探讨基于CC1110的无线双轴倾角传感器的技术
来源：UC论文网2015-12-15 22:53
摘要：
摘要：无线双轴倾角传感器是利用MEMS倾角传感器采集信号，并通过无线方式传输测量现场中被测物端面倾斜角度的测量仪器。本文介绍了一种以STC89C52单片机为控制核心，结合ADXL202加速
摘要：无线双轴倾角传感器是利用MEMS倾角传感器采集信号，并通过无线方式传输测量现场中被测物端面倾斜角度的测量仪器。本文介绍了一种以STC89C52单片机为控制核心，结合ADXL202加速度传感器，以及无线芯片CC1110设计的无线双轴倾角传感器。该系统体积小、稳定性好、功耗低、通信效率高，因此可广泛应用于测量、监测等工业领域。
关键词：倾角传感器；STC89C52；CC1110；ADXL202
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.11.006
角度传感器是一种利用重力加速度原理实现测量的传感器。因为重力加速度g的方向始终是竖直向下的，如果空间平面水平，即与g垂直，则g在平面上的投影为0；如果空间平面不是水平的，即与g之间有夹角，则g在这个空间平面上的投影不为0。如图5所示，通过加速
度传感器，感应出轴上的重力加速度g，进而可以平面倾角。传感器的输出与重力加速度之间存在下列关系：
sinα=AX/g (1)
其中，AX表示加速度传感器的输出，g是以重力作为参考的加速的值，α代表传感器的倾角。传感器测试到加速度之后，输出带有加速度信息的电压信号，即可以表征出相应的角度值。
α＝arcsin(AX/g) (2)
在加速度的基础上实现对角度的测量，它以重力为输入矢量，以此来决定物体在空间的状态，即物体的角度反应。将加速度传感器固定在物体的水平面上，当物体角度改变时，加速度传感器的敏感轴随之转动相应的角度，由于重力的作用，传感器敏感
CC1110的两个引脚P1_0、P1_1外接两个发光二极管，作为无线通信的闪烁标志；RF_N、RF_P引脚外接天线做无线收发使用，23脚(RF_P)在RX期间向LNA输入正向射频信号，在TX期间接受来自PA的输入正向射频信号；24脚(RF_N)在RX期间向LNA输入负向射频信号，在TX期间接受来自PA的输入负向射频信号；X1、X2提供系统工作需要的晶振，其中X2是32.768kHz的XOSC，X1是32MHz的晶振；DVDD外接2.0～3.6V电源供电，其中2脚为I/O供电，19脚、22脚、25脚、26脚、29脚为模拟电路的连接供电；27引脚(RBIAS)接电阻，为参考电流提供精确的偏置电阻；31脚是复位引脚，连接一个复位电路，设计电路如图8所示。
实现了倾角信号在LCD上的正确显示。进而连接上位机，将无线接收信号输入上位机，通过软件的调试，得到了正确的显示结果。最终，整个系统实现了对倾角信号的成功测量，达到了预期效果。实验结果表明，本设计具有一定的可行性和实用性。
本文通过将MEMS的加速度传感器、单片机技术，以及无线通信技术的有机结合，完成了无线双轴倾角传感器的设计。主要包括电源模块、传感器的调理模块、单片机控制模块、显示模块和无线收发模块。该系统体积小、稳定性好、功耗低、通信效率高，可广泛应用于工业领域，尤其是可用于复杂恶劣的工作环境进行信号采集，应用前景十分广泛。
关键词：倾角传感器；STC89C52；CC1110；ADXL202
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.11.006
角度传感器是一种利用重力加速度原理实现测量的传感器。因为重力加速度g的方向始终是竖直向下的，如果空间平面水平，即与g垂直，则g在平面上的投影为0；如果空间平面不是水平的，即与g之间有夹角，则g在这个空间平面上的投影不为0。如图5所示，通过加速
度传感器，感应出轴上的重力加速度g，进而可以平面倾角。传感器的输出与重力加速度之间存在下列关系：
sinα=AX/g (1)
其中，AX表示加速度传感器的输出，g是以重力作为参考的加速的值，α代表传感器的倾角。传感器测试到加速度之后，输出带有加速度信息的电压信号，即可以表征出相应的角度值。
α＝arcsin(AX/g) (2)
在加速度的基础上实现对角度的测量，它以重力为输入矢量，以此来决定物体在空间的状态，即物体的角度反应。将加速度传感器固定在物体的水平面上，当物体角度改变时，加速度传感器的敏感轴随之转动相应的角度，由于重力的作用，传感器敏感
CC1110的两个引脚P1_0、P1_1外接两个发光二极管，作为无线通信的闪烁标志；RF_N、RF_P引脚外接天线做无线收发使用，23脚(RF_P)在RX期间向LNA输入正向射频信号，在TX期间接受来自PA的输入正向射频信号；24脚(RF_N)在RX期间向LNA输入负向射频信号，在TX期间接受来自PA的输入负向射频信号；X1、X2提供系统工作需要的晶振，其中X2是32.768kHz的XOSC，X1是32MHz的晶振；DVDD外接2.0～3.6V电源供电，其中2脚为I/O供电，19脚、22脚、25脚、26脚、29脚为模拟电路的连接供电；27引脚(RBIAS)接电阻，为参考电流提供精确的偏置电阻；31脚是复位引脚，连接一个复位电路，设计电路如图8所示。
实现了倾角信号在LCD上的正确显示。进而连接上位机，将无线接收信号输入上位机，通过软件的调试，得到了正确的显示结果。最终，整个系统实现了对倾角信号的成功测量，达到了预期效果。实验结果表明，本设计具有一定的可行性和实用性。
本文通过将MEMS的加速度传感器、单片机技术，以及无线通信技术的有机结合，完成了无线双轴倾角传感器的设计。主要包括电源模块、传感器的调理模块、单片机控制模块、显示模块和无线收发模块。该系统体积小、稳定性好、功耗低、通信效率高，可广泛应用于工业领域，尤其是可用于复杂恶劣的工作环境进行信号采集，应用前景十分广泛。
