基於mems加速度計的傾角測量儀的製作方法
2023-06-13 01:38:26 4
專利名稱：基於mems加速度計的傾角測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及監測裝置，尤其涉及一種基於MEMS加速度計的傾角測量儀。
背景技術：
隨著MEMS技術的發展，慣性傳感器件在過去的幾年中成為最成功，應用最廣泛的微機電系統器件之一，而微加速度計就是慣性傳感器件的傑出代表。基於MEMS加速度計的傾角傳感器已用於各種測量角度的應用中。在建築，橋梁建設等行業裡，傾角的測量是必備的一個環節；無人機上安裝了大量的傾角傳感器，用於實時檢測監測飛機的飛行姿態；大壩檢測、地質設備傾斜監測；在重型工業機械裡，工程機械設備調平。目前，中國專利201010175336.3號提出了一種可攜式的數位化高精度傾角測量儀及測量方法，用重力加速度傳感器測量靈敏軸方向的加速度分量，間接反應傾角的大小，測量結果由專門的高精度A/D轉換晶片進行轉換，測量結果由控制器進行濾波處理，並用數碼管進行顯示。但由於A/D轉換晶片、數碼管顯示增加了系統的功耗。同時為考慮溫度補償因素，精度不高。同時，不適應特殊檢測要求，如大壩檢測、地質設備傾斜監測，需要在降低功耗，而且遠程提出報警。
發明內容針對以上不足，本實用新型提供一種可遠程報警的基於MEMS加速度計的傾角測量儀。為達到上 述目的，本實用新型採用的技術方案為:一種基於MEMS加速度計的傾角測量儀，其特徵在於，包括CPU模塊以及與所述CPU模塊連接的加速度傳感器模塊、GSM模塊、設置模塊、顯示模塊、電源開關模塊；所述加速度傳感器模塊用於檢測加速度信息並傳遞給所述CPU模塊；所述CPU模塊定時控制電源開關模塊為GSM供電並控制GSM模塊向外部發送所述加速度信息；所述設置模塊用於設置所述CPU模塊工作模式，所述顯示模塊用於顯示所述工作模式和所述加速度 目息。本實用新型的第一優選方案為，所述加速度傳感器模塊為ANALOG的ADXL362。本實用新型的第二優選方案為，所述CPU模塊包括FRESCALE的MC9S08微控制器。本實用新型的第三優選方案為，所述顯示模塊採用長沙太陽人公司段式液晶模塊的 SMS0801。本實用新型的第四優選方案為，所述GSM模塊包括德國SIEMENS公司雙頻900/1800MHZ 的 TC35i。本實用新型的第五優選方案為，所述電源開關模塊包括ANALOG的ADP195。本實用新型的技術優勢在於:可通過新一代的數位化加速度計傳感器，省去了 A/D，通過IXD顯示，降低了功耗。同時通過閾值可調的靜止休眠/運動喚醒模式，喚醒無線(PU模塊，遠程通知檢測中心，降低了功耗，電池長時間供電成為可能。提高野外作業的方便性、移動性和實用性。本裝置通過3軸MEMS加速度計壓力傳感器，同時通過閾值可調的靜止休眠/運動喚醒模式，喚醒無線CPU模塊，遠程通知檢測中心，降低了功耗，電池長時間供電成為可能，適合於遠程監測。本裝置通過3軸MEMS加速度計傳感器、一個內置微功耗溫度傳感器，可實現溫度的在補償。提高了測量的精度。結構簡單，易於實施，易於維護
圖1為本實施例基於MEMS加速度計的傾角測量儀結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做出詳細說明。參考圖1，一種基於MEMS加速度計的傾角測量儀，包括CPU模塊以及與所述CPU模塊連接的加速度傳感器模塊、GSM模塊、設置模塊、顯示模塊、電源開關模塊；加速度傳感器模塊用於檢測加速度信息並傳遞給所述CPU模塊；CPU模塊定時控制電源開關模塊為GSM供電並控制GSM模塊向外部發送加速度信息；設置模塊用於設置CPU模塊工作模式，顯示模塊用於顯示工作模式和加速度信息。加速度傳感器模塊為ANALOG的ADXL362，ADXL362是一款超低功耗、3軸MEMS加速度計，輸出數據速率為IOOHz時功耗低於2 μ A，在運動觸發喚醒模式下功耗為270ηΑ。ADXL362提供12位輸出 解析度；一個內置微功耗溫度傳感器，可實現溫度的在補償。測量範圍為±2g、±4g及±8g，±2g範圍內的解析度為lmg/LSB。CPU模塊包括FRESCALE的MC9S08微控制器，集成了 512KRAM、日曆時鐘和8位微控制器。顯示模塊選擇長沙太陽人公司段式液晶模塊的SMS0801 (LCM)，3伏工作電流30uA。GSM模塊選擇德國SIEMENS公司雙頻900/1800MHZ的TC35i。電源開關模塊選擇ANALOG 的 ADP195。在本實施例中，CPU模塊分為兩種模式，有用戶自由調節:模式一:報警模式。通過設置模塊的按鍵設置加速度傳感器模塊ADXL362喚醒的閾值；CPU模塊進入低功耗掉電模式，電源開關模塊斷開，GSM模塊斷電不工作。當超過加速度傳感器模塊測量的閾值超過，喚醒CPU，CPU接收加速度傳感器模塊的X軸、Y軸和Z軸方向上重力加速度的分量值和溫度值，計算出三個方向的傾角，並顯示；CPU讀出系統時鐘日曆，並顯示；CPU控制電源開關模塊閉合，GSM模塊上電初始化，並發送三個方向的傾角量和當前時鐘日曆。模式二:定時模式。通過設置模塊的按鍵設置為定時模式，定時時間和發送時間。CPU模塊進入定時喚醒模式，定時時間到，CPU接收加速度傳感器模塊的X、Y、Z加速度值和溫度值，計算出三個方向的傾角，並顯示；寫入CPU片內數據存儲器，進入定時喚醒模式；如果發送時間到，CPU模塊喚醒，打開GSM模塊，發送遷移周期內傾角值。發送完後，關閉GSM模塊電源。CPU模塊進入定時喚醒模式。本發明的保護範圍不限於實施例所表述的範圍，所有基於本發明思想的改變，皆屬於本發明的保護範圍內。 ·
權利要求1.一種基於MEMS加速度計的傾角測量儀，其特徵在於，包括CPU模塊以及與所述CPU模塊連接的加速度傳感器模塊、GSM模塊、設置模塊、顯示模塊、電源開關模塊； 所述加速度傳感器模塊用於檢測加速度信息並傳遞給所述CPU模塊；所述CPU模塊定時控制電源開關模塊為GSM模塊供電並控制GSM模塊向外部發送所述加速度信息；所述設置模塊用於設置所述CPU模塊工作模式，所述顯示模塊用於顯示所述工作模式和所述加速度 目息。
2.根據權利要求1所述基於MEMS加速度計的傾角測量儀，其特徵在於:所述加速度傳感器模塊為ANALOG的ADXL362。
3.根據權利要求1所述基於MEMS加速度計的傾角測量儀，其特徵在於:所述CPU模塊包括FRESCALE的MC9S08微控制器。
4.根據權利要求1所述基於MEMS加速度計的傾角測量儀，其特徵在於:所述顯示模塊採用長沙太陽人公司段式液晶模塊的SMS0801。
5.根據權利要求1所述基於MEMS加速度計的傾角測量儀，其特徵在於:所述GSM模塊包括德國SIEMENS公司雙頻900/1800MHZ的TC35i。
6.根據權利要求1所述基於MEMS加速度計的傾角測量儀，其特徵在於:所述電源開關模塊包括ANALOG的AD P195。
專利摘要本實用新型涉及一種基於MEMS加速度計的傾角測量儀，包括CPU模塊以及與所述CPU模塊連接的加速度傳感器模塊、GSM模塊、設置模塊、顯示模塊、電源開關模塊；加速度傳感器模塊用於檢測加速度信息並傳遞給所述CPU模塊；CPU模塊定時控制電源開關模塊為GSM供電並控制GSM模塊向外部發送加速度信息；設置模塊用於設置CPU模塊工作模式，顯示模塊用於顯示工作模式和加速度信息。本裝置通過3軸MEMS加速度計傳感器、一個內置微功耗溫度傳感器，可實現溫度的在補償。提高了測量的精度。結構簡單，易於實施，易於維護。
文檔編號G01C9/00GK203132540SQ20132013109
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者王冠凌, 周二林, 徐頂, 顧梅, 宋凱, 程傳節 申請人:安徽工程大學