空間運(yùn)動(dòng)傳感器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)提供了一種空間運(yùn)動(dòng)傳感器，包括MCU，連接到所述MCU的加速度傳感器、陀螺儀傳感器、壓電傳感器、電子羅盤(pán)、GPS定位模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模組、電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和MiniUSB接口。所述的空間運(yùn)動(dòng)傳感器利用加速度傳感器、陀螺儀傳感器、壓電傳感器來(lái)測(cè)量線(xiàn)性加速度數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)以及壓電脈沖信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊模組，將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)MCU簡(jiǎn)單處理后上傳至服務(wù)器，可以滿(mǎn)足各種方向、角度不斷變化的多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的測(cè)量應(yīng)用。所述的空間運(yùn)動(dòng)傳感器主要承擔(dān)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)偵測(cè)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔谩?（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種空間運(yùn)動(dòng)傳感器，更具體地，涉及一種內(nèi)置無(wú)線(xiàn)通訊的空間運(yùn)動(dòng)傳感器。
技術(shù)介紹
普通的空間傳感器，是通過(guò)空間傳感器在運(yùn)動(dòng)中采集真實(shí)世界中的方向、加速度值、加速度保持時(shí)間等信息，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器實(shí)時(shí)分析。申請(qǐng)日為2010年12月22號(hào)，專(zhuān)利號(hào)為201020676604. 5的技術(shù)專(zhuān)利“一種內(nèi)置無(wú)線(xiàn)通訊模塊的空間傳感器”，其包括了用于存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于分析壓縮運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及對(duì)其他模塊進(jìn)行控制的MCU，用于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)通信模塊以及用于測(cè)量線(xiàn)性加速度數(shù)據(jù)的加速度傳感器。此類(lèi)空間傳感器主要用于測(cè)量線(xiàn)性加速度數(shù)據(jù)，因此對(duì)方向、角度不斷變化的運(yùn)動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)誤差較大，從而導(dǎo)致基于測(cè)量數(shù)據(jù)分析計(jì)算得出的結(jié)果也存在較大的誤差，限制了應(yīng)用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)提供一種添加了陀螺儀傳感器和壓電傳感器的內(nèi)置無(wú)線(xiàn)通訊模塊的空間運(yùn)動(dòng)傳感器，所述空間運(yùn)動(dòng)傳感器包括MCU、連接到MCU的電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、MiniUSB接口。所述空間運(yùn)動(dòng)傳感器還包括加速度傳感器、陀螺儀傳感器、壓電傳感器、無(wú)線(xiàn)通訊模組。所述加速度傳感器、陀螺儀傳感器、壓電傳感器、無(wú)線(xiàn)通訊模組均連接到所述MCU 上。優(yōu)選的是，所述加速度傳感器為單軸加速度傳感器或雙軸加速度傳感器或三軸加速度傳感器。優(yōu)選的是，所述陀螺儀傳感器為利用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，主要測(cè)量角速度數(shù)據(jù)。優(yōu)選的是，所述陀螺儀傳感器可以為壓電陀螺儀傳感器，微機(jī)械陀螺儀傳感器，光纖陀螺儀傳感器，激光陀螺儀傳感器中任意一種。優(yōu)選的是，所述壓電傳感器是一種利用壓電效應(yīng)制作的傳感器，主要測(cè)量受力數(shù)據(jù)，可以精確測(cè)量出運(yùn)動(dòng)頻率。優(yōu)選的是，所述無(wú)線(xiàn)通訊模組包括遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)通訊模塊和短程無(wú)線(xiàn)通訊模塊兩者中的至少一種。優(yōu)選的是，所述遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)通訊模塊為集成式通訊模組和使用SIM卡的通訊模組。 優(yōu)選的是，所述遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)通訊模塊支持GSM/GPRS/EDGE/3G/4G等通訊制式；優(yōu)選的是，所述短程無(wú)線(xiàn)通訊模塊包括Bluet00th、WIFI、ZigBee三者中的至少一種。優(yōu)選的是，所述電源管理模塊包括可反復(fù)充電的鋰電池。優(yōu)選的是，所述MiniUSB接口連接到所述MCU和所述電源管理模塊上。優(yōu)選的是，所述MiniUSB接口與所述電源管理模塊相互連接。優(yōu)選的是，所述MCU連接到電源管理模塊，所述電源管理模塊包括可反復(fù)充電的鋰電池。優(yōu)選的是，所述空間運(yùn)動(dòng)傳感器還包括連接到所述MCU上的存儲(chǔ)器。優(yōu)選的是，所述MCU提供了一個(gè)電子羅盤(pán)接口，可以根據(jù)客戶(hù)需求將電子羅盤(pán)連接到該接口上，即將電子羅盤(pán)集成在空間運(yùn)動(dòng)傳感器上。優(yōu)選的是，所述MCU提供了一個(gè)GPS定位模塊接口，可以根據(jù)客戶(hù)的需求將GPS定位模塊連接到該接口上，即將GPS定位模塊集成在空間運(yùn)動(dòng)傳感器上。本技術(shù)提供的空間運(yùn)動(dòng)傳感器能夠測(cè)量的數(shù)據(jù)類(lèi)型豐富，其利用不同的傳感器來(lái)測(cè)量多種數(shù)據(jù)，其中加速度傳感器測(cè)量線(xiàn)性加速度數(shù)據(jù)，陀螺儀傳感器測(cè)量角速度數(shù)據(jù)，壓電傳感器測(cè)量受力后給出的壓電信號(hào)，對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)源較為單一的其他傳感器，豐富的原始數(shù)據(jù)經(jīng)分析計(jì)算后得出的結(jié)果精確度更高，且可以支持更多場(chǎng)景的應(yīng)用。本技術(shù)所述的加速度傳感器可以測(cè)量真實(shí)世界中一維、二維或三維的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。加速度傳感器通過(guò)測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)生成線(xiàn)性加速度數(shù)據(jù)，包含方向、速度等空間位置信息及時(shí)間信息，其采集的數(shù)據(jù)通過(guò)服務(wù)器不同算法進(jìn)行分析，可以支持不同的應(yīng)用模式，例如運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)識(shí)別、位移報(bào)警以及橋梁監(jiān)測(cè)等應(yīng)用。本技術(shù)所述的陀螺儀傳感器，利用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)，測(cè)量角速度數(shù)據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)分析計(jì)算可以得出運(yùn)動(dòng)方向、角度的變化等結(jié)果。本技術(shù)所述的壓電傳感器是利用壓電效應(yīng)制作的傳感器，主要用于測(cè)量受力，可以精確測(cè)量出運(yùn)動(dòng)頻率。本技術(shù)所述的無(wú)線(xiàn)通訊模組，可以擺脫專(zhuān)用接收器、PC、數(shù)據(jù)連接線(xiàn)等得以獨(dú)立工作，并支持運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至服務(wù)器保存分析，其中無(wú)線(xiàn)通訊模組中的遠(yuǎn)程通訊模塊包括集成式通訊模組，因此具備集成式通訊模組的優(yōu)點(diǎn)。本技術(shù)內(nèi)置MCU (單片機(jī))和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)壓縮處理，有效地減低數(shù)據(jù)傳送量。此外，本技術(shù)所述的空間運(yùn)動(dòng)傳感器還提供內(nèi)置鋰電池，并支持反復(fù)充電。本技術(shù)所述的內(nèi)置MCU提供了一個(gè)電子羅盤(pán)接口，可選地根據(jù)用戶(hù)需求定制電子羅盤(pán)，即將電子羅盤(pán)集成到本技術(shù)所述的空間運(yùn)動(dòng)傳感器上，本技術(shù)所述的空間運(yùn)動(dòng)傳感器結(jié)合電子羅盤(pán)讀取的數(shù)據(jù)可以獲知傳感器靜止時(shí)的地理朝向和運(yùn)動(dòng)時(shí)的地理朝向，由此獲得運(yùn)動(dòng)的方向(即東西南北)。本技術(shù)內(nèi)置的MCU提供了一個(gè)GPS定位模塊接口，可選地根據(jù)用戶(hù)需求定制GPS定位模塊，即將GPS定位模塊集成到本技術(shù)所述的空間運(yùn)動(dòng)傳感器上，集成了 GPS定位模塊以后，本技術(shù)所述的空間運(yùn)動(dòng)傳感器結(jié)合GPS定位模塊可以對(duì)傳感器進(jìn)行定位，傳感器上傳的數(shù)據(jù)可以綁定位置信息共同上傳，在實(shí)際應(yīng)用中可以獲知數(shù)據(jù)來(lái)自哪個(gè)地理位置的哪個(gè)設(shè)備，有益于明確數(shù)據(jù)來(lái)源。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的空間運(yùn)動(dòng)傳感器有著鮮明的特征。首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類(lèi)型傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，不同類(lèi)別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性地采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)各種有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過(guò)程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。本技術(shù)提供一種空間運(yùn)動(dòng)傳感器，其架設(shè)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上，可以采集到真實(shí)世界中的方向、加速度值、加速度保持時(shí)間等信息，也可以采集到方向不斷變化，角度不斷變化的角速度數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，便于所述服務(wù)器實(shí)時(shí)地分析。附圖說(shuō)明下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作優(yōu)選的說(shuō)明。圖1是按照本技術(shù)的空間運(yùn)動(dòng)傳感器的結(jié)構(gòu)模塊示意圖。圖2是按照本技術(shù)的空間運(yùn)動(dòng)傳感器的工作原理示意圖。具體實(shí)施方式為了更清楚地闡述本技術(shù)，現(xiàn)在對(duì)結(jié)合圖1和圖2所示的本技術(shù)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1，本技術(shù)提供的空間運(yùn)動(dòng)傳感器包括MCU，及連接到所述MCU的電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其還包括加速度傳感器、陀螺儀傳感器，無(wú)線(xiàn)通訊模組，壓電傳感器。所述加速度傳感器、陀螺儀傳感器、無(wú)線(xiàn)通訊模組、壓電傳感器均連接到所述MCU上。所述MCU還提供電子羅盤(pán)接口和GPS定位模塊接口，可以根據(jù)用戶(hù)需要集成在本技術(shù)所述的空間運(yùn)動(dòng)傳感器上。所述電源管理模塊包括具有充電功能的鋰電池；所述無(wú)線(xiàn)通訊模組包括遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)通訊模塊和短程無(wú)線(xiàn)通訊模塊的至少一種，即可以單獨(dú)為遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)通訊模塊或短程無(wú)線(xiàn)通訊模塊或兩者的結(jié)合，所述遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)通訊模快包括集成式通訊模組和使用SIM卡的通訊模組，所述短程無(wú)線(xiàn)通訊模塊包括Bluetooth、WIFI、ZigBee其中的至少一種。所述加速本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于輝，林曉明，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：福建物聯(lián)天下信息科技有限公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：