壓力變送器信號調(diào)理模塊及通信模塊設計
信號調(diào)理模塊的功能主要是將壓力變送器的傳感器輸出的微弱信號進行放大，以滿足輸出需要的范圍。本設計中采用AD公司生產(chǎn)的儀表放大器AD620。這是一款低功耗、高精度的儀表放大器，僅需要一個外部電阻就可設置增益，增益范圍為1～10 000，且具有低失調(diào)電壓(zui大5O V)和低失調(diào)漂移(zui大0．6~V／~C)等特性。如圖2所示，尺 。為增益調(diào)節(jié)電阻，用OP07構(gòu)成一個電壓跟隨器來調(diào)節(jié)AD620的零點” 。
壓力變送器通信模塊設計
利用無線通信模塊ZigBee來實現(xiàn)GSM，CDMA，3G，WiFi多種通信網(wǎng)絡的連接，利用GPS模塊實現(xiàn)與衛(wèi)星的連接。在各網(wǎng)絡下，通過ZigBee來實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)的自主組網(wǎng)。將測量數(shù)據(jù)實時的傳送到中心服務器。
系統(tǒng)軟件部分主要是微處理器內(nèi)部非線性補償計算、通信數(shù)據(jù)控制和液晶顯示的程序設計 ，此外，信息融合的算法和非線性補償過程中涉及矩陣運算，需要建立矩陣運算函數(shù)庫。
． 1 微處理器程序設計
微處理器的程序設計根據(jù)壓力變送器低功耗工作的不同狀態(tài)分為：睡眠模式、停機模式和待機模式。進入程序入口。系統(tǒng)默認為工作模式，定時采集壓力和溫度信息，通過zui小二乘法補償后，輸出數(shù)字信號。在不采集數(shù)據(jù)的情況下，系統(tǒng)自動進人睡眠模式，該模式下系統(tǒng)將關(guān)閉CPU和相關(guān)的時鐘信號，保持低功耗狀態(tài)，直到收到采樣命令時再重新進入工作模式，從而達到減低功耗的目的。并且在此壓力變送器的軟件設計中還設計了系統(tǒng)自我診斷，在系統(tǒng)設備的實效、維護、測量超范圍和功能模塊工作情況4個方面進行檢測診斷，從而使用戶更加方便、安全有效地對壓力變送器進行監(jiān)控 。
為了簡化壓力變送器的傳感器生產(chǎn)工藝，在不降低重復性和滯后這兩項指標的前提下，通過線性修正提高非線性誤差指標 。在這里采用分段zuidx-乘法進行數(shù)據(jù)擬合，即在壓力變送器的傳感器標定時，盡可能多的進行多點標定，建立一個每一載荷值對應一個數(shù)據(jù)采集值(A／D轉(zhuǎn)換值)的圖表。這樣就可將壓力變送器的傳感器的應變曲線用多段折線段來擬合。這時，壓力變送器的傳感器的非線性誤差就由原來的滿量程誤差(壓力變送器的傳感器零點和滿程點之間的連線與壓力變送器的傳感器實際輸出曲線之間的zui大偏差)變小為每一個折線段與壓力變送器的傳感器實際輸出曲線之間的偏差的zui大值。通過這種方法，在不降低重復性和滯后這2項指標的前提下，明顯的可以改善和提高壓力變送器的傳感器的非線性誤差指標。同時通過查表法，在不知道載荷值的情況下，可以快速的由數(shù)據(jù)采集值(A／D轉(zhuǎn)換值)檢索到真實的載荷值 。
當系統(tǒng)從海底打撈回收之后，不需要拆卸系統(tǒng)，只需要用一根網(wǎng)線連接嵌人式系統(tǒng)與上位機(如PC機)，嵌入式系統(tǒng)就會自動連接上位機并且根據(jù)上位機的命令操作，將存儲在SD卡上的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線上傳到上位機。
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