无线压力传感器及压力数据采集方法技术

本发明专利技术公开了一种无线压力传感器及压力数据采集方法，该无线压力传感器包括一压力探测器、一校准芯片、一MCU和一无线收发装置，该压力探测器用于检测外力对该无线压力传感器的作用并将产生的压力数据转换为电信号；该校准芯片用于将该电信号转换为数字信号；该无线收发装置用于接收来自一基站的压力数据采集指令以及将该数字信号发送至该基站；该MCU用于解析该压力数据采集指令以启用该压力探测器。本发明专利技术的无线压力传感器相效率高、实时性好、低成本、同时安装方便、可维护性好且易于实现网络化管理。

Wireless pressure sensor and pressure data acquisition method

The invention discloses a wireless pressure sensor and pressure data acquisition method, the wireless pressure sensor includes a pressure detector, a calibration chip, a MCU and a wireless transceiver device, the pressure detector is used to convert pressure data on the wireless pressure sensor detects the effect and will produce into electrical signals; the chip is used for calibration converts the electrical signal into a digital signal; the wireless receiving device for receiving instruction from a base station pressure data acquisition and the digital signal is sent to the base station; the MCU is used to resolve the pressure data acquisition command to enable the pressure detector. The wireless pressure sensor of the invention has the advantages of high phase efficiency, good real-time performance, low cost, convenient installation, good maintainability and easy realization of network management.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线压力传感器及压力数据采集方法。
技术介绍
近年来，随着我国工业、农业和技术科学技术的不断发展尤其是通讯技术，计算机技术和传感器技术的发展，特别是在压力传感器在信息
内的广泛应用，也对压力传感器技术性能和指标提出了更高的要求。从压力传感器和其他测量设备等模拟和数字测量单元中采集到的非电量或者电量信号怎么传送到上位机中进行数据分析和处理成为了一个难题。传统的有线传输方式的优点在于传输的质量比较可靠，实时行好，但是数据采集而架设的有限网络的一次性投资较大，而且遇到一些环境，地形复杂的地方很难架设线路。使有线传输的系统建设难度大，周期长，造价高，运行成本高，易受到破坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中有线传输系统建设难度大、周期长、造价高、运行成本高且易受到破坏的缺陷，提供一种效率高、实时性好、低成本、同时安装方便、可维护性好且易于实现网络化管理的无线压力传感器及压力数据采集方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种无线压力传感器，其特点在于，其包括一压力探测器、一校准芯片、一MCU（微控制单元）和一无线收发装置，其中，该压力探测器用于检测外力对该无线压力传感器的作用并将产生的压力数据转换为电信号；该校准芯片用于将该电信号转换为数字信号；该无线收发装置用于接收来自一基站的压力数据采集指令以及将该数字信号发送至该基站；该MCU用于解析该压力数据采集指令以启用该压力探测器。优选地，该压力探测器包括一扩散硅芯体，该扩散硅芯体包括一外壳、一扩散硅压力敏感芯片、膜片和位于该扩散硅压力敏感芯片与该膜片之间的硅油，该外壳具有一开口，该扩散硅压力敏感芯片封装于该外壳中，该膜片包覆于该扩散硅压力敏感芯片上并且位于该开口处，该扩散硅压力敏感芯片通过该硅油检测到作用于该膜片上的外力。优选地，该校准芯片包括差分放大器、A/D（模拟/数字）转换器、DSP（DigitalSignalProcessing，数字信号处理）、EEPROM（电可擦可编程只读存储器）和模拟电桥开关。优选地，该校准芯片通过I2C总线（由PHILIPS公司开发的两线式串行总线）与该MCU相连，和/或，该无线收发装置通过SPI（串行外设接口）与该MCU相连。优选地，该MCU为msp430芯片（MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器）。优选地，该无线收发装置为nRF905芯片（nRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片）。本专利技术还提供一种压力数据采集方法，其特点在于，其采用如上所述的无线压力传感器实现，该压力数据采集方法包括以下步骤：步骤S1、该基站发送该压力数据采集指令至该无线压力传感器；步骤S2、该MCU解析该压力数据采集指令；步骤S3、该压力探测器检测外力对该无线压力传感器的作用并将该外力产生的压力数据转换为电信号；步骤S4、该校准芯片将该电信号转换为数字信号；步骤S5、该无线收发装置将该数字信号发送至该基站。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术的无线压力传感器相效率高、实时性好、低成本、同时安装方便、可维护性好且易于实现网络化管理。本无线低功耗压力传感器采用低功耗高精度的数据采集校准芯片和高精度扩散硅芯体、低功耗MCU和基站（具有强大处理能力的ARM（ARM是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件）中心处理器），以及成熟稳定的无线传输模块组成，具有精度高，转换速度快，能够对多点压力数据采集和数据传输及易于集中数据管理和分析。同时使用专用芯片，保证了对数据采集的稳定性，高精度及低功耗。这就使得以单片机为核心的数据采集得到了广泛的应用。同时还有维护简单，安装方便，价格便宜等优势。附图说明图1为本专利技术一实施例的无线压力传感器的结构框图。图2为本专利技术一实施例的压力数据采集方法的流程图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。参考图1和图2，本专利技术所述的无线压力传感器1，包括一压力探测器11、一校准芯片12、一MCU13和一无线收发装置14，其中，该压力探测器11用于检测外力对该无线压力传感器的作用并将产生的压力数据转换为电信号；该校准芯片12用于将该电信号转换为数字信号；该无线收发装置14用于接收来自一基站的压力数据采集指令以及将该数字信号发送至该基站；该MCU13用于解析该压力数据采集指令以启用该压力探测器11。具体来说，该压力探测器11包括一扩散硅芯体，该扩散硅芯体包括一外壳、一扩散硅压力敏感芯片、膜片和位于该扩散硅压力敏感芯片与该膜片之间的硅油，该外壳具有一开口，该扩散硅压力敏感芯片封装于该外壳中，该膜片包覆于该扩散硅压力敏感芯片上并且位于该开口处，该扩散硅压力敏感芯片通过该硅油检测到作用于该膜片上的外力。其中，该校准芯片12包括差分放大器、A/D转换器、DSP、EEPROM和模拟电桥开关。并且，该校准芯片12通过I2C总线与该MCU13相连，该无线收发装置14通过SPI与该MCU13相连。较为常用的，该MCU13为msp430芯片。且该无线收发装置14为nRF905芯片。参考图2，本专利技术所述的压力数据采集方法，采用如图1所示的无线压力传感器1实现，该压力数据采集方法包括以下步骤：步骤S1、该基站发送该压力数据采集指令至该无线压力传感器；步骤S2、该MCU解析该压力数据采集指令；步骤S3、该压力探测器检测外力对该无线压力传感器的作用并将该外力产生的压力数据转换为电信号；步骤S4、该校准芯片将该电信号转换为数字信号；步骤S5、该无线收发装置将该数字信号发送至该基站。下面，举一个应用实例，结合安装、使用角度，再次阐述本专利技术的无线压力传感器及压力数据采集方法。本专利技术所述的无线压力传感器包括扩散硅芯体、（扩散硅芯体是由膜片、不锈钢外壳、硅片、引线和硅油构成的）校准芯片、MCU、和无线收发模块（nRF905），在使用中，该压力传感器与一基站（ARM核心的STM32芯片）通信。扩散硅芯体安装在快速专用的快速接头内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线压力传感器，其特征在于，其包括一压力探测器、一校准芯片、一MCU和一无线收发装置，其中，该压力探测器用于检测外力对该无线压力传感器的作用并将产生的压力数据转换为电信号；该校准芯片用于将该电信号转换为数字信号；该无线收发装置用于接收来自一基站的压力数据采集指令以及将该数字信号发送至该基站；该MCU用于解析该压力数据采集指令以启用该压力探测器。

【技术特征摘要】
1.一种无线压力传感器，其特征在于，其包括一压力探测器、一校准
芯片、一MCU和一无线收发装置，其中，
该压力探测器用于检测外力对该无线压力传感器的作用并将产生的压
力数据转换为电信号；
该校准芯片用于将该电信号转换为数字信号；
该无线收发装置用于接收来自一基站的压力数据采集指令以及将该数
字信号发送至该基站；
该MCU用于解析该压力数据采集指令以启用该压力探测器。
2.如权利要求1所述的无线压力传感器，其特征在于，该压力探测器
包括一扩散硅芯体，该扩散硅芯体包括一外壳、一扩散硅压力敏感芯片、膜
片和位于该扩散硅压力敏感芯片与该膜片之间的硅油，该外壳具有一开口，
该扩散硅压力敏感芯片封装于该外壳中，该膜片包覆于该扩散硅压力敏感芯
片上并且位于该开口处，该扩散硅压力敏感芯片通过该硅油检测到作用于该
膜片上的外力。
3.如权利要求1或2所述的无线压力传感器，其特征在于，该校准芯
片包括差分放大器、A/D...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤奎，伍正辉，刘荣彬，陈明，
申请(专利权)人：上海朝辉压力仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31