该基于ATmega128双总线磁阻传感器，包括磁场信息采集模块、CAN总线通讯模块、工业以太网通讯模块、ATmega128型MCU。所述磁场信息采集模块电路连接ATmega128型MCU的模数转换管脚；CAN总线通讯模块与ATmega128型MCU连接，用于通过CAN总线与其他磁阻传感器的ATmega128型MCU进行信息共享；工业以太网通讯模块与ATmega128型MCU连接，用于ATmega128型MCU综合信息后与上位机PLC之间数据传输。
如图2所示，磁场信息采集模块包括磁轨变量感应电路、放大滤波电路、信号增强电路。所述磁轨变量感应电路由HMC1021型单轴磁传感器和HMC1022型双轴磁传感器组成，其中各轴均采用惠斯顿桥式电路配置组成。单轴(HMC1021Z)和双轴(HMC1022)磁传感器，这类磁阻传感器按4元件惠斯顿电桥配置它将磁场转换成差分输出电压，经精密放大器AMP04放大滤波后，送给ATmega128型MCU进行模数转换处理。所述HMC1022型双轴磁传感器的2和4号针脚、12和5号针脚、HMC1021型单轴磁传感器的8和1号针脚均分别连接一放大滤波电路中AMP04FS型运算放大器的同向输入端和反向输入端；差分输出电压经放大滤波电路处理后，最后分别通过一用于增强信号的LM324AD型运算放大器再送给ATmega128型MCU。
所述置位复位电流带电路用于增强单轴磁传感器和双轴磁传感器的信号灵敏度，由一四端光电耦合装置、一非门反相器、一S/R电路串联而成。所述S/R电路中IRF7105芯片的5、6、7、8号管脚连接在一起，从该结点串联一电容后接入磁阻传感器双轴部分，再从该结点串联另一电容后接入磁阻传感器单轴部分。
磁轨变量感应电路感应磁轨变化，在置位复位电流带电路增强灵敏度的辅助作用下将磁通量变化转变为电信号，然后通过放大滤波电路稳定并放大所获电信号，然后传送入ATmega 128型MCU。
ATmega128型MCU采用CAN总线实现各磁阻传感器之间的通信；通过扩展CAN独立控制器和CAN报文收发器实现CAN总线的硬件设计。用CAN总线的方式实现子系统的通信，提高了子系统的交互性，降低了上位机的负担。
ATmega128型MCU采用工业以太网实现与上位机的通信；扩展LANguage91C111实现工业以太网的接口，采用工业以太网总线方式，进行数字通信，各磁阻传感器信息以数字量传输给上位机的PLC增强抗干扰能力，扩大上位机网络的范围，提高数据的传输速率。
所述ATmega128型MCU上还设有JTAG接口，方便磁阻传感器适应不同的功能。

Claims (4)

1.基于ATmega128双总线磁阻传感器，其特征是：包括磁场信息采集模块、CAN总线通讯模块、工业以太网通讯模块、ATmega128型MCU；所述磁场信息采集模块电路连接ATmega128型MCU的模数转换管脚；CAN总线通讯模块与ATmega128型MCU连接，用于通过CAN总线与其他磁阻传感器的ATmega128型MCU通讯；工业以太网通讯模块与ATmega128型MCU连接，用于ATmega128型MCU综合信息后与上位机PLC之间数据传输。
2.根据权利要求1所述的基于ATmega128双总线磁阻传感器，其特征是：所述磁场信息采集模块包括置位复位电流带电路、磁轨变量感应电路、放大滤波电路、信号增强电路；所述磁轨变量感应电路由单轴磁传感器和双轴磁传感器组成，其中各轴均采用惠斯顿桥式电路配置组成；所述双轴磁传感器的2和4号针脚、12和5号针脚、单轴磁传感器的8和1号针脚均分别连接一放大滤波电路中运算放大器的同向输入端和反向输入端；差分输出电压经放大滤波电路处理后，最后分别通过一信号增强电路再传输给ATmega128型MCU；所述信号增强电路由一高输入阻抗，低输出阻抗的电压跟随器构成。
3.根据权利要求2所述的基于ATmega128双总线磁阻传感器，其特征是：所述置位复位电流带电路由一四端光电耦合装置、一非门反相器、一S/R电路串联而成；所述S/R电路中IRF7105芯片的5、6、7、8号管脚连接在一起，从该结点串联一电容后接入磁阻传感器双轴部分，再从该结点串联另一电容后接入磁阻传感器单轴部分。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于ATmega128双总线磁阻传感器，其特征是：所述ATmega128型MCU上还设有JTAG接口。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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