智能壓力傳感器無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　引 言

　　隨著無線通信技術(shù)、計算機技術(shù)的高速發(fā)展并應(yīng)用到傳感器技術(shù)中，使壓力傳感器的無線數(shù)據(jù)采集成為可能，其特有的性能比傳統(tǒng)壓力傳感器更具優(yōu)勢。它可應(yīng)用于布線和電源供給困難的區(qū)域、人員不能到達的區(qū)域(如高溫、嚴寒、高濕的區(qū)域，受到污染的區(qū)域或環(huán)境被破壞的區(qū)域)和一些臨時場合等，實現(xiàn)了傳感系統(tǒng)的遠程測試，這也是信息時代測試的必然趨勢。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計

　　本文設(shè)計的壓力傳感器無線采集系統(tǒng)由前端傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射部分及末端的數(shù)據(jù)接收部分組成。圖1所示為傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射部分(上)和接收部分(下)的方框圖。

　　傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射部分由壓力傳感器、溫度傳感器、信號處理部分、微處理器(一般是單片機)和無線發(fā)射電路組成。壓力和溫度傳感器獲取周圍環(huán)境的壓力、溫度值。信號處理部分包括前項通道、程控放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，其功能是在程序控制下對傳感器模擬信號提取放大，并進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器負責控制系統(tǒng)各部分器件的工作并對數(shù)字信號進行處理。無線發(fā)射電路在微處理器的控制下，由編碼器將采集到的信息數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的編碼和處理，并用發(fā)射模塊發(fā)射出去。

　　數(shù)據(jù)接收部分由無線接收電路、微處理器和顯示部分組成，在微處理器控制下接收無線電傳來的數(shù)據(jù)。當一組格式數(shù)據(jù)接收完畢后，由接收電路里的解碼器對格式數(shù)據(jù)進行解碼，獲取環(huán)境當前的壓力信息，然后將壓力信息顯示在LED接收面板上。

　　2 硬件實現(xiàn)

　　2.1 傳感器

　　傳感器采用的是帶有感溫二極管的硅壓阻壓力傳感器，被封裝在專門制作的金屬外殼中，通過多芯電纜與外圍電路連接。壓阻傳感器的4個電阻組成橋路，用1 mA恒流源激勵。感溫二極管用來檢測環(huán)境溫度，以供給單片機部分溫度參數(shù)。

　　2.2 程控放大器

　　程控放大器由模擬開關(guān)、輸入放大器及接口電路組成。其作用是在程序控制下，分時選通壓力信號與溫度信號送入放大器輸入端，與此同時還可以同步選擇出此二路信號相應(yīng)的增益，經(jīng)放大器放大后分別輸出A/D轉(zhuǎn)換器所要求的壓力、溫度電壓信號，以便進行A/D轉(zhuǎn)換。

　　我們選用的CD4052為雙四通道模擬開關(guān)，用以選擇壓力、溫度信號。放大器AD623是一個集成單電源儀表放大器，它能在單電源(3～12 V)下提供滿電源幅度輸出。

　　2.3 A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135

　　ICL7135是高精度四位半CMOS雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，具有如下特點：(1)轉(zhuǎn)換速度為3～10次/s，分辨率相當于14位二進制數(shù)，轉(zhuǎn)換誤差為