一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，该装置包括数据采集模块、数据转换模块、主控模块、驱动电路模块、输入模块、显示模块，数据采集模块的信号输出端与数据转换模块的信号输入端连接，数据转换模块的信号输出端与主控模块的信号输入端连接，主控模块还与驱动电路模块单向通信连接，输入模块与驱动电路模块单向通信连接，驱动电路模块的信号输出端还与显示模块连接。该装置能够准确的采集到数据采集模块的AD值，采集到的AD值稳定度好，跳动小，利用AD的高位数、高精度的特点，不会出现精度浪费的情况，能够使称重系统分辨出更微小的跳动。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置
本技术涉及数据采集
，具体是一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置。
技术介绍
目前，市面上存在的AD采集的称重系统，大多数都是用单通道AD采集，对噪声影响的处理，分为以下几种：第一种就是直接将AD采集出来的数据，在软件上面采用滤波的方法来使得采集的数据相对稳定可靠；第二种就是在硬件电路上做处理，比如采用高精度的24位的AD转换芯片，以及在传感器上做硬件去噪声，第三种就将前两种结合起来，不仅在硬件电路上做消除噪声处理，而且还在软件上面对采集到的数据进行处理。根据以上信息，传统AD采集称重系统的方法，会增加外设电路或者是增加软件的代码处理量。这做会导致采集的AD值并不是原来的初始值，会把AD转换误差和电源噪声影响后的AD值一起采集起来。这样浪费了高精度AD转换芯片的转换精度，而且转化出来的数据在软件的滤波中会有滞后的现象，降低了采集的数据实时性和可靠性。本技术针对传统的AD采集称重系统突出的不足，设计了一种双通道，噪声对消的AD采集称重系统。保证了采集数据的可靠性，充分的利用了AD转换的精度。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，该装置结构简单，采集的数据可靠性高、精度高。实现本技术目的的技术方案是：一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，包括数据采集模块、数据转换模块、主控模块、驱动电路模块、输入模块、显示模块，数据采集模块的信号输出端与数据转换模块的信号输入端连接，数据转换模块的信号输出端与主控模块的信号输入端连接，主控模块还与驱动电路模块单向向通信连接，输入模块与驱动电路模块单向通信连接，驱动电路模块的信号输出端还与显示模块连接。所述的主控模块，是基于ESP32芯片的主控制器。所述的数据转换模块，是基于24位的高精度ADS1232转换芯片的转换模块，采用双通道交叉采集数据采集模块传输的信号。所述的驱动电路模块，是基于低功耗HT16LK24芯片的驱动模块，通过SPI接口与主控模块连接。所述的数据采集模块，为称重传感器。所述的显示模块，用于显示采集并处理后的数据。所述的输入模块为按键，用于切换精度和设置参数，如不同的重量范围、清除、置零，切换屏幕的亮度等级，还具有基本的计算器等功能。有益效果：本技术提供的一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，该装置能够准确的采集到数据采集模块的AD值，采集到的AD值稳定度好，跳动小，利用AD的高位数、高精度的特点，不会出现精度浪费的情况，能够使称重系统分辨出更微小的跳动。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为主控模块的电路原理图；图3为数据转换模块的电路原理图；图4为驱动电路模块的电路原理图；图5为输入模块和显示模块的电路原理图；图6为本技术工频干扰抑制效果对比图；图7为本技术的数据处理原理框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本
技术实现思路
做进一步阐述，但不是对本技术的限定。实施例：如图1所示，一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，包括数据采集模块、数据转换模块、主控模块、驱动电路模块、输入模块、显示模块，数据采集模块为的信号输出端与数据转换模块的信号输入端连接，数据转换模块的信号输出端与主控模块的信号输入端连接，主控模块还与驱动电路模块单向通信连接，输入模块与驱动电路模块单向通信连接，驱动电路模块的信号输出端还与显示模块连接。如图2所示，所述的主控模块，是基于ESP32芯片的主控模块，通过SPI通信方式对ADS1232采集到的差分信号进行噪声对消和工频抑制处理；对液晶和按键驱动采用SPI通信方式芯片进行驱动和控制；ESP32芯片内部集成了天线和射频巴伦、功放、低噪声放大器、电源管理模块、涵盖时钟门控、省电模式和动态电压调整等特征，具有低功耗的优点，可以延长待机时间；片上集成了2.4GHz双模Wi-Fi和蓝牙芯片，对于产品后续的升级、功能拓展以及在物联网上的应用提供了优势。如图3所示，所述的数据转换模块，是基于24位的高精度ADS1232转换芯片的转换模块，采用双通道交叉采集数据采集模块传输的信号；该模块的电路是AD采集电路，称重传感器输出的是差分信号，图中的AINN1、AINP1和AIN2_N、AIP2_P是ADS1232的两路采集通道，通过SPI通信模式将采集到的数据送入到ESP32主控模块中，在电路中称重传感器将感应到的信息经过通过接口P3的2端口和3端口进来，经由电容C29使得AINP1，AIN2_N和AINN1，AIP2_P的高频毛刺信号平滑，电容C28和电容C30分别将AINP1，AIN2_N和AINN1，AIP2_P再次平滑，实现硬件滤波。如图4所示，所述的驱动电路模块，是基于低功耗HT16LK24芯片的驱动模块，通过三线制的SPI通信模式HT16LK24与主控模块ESP32进行数据通信，将ESP32中处理过数据显示到定制的液晶屏幕上，同时监测按键的输入，大大减少了对ESP32主控芯片的I/O资源的占用；而现有的同类的装置大多将输入模块和显示模块分开驱动，占用资源多成本高，灵活度低。所述的数据采集模块，为称重传感器。所述的显示模块，用于显示采集并处理后的数据。所述的输入模块为按键，用于切换精度和设置参数，如不同的重量范围、清除、置零，切换屏幕的亮度等级，还具有基本的计算器等功能。如图5所示，是按键输入、液晶显示和液晶背光的电路，此三个部分的全部驱动集成在低功耗HT16LK24芯片上。本装置的工作原理为：称重传感器采集数据，采集到的数据传输至ADS1232芯片进行数据转换，经过数据转换后，传输至主控模块，对转换过后的数据进行噪声对消和工频抑制处理，得到精确的AD数据，经过驱动电路模块，驱动显示模块，最终在显示模块中进行显示；同时按键输入电路通过HT16LK24芯片与主控模块ESP32的通信可以对采集到的数据进行累加、清零、精度转换，按键输入电路集成了一个计算器，便于计算物质的重量。通过ADS1232交叉采集传感器（可以是重量，压力等差分信号的传感器）的数值，通过工频抑制原理抑制工频干扰，在主控芯片ESP32中采用如图7所示的方法对数据进行噪声对消处理，通过主控芯片对HT16LK24芯片采用SPI模式通信，把处理后到的数据显示到液晶上，以称重传感器为例，可以把按键设置为累计，存储等形影的功能。采用过采样方法，根据工频信号在数据采集中存在的相位周期特性，可以通过选用合适的采样频率使得在每个工频周期的相同相位采样。因为过采样的原理，在每一次取出采集值的时候是将同一个采样点多次采样，然后进行累加求和再求平均。通过交叉采集、相位翻转，在累加求和的时候可以把工频信号的干扰抑制掉。如图6所示，采用同相位法采样得到的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，其特征在于，包括数据采集模块、数据转换模块、主控模块、驱动电路模块、输入模块、显示模块，数据采集模块的信号输出端与数据转换模块的信号输入端连接，数据转换模块的信号输出端与主控模块的信号输入端连接，主控模块还与驱动电路模块单向通信连接，输入模块与驱动电路模块单向向通信连接，驱动电路模块的信号输出端还与显示模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，其特征在于，包括数据采集模块、数据转换模块、主控模块、驱动电路模块、输入模块、显示模块，数据采集模块的信号输出端与数据转换模块的信号输入端连接，数据转换模块的信号输出端与主控模块的信号输入端连接，主控模块还与驱动电路模块单向通信连接，输入模块与驱动电路模块单向向通信连接，驱动电路模块的信号输出端还与显示模块连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，其特征在于，所述的主控模块，是基于ESP32芯片的主控制器。


3.根据权利要求1所述的一种基于ESP32的噪声对消高精度数据采集装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶金才，李国勇，何胜韬，王国富，张法全，李灵巧，林钊安，陈晟，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，广西数易科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45