[发明专利]无线压力传感器及压力数据采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线压力传感器及压力数据采集方法。

背景技术

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技术领域内的广泛应用，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。

发明内容

本发明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。

本发明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（Digital Signal Processing，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）。

本发明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。

本发明的积极进步效果在于：本发明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为本发明一实施例的无线压力传感器的结构框图。

图2为本发明一实施例的压力数据采集方法的流程图。