CN203132540U - 基于mems加速度计的倾角测量仪 - Google Patents

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王冠凌
周二林
徐顶
顾梅
宋凯
程传节
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Abstract

本实用新型涉及一种基于MEMS加速度计的倾角测量仪，包括CPU模块以及与所述CPU模块连接的加速度传感器模块、GSM模块、设置模块、显示模块、电源开关模块；加速度传感器模块用于检测加速度信息并传递给所述CPU模块；CPU模块定时控制电源开关模块为GSM供电并控制GSM模块向外部发送加速度信息；设置模块用于设置CPU模块工作模式，显示模块用于显示工作模式和加速度信息。本装置通过3轴MEMS加速度计传感器、一个内置微功耗温度传感器，可实现温度的在补偿。提高了测量的精度。结构简单，易于实施，易于维护。

Description

基于MEMS加速度计的倾角测量仪
技术领域
本实用新型涉及监测装置，尤其涉及一种基于MEMS加速度计的倾角测量仪。
背景技术
随着MEMS技术的发展，惯性传感器件在过去的几年中成为最成功，应用最广泛的微机电系统器件之一，而微加速度计就是惯性传感器件的杰出代表。
基于MEMS加速度计的倾角传感器已用于各种测量角度的应用中。在建筑，桥梁建设等行业里，倾角的测量是必备的一个环节；无人机上安装了大量的倾角传感器，用于实时检测监测飞机的飞行姿态；大坝检测、地质设备倾斜监测；在重型工业机械里，工程机械设备调平。
目前，中国专利201010175336.3号提出了一种便携式的数字化高精度倾角测量仪及测量方法，用重力加速度传感器测量灵敏轴方向的加速度分量，间接反应倾角的大小，测量结果由专门的高精度A/D转换芯片进行转换，测量结果由控制器进行滤波处理，并用数码管进行显示。但由于A/D转换芯片、数码管显示增加了系统的功耗。同时为考虑温度补偿因素，精度不高。同时，不适应特殊检测要求，如大坝检测、地质设备倾斜监测，需要在降低功耗，而且远程提出报警。
发明内容
针对以上不足，本实用新型提供一种可远程报警的基于MEMS加速度计的倾角测量仪。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于MEMS加速度计的倾角测量仪，其特征在于，包括CPU模块以及与所述CPU模块连接的加速度传感器模块、GSM模块、设置模块、显示模块、电源开关模块；
所述加速度传感器模块用于检测加速度信息并传递给所述CPU模块；所述CPU模块定时控制电源开关模块为GSM供电并控制GSM模块向外部发送所述加速度信息；所述设置模块用于设置所述CPU模块工作模式，所述显示模块用于显示所述工作模式和所述加速度信息。
本实用新型的第一优选方案为，所述加速度传感器模块为ANALOG的ADXL362。
本实用新型的第二优选方案为，所述CPU模块包括FRESCALE的MC9S08微控制器。
本实用新型的第三优选方案为，所述显示模块采用长沙太阳人公司段式液晶模块的SMS0801。
本实用新型的第四优选方案为，所述GSM模块包括德国SIEMENS公司双频900/1800MHZ的TC35i。
本实用新型的第五优选方案为，所述电源开关模块包括ANALOG的ADP195。
本实用新型的技术优势在于：可通过新一代的数字化加速度计传感器，省去了A/D，通过LCD显示，降低了功耗。同时通过阈值可调的静止休眠/运动唤醒模式，唤醒无线CPU模块，远程通知检测中心，降低了功耗，电池长时间供电成为可能。提高野外作业的方便性、移动性和实用性。
本装置通过3轴MEMS加速度计压力传感器，同时通过阈值可调的静止休眠/运动唤醒模式，唤醒无线CPU模块，远程通知检测中心，降低了功耗，电池长时间供电成为可能，适合于远程监测。
本装置通过3轴MEMS加速度计传感器、一个内置微功耗温度传感器，可实现温度的在补偿。提高了测量的精度。结构简单，易于实施，易于维护
附图说明
图1为本实施例基于MEMS加速度计的倾角测量仪结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做出详细说明。
参考图1，一种基于MEMS加速度计的倾角测量仪，包括CPU模块以及与所述CPU模块连接的加速度传感器模块、GSM模块、设置模块、显示模块、电源开关模块；加速度传感器模块用于检测加速度信息并传递给所述CPU模块；CPU模块定时控制电源开关模块为GSM供电并控制GSM模块向外部发送加速度信息；设置模块用于设置CPU模块工作模式，显示模块用于显示工作模式和加速度信息。
加速度传感器模块为ANALOG的ADXL362，ADXL362是一款超低功耗、3轴MEMS加速度计，输出数据速率为100Hz时功耗低于2μA，在运动触发唤醒模式下功耗为270nA。ADXL362提供12位输出分辨率；一个内置微功耗温度传感器，可实现温度的在补偿。测量范围为±2g、±4g及±8g，±2g范围内的分辨率为1mg/LSB。
CPU模块包括FRESCALE的MC9S08微控制器，集成了512KRAM、日历时钟和8位微控制器。
显示模块选择长沙太阳人公司段式液晶模块的SMS0801(LCM)，3伏工作电流30uA。
GSM模块选择德国SIEMENS公司双频900/1800MHZ的TC35i。电源开关模块选择ANALOG的ADP195。
在本实施例中，CPU模块分为两种模式，有用户自由调节：
模式一：报警模式。
通过设置模块的按键设置加速度传感器模块ADXL362唤醒的阈值；CPU模块进入低功耗掉电模式，电源开关模块断开，GSM模块断电不工作。当超过加速度传感器模块测量的阈值超过，唤醒CPU，CPU接收加速度传感器模块的X轴、Y轴和Z轴方向上重力加速度的分量值和温度值，计算出三个方向的倾角，并显示；CPU读出系统时钟日历，并显示；CPU控制电源开关模块闭合，GSM模块上电初始化，并发送三个方向的倾角量和当前时钟日历。
模式二：定时模式。
通过设置模块的按键设置为定时模式，定时时间和发送时间。CPU模块进入定时唤醒模式，定时时间到，CPU接收加速度传感器模块的X、Y、Z加速度值和温度值，计算出三个方向的倾角，并显示；写入CPU片内数据存储器，进入定时唤醒模式；如果发送时间到，CPU模块唤醒，打开GSM模块，发送迁移周期内倾角值。发送完后，关闭GSM模块电源。CPU模块进入定时唤醒模式。
本发明的保护范围不限于实施例所表述的范围，所有基于本发明思想的改变，皆属于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于MEMS加速度计的倾角测量仪，其特征在于，包括CPU模块以及与所述CPU模块连接的加速度传感器模块、GSM模块、设置模块、显示模块、电源开关模块； 
所述加速度传感器模块用于检测加速度信息并传递给所述CPU模块；所述CPU模块定时控制电源开关模块为GSM模块供电并控制GSM模块向外部发送所述加速度信息；所述设置模块用于设置所述CPU模块工作模式，所述显示模块用于显示所述工作模式和所述加速度信息。 
2.根据权利要求1所述基于MEMS加速度计的倾角测量仪，其特征在于：所述加速度传感器模块为ANALOG的ADXL362。 
3.根据权利要求1所述基于MEMS加速度计的倾角测量仪，其特征在于：所述CPU模块包括FRESCALE的MC9S08微控制器。 
4.根据权利要求1所述基于MEMS加速度计的倾角测量仪，其特征在于：所述显示模块采用长沙太阳人公司段式液晶模块的SMS0801。 
5.根据权利要求1所述基于MEMS加速度计的倾角测量仪，其特征在于：所述GSM模块包括德国SIEMENS公司双频900/1800MHZ的TC35i。 
6.根据权利要求1所述基于MEMS加速度计的倾角测量仪，其特征在于：所述电源开关模块包括ANALOG的ADP195。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104165620A (zh) * 2014-07-25 2014-11-26 北京科技大学 一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器
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