智能压力传感器无线数据采集系统

3 系统软件设计

3.1 前端系统的软件实现

智能压力传感器前端系统软件包括初始化程序、压力和温度的数据采集程序、数字滤波程序、测量算法程序、发送程序等部分组成，源程序流程图如图7所示。

系统初始化程序包括堆栈指针的设置、中断源控制字设置和有关工作单元的初始化等。对于压力信号的选通采用INT1申请中断，在中断处理程序中执行数据采集等任务，如图8所示。在单片机与ICL7135的R／H相连的P3.4口输出一个正脉冲，则开始启动A／D进行转换。在A／D转换期间STRB端口为高电平，在A／D转换结束后，STRB端口输出5个负脉冲。可以利用STRB端口的下降沿请求中断，连续响应5次INT1中断即为一次转换结果。单片机P0.0～P0.3口通过B1～B84位端口依次读入万、千、百、十、个位的BCD码。当所有位数BCD码读完，数据存入RAM单元后，即完成一次压力信号的读取。对于温度信号的选通测量也采用类似的方法，这里不再赘述。目前关于数字滤波的方法很多，有算术平均滤波、加权平均滤波、中值滤波和复合滤波等方法。本系统采用的是复合滤波方法，此法首先将n次采样值按大小排队，然后去掉最大值和最小值，再对剩下的n-2个采样值求算术平均值。复合滤波法既可以去掉脉冲干扰，又可以对采样值进行平滑加工，它兼有中值滤波和算术平均滤波的优点。关于温度引起的压力传感器热零点漂移现象，我们采用的是非线性函数多项式拟合的规范化方法。在程序中通过拟合出的规范化多项式，对压力值进行温度漂移的补偿计算。最后得到的压力值数据经P1口发送到PT2262数据端，由PT2262编码送F05发射数据。



3.2 接收端的软件实现

接收端的软件实现比较简单，主要是解码器PT2272将J05接收来的数据发送到单片机的P1口，经单片机处理后由P2口发送给LED显示。具体流程图见图9。



4 实测结果分析

测试时将数据采集发射电路与信号接收装置相距20 m左右，将压力传感器置于恒温槽中，在不同的温度下进行了分组压力测试，实验结果如表1所示。



从实验结果可以看出，由于在智能传感器系统中融入了温度信息，并且应用多项式拟合的算法对压力值进行了零点漂移补偿计算，所以基本消除了温度对压力传感器输出信号的影响。但是当温度升高时，误差相对增大，最大误差为

。

此外，该压力传感器系统由于采用了无线技术来传送采集到的数据信息，因此应用起来更加灵活可靠。尤其在一些环境恶劣的场所，较之传统的有线压力监测系统更具优势，有利于实现远程监测。该压力传感器无线数据采集系统具有广泛的应用前景。