[发明专利]一种基于三轴加速度传感器的速度测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，涉及一种基于三轴加速度传感器的速度测量系统及方法。

背景技术

在描述物体的运动状态的时候，最好的一种描述方式就是物体的运动速度以及运动方向。传统的传感器都很难直接或间接的测量物体运动的速度，并且测量方式略显复杂，准确率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三轴加速度传感器的速度测量系统及方法，解决目前测量物体速度的测量方式复杂、准确率不高的问题。

本发明所采用的技术方案是包括ADXL335三轴加速度传感器，ADXL335三轴加速度传感器连接cc2430模块，cc2430模块通过无线方式连接无线传感网汇聚节点，无线传感网汇聚节点连接上位PC机。

进一步，将ADXL335三轴加速度传感器的三轴输出分别连接cc2430模块的P0口的vin0，vin1，vin2三个输入端，ADXL335三轴加速度传感器周期性的采集数据；将cc2430模块的三个可编程输入输出端口中的P0口设置为单端ADC(Analog to Digital Converter模数转换器)输入口，并设置连续自动A/D转换工作模式，转换结束后自动中断，并通过cc2430模块内置的DMA(Direct Memory Access直接内存存取)控制器存入cc2430模块内部的存储单元供程序读取；启动cc2430模块的内部定时器Timer，设置中断时间，定义时钟变量，自动增1计时，即中断一次变量值增加1个数值；cc2430模块等待无线传感网汇聚节点的循环访问，将经A/D转换后的三轴加速度数据和该加速度持续的时间发送给无线传感网汇聚节点；由无线传感网汇聚节点将收到的三轴加速度数据值和该加速度持续的时间变量值经USB接口，传给上位PC机；由上位PC机的计算程序，根据收到的三轴加速度数据值和该加速度持续的时间值，按照下式，计算获得此时的瞬时速度值：

V_t＝V_t-1+√{(V_x(t-1)+a_x·△t)²+(V_y(t-1)+a_y·△t)²+(V_z(t-1)+a_z·△t)²)}

式中，a_x＝a_xt-a_x0，a_y＝a_yt-a_y0，a_z＝a_zt-a_z0，a_x0、a_y0、a_z0分别为静止时，加速度传感器三个方向上输出的零点值；a_xt、a_yt、a_zt则为加速度传感器三个方向上输出的当前值，V_t-1、V_x(t-1)、V_y(t-1)、V_z(t-1)分别为上一个加速度数据获取时刻计算的合速度和三个方向上的分速度，√为开根号运算。

本发明的有益效果是通过使用三轴加速度传感器，分别求得三轴方向的速度值，最终合成求得物体的实际速度值，能够快速、准确的对复杂多变的运动进行速度测量。

附图说明

图1是本发明硬件系统结构示意图。

图中，1.ADXL335三轴加速度传感器，2.cc2430模块，3.无线传感网汇聚节点，4.上位PC机。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明系统如图1所示，包括ADXL335三轴加速度传感器1，ADXL335三轴加速度传感器1连接cc2430模块2，cc2430模块2通过无线方式连接无线传感网汇聚节点3，无线传感网汇聚节点3连接上位PC机4。

本发明的具体工作步骤如下：

(1)将ADXL335三轴加速度传感器1的三轴输出分别连接于SoC(System on Chip——片上系统)cc2430模块2的P0口的vin0，vin1，vin2三个输入端；ADXL335三轴加速度传感器1周期性的采集数据；