Z ig Bee模块的运动数据采集与传输设计

2011-05-27 08:51:17来源: 互联网
    ADI公司的ADIS16355提供完全的三轴惯性检测(角度运动与线性运动)。内核采用iMEMS传感器技术,内置嵌入式处理器用于传感器校准与调谐;采用SPI接口,方便连接与编程;具有±10 g测试范围,环境温度在-40~+85℃;具有可编程的功率控制能力和可编程的滤波器设计;超小型模块尺寸,应用非常广泛。利用ARM7微处理器LPC2148对其进行数据的采集并存储在SD卡中,以便后续数据传输。该套系统应用非常广,可以作为医疗方面病人康复的数据采集分析系统,也可以作为运动器材的数据采集分析控制系统。


1 系统整体设计
1.1 系统架构

    整个数据采集传输系统结构如图1所示。利用LPC2148对ADIS16355进行控制并负责把采集的数据送往SD卡,数据在存储的同时可以利用ZigBee模块进行无线的发送,送往客户端接收处理。在接收端,可以利用客户端平台进行观测处理采集的数据;也可以通过把SD卡取下来放PC机上进行分析。

1.2 电路设计
    整个设计分为3部分:ADIS16355数据采集、ZigBee数据发送、SD卡数据存储。
    (1)数据采集与发送电路
    电路连接如图2所示。ADIS16355提供了SPI接口,主要由4个引脚构成:SCLK0、MOSI0、MISO0及SSEL0。其中SCLK0是整个SPI总线的公用时钟引脚,MOSI0、MIS0为主机、从机的输入输出引脚。SSEL0是从机的标志引脚,对于相互通信的两个SPI总线的器件,SSEL0引脚电平低的是从机,电平高的是主机。
    发送模块采用ZigBee模块。在数据传输接口电路方面提供了通用异步收发模式(UART),主要有RXD1、TXD1、DTR1。RXD1为数据的发送,TXD1为数据的接收;DTR1作为ZigBee模块的控制,可以通过主控芯片LPC2148控制该引脚来对ZigBee模块的功率进行控制,在数据不向外发送时,使该模块工作在睡眠模式。
    (2)存储电路
    考虑到系统携带的方便性以及对于数据存储量大和低功耗的需求,选择了SD卡。SD卡有两种接口协议模式,分别为SD模式与SPI模式,不同的模式下各个引脚的定义不同。在具体的通信中,主机LPC2148只能选择一种通信模式,卡会自动检测复位命令的模式,而且在以后的通信中都会按照该种通信模式进行通信。
    LPC2148自带了硬件接口SPI,所以使用SPI接口访问卡是很方便的。在图3的电路设计中给出了4条线,SSEL1是主机LPC2148向卡发送的片选信号、MOS11是主机向卡发送的单向数据信号、SCLK1是主机向卡发送的时钟信号、MISO1是卡向主机发送的单向数据信号。
1.3 系统设计中功耗的考虑

    在数据采集传输方面,要求使用方便且工作时间长,所以在供电方面采用了可充电电池,这就对系统的功耗提出了一个要求,即必须是低功耗的,使系统能长达数月连续工作。LPC2148采用了精简指令的32位高速处理器,供电电压为3.3 V,内核电压2.5 V,芯片功耗是比较低的。
    传感器模块ADIS16355与ZigBee传输模块都具有可编程的功耗控制,通过设置寄存器数据可以使其在待机模式下进入睡眠模式,充分满足系统设计要求。经测试,系统在利用自制的可充电7 V电池,容量为1 300 mAh的供电条件下,可以连续工作4~5个月。

2 软件设计
    系统软件设计主要分为3部分:SD卡的读写、传感器数据采集、ZigBee数据收发,程序的流程如图3所示。对于固件的程序开发采用Keil uVision3来完成,然后利用Keil ULINK2仿真器进行下载调试。

    在此给出三轴传感器ADIS16355数据采集的部分实现程序:


3 性能测试
    该套数据采集设备采用了无线的ZigBee传输模块构成自组织网络,实测最大的无障碍通信距离可以达到400 m左右。

关键字:模块  运动  传输  设计

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0527/article_6199.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
模块
运动
传输
设计

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved