一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，涉及振动传感器技术领域，具体为一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，包括倾角振动传感器本体，所述倾角振动传感器本体的内部设置有处理器组件、传感器组件、无线通信模块以及供电电池。该基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，通过处理器组件、传感器组件、无线通信模块、供电电池的配合使用，采用ESP32低功耗MCU芯片、低功耗ULP协处理器、高精度倾角及振动芯片实现XYZ三个方向上的测量、高密度的锂亚电池实现不低于5年的监测、无线通信模块(4G\LORA\NB

【技术实现步骤摘要】
一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器


[0001]本技术涉及振动传感器
，具体为一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器。

技术介绍

[0002]日常生活中，桥梁是组成交通网络的重要基础设施之一，由于长期受自然环境和自身劳损影响，使得桥梁往往在存在一些肉眼不可见的安全隐患。所以为避免桥梁发生重大安全事故，必须建立起规范、完善的监控系统。在众多的待测量物理量中，利用双轴倾角计来测量有关桥梁倾斜角度的微小变化，是必不可少的一项工作。
[0003]在桥梁的安全性监测中，倾角计通常会被布置于桥面和桥塔上，以分别用来测量桥梁在承受负载时的形变和评估桥梁结构的完整性和稳定性。其中，桥面形变的监测主要目的是判断桥梁在竖直方向上的刚度和结构承载力等重要的技术参数，而这些都是桥梁鉴定、改造和新桥验收过程中的关键指标。
[0004]常规的倾角振动传感器通过内置的双轴倾角芯片以及动态加速度芯片，工作时实时获取XY方向的角度及XY方向上的振动加速度、频率、幅度等数据，通过RS485信号线传递给数据传输终端，系统集成复杂、安装困难。
[0005]现有低功耗倾角振动传感器无法实时判断桥梁振动的准确数据，通常采用唤醒的方式采集数据，唤醒后才开始采集倾角振动，但是现有低功耗倾角振动传感器采用的是触发唤醒，采集的都是唤醒后的数据，是无法获取唤醒前一段时间及唤醒那一刹那的数据，对桥梁安全监测存在一定的缺陷。且常规的倾角振动传感器系统集成复杂，通常一个监测点需要一套完整的供电系统(市电/太阳能及电池)、数据传输系统、设备立杆及机箱，造成安装困难，因此我们提出了一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本技术提供了一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，包括倾角振动传感器本体，所述倾角振动传感器本体的内部设置有处理器组件、传感器组件、无线通信模块以及供电电池，所述处理器组件包括主处理器模块以及ULP协处理器模块，所述传感器组件包括倾角传感器模块和振动传感器模块。
[0008]可选的，所述处理器组件与传感器组件以及无线通信模块电性连接。
[0009]可选的，所述供电电池分别与处理器组件、传感器组件、无线通信模块电性连接。
[0010]可选的，所述倾角传感器模块采用高精度倾角芯片ADXL355。
[0011]可选的，所述振动传感器模块采用高精度振动芯片ADXL313。
[0012]可选的，所述供电电池采用高密度锂亚电池。
[0013]可选的，所述主处理器模块内置ESP32低功耗MCU芯片。
[0014]可选的，所述ULP协处理器模块采用8MHz频率和8KB内存。
[0015]本技术提供了一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，具备以下有益效果：
[0016]1、该基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，通过处理器组件、传感器组件、无线通信模块、供电电池的配合使用，采用ESP32低功耗MCU芯片、低功耗ULP协处理器、高精度倾角及振动芯片实现XYZ三个方向上的测量、高密度的锂亚电池实现不低于5年的监测、无线通信模块(4G\LORA\NB
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IOT)、异常数据前后一段时间的记录，有效的避免了现有低功耗倾角振动传感器数据丢失、无法反馈唤醒的真实数据的情况发生，同时采用ESP32低功耗MCU芯片，同时利用供电电池直接进行供电，大大节约了安装人员的时间及人身安全、解决了太阳能机箱立杆或拉供电线而破坏桥梁的美观的问题，实现了5年以上长期监测需求，保证数据准确不丢失、异常前后数据的记录及上报，且设备易安装、易携带。
附图说明
[0017]图1为本技术结构示意图；
[0018]图2为本技术结构框图；
[0019]图3为本技术主处理器模块工作的流程示意图；
[0020]图4为本技术ULP协处理器模块工作的流程示意图。
[0021]图中：1、处理器组件；2、传感器组件；3、无线通信模块；4、供电电池；5、主处理器模块；6、ULP协处理器模块；7、倾角传感器模块；8、振动传感器模块；9、倾角振动传感器本体。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]参照图1－图4，本技术提供了一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，包括倾角振动传感器本体9，倾角振动传感器本体9的内部设置有处理器组件1、传感器组件2、无线通信模块3以及供电电池4，处理器组件1包括主处理器模块5以及ULP协处理器模块6，传感器组件2包括倾角传感器模块7和振动传感器模块8。
[0024]其中，处理器组件1与传感器组件2以及无线通信模块3电性连接，主处理器模块5上设置有RTC自我唤醒模块。
[0025]其中，供电电池4分别与处理器组件1、传感器组件2、无线通信模块3电性连接；
[0026]无线通信模块3分别与处理器组件1和传感器组件2电性连接，无线通信模块3可适配4G\LORA\NB
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IOT等通信方案，采用无线通信模块3对数据进行传输。
[0027]其中，倾角传感器模块7采用高精度倾角芯片ADXL355，倾角传感器模块7用于采集XYZ三轴倾角数据，量程
±
90
°
，数据处理后精度可达0.001
°
,功耗为200μA。
[0028]其中，振动传感器模块8采用高精度振动芯片ADXL313。振动传感器模块8用于采集XYZ三轴加速度、振动、振幅、振动频率等数据，数据处理后加速度量程
±
4g、加速度分辨率0.01mg、振动量程1～128HZ、振动分辨率1HZ，功耗为30μA，正常工作模式主处理器模块5读
取倾角传感器模块7和振动传感器模块8检测的倾角振动数据，通过无线通信模块3直接上报给数据中心，上报完成后主处理器模块5进入低功耗模块，并设置RTC自我唤醒，定时采集上报；并打开ULP协处理器模块6，ULP协处理器模块6在工作模式下，通过实时读取倾角传感器模块7和振动传感器模块8检测的倾角振动数据并储存记录，并判断数据是否达到报警值，如数据达到报警值，ULP协处理器模块6将唤醒主处理器模块5开始工作，将报警值前后一段时间的倾角振动数据通过无线通信模块3上报数据中心，上报完成后主处理器模块5将继续进入低功耗休眠模式；如未达到报警值，ULP协处理器模块6会对数据循环记录，不唤醒主处理器模块5，该结构能耗低，实现了5年以上长期监测需求、确保数据准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，包括倾角振动传感器本体(9)，其特征在于：所述倾角振动传感器本体(9)的内部设置有处理器组件(1)、传感器组件(2)、无线通信模块(3)以及供电电池(4)，所述处理器组件(1)包括主处理器模块(5)以及ULP协处理器模块(6)，所述传感器组件(2)包括倾角传感器模块(7)和振动传感器模块(8)。2.根据权利要求1所述的一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，其特征在于：所述处理器组件(1)与传感器组件(2)以及无线通信模块(3)电性连接。3.根据权利要求1所述的一种基于ULP协处理器的低功耗连续采集倾角振动传感器，其特征在于：所述供电电池(4)分别与处理器组件(1)、传感器组件(2)、无线通信模块(3)电性连接。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻杰，白博宇，江洋，
申请(专利权)人：武汉中地恒达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：