基于usb傳輸的全數字傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳感器，尤其涉及一種基于USB傳輸的全數字傳感器。
【背景技術】
[0002]傳感器是將物理信號轉化成電信號以便于用電信號分析手段對物理信號進行分析得到有用的信息或者監控產生物理信號的裝置或環境。常用的傳感器是模擬傳感器，即將物理信號轉換成模擬電信號的傳感器。但是隨著科技的進步，數字化處理技術越來越先進，而且信息數字化更加方便高效，模擬信號處理方法已經無法滿足數字化處理需求。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本發明提供一種基于USB傳輸的全數字傳感器以實現全數字化傳輸，大大方便人們對信息分析的高效需求。
[0004]—種基于USB傳輸的全數字傳感器，包括將物理信號轉化成模擬電信號的模擬傳感器，所述全數字傳感器還包括與所述模擬傳感器相連的對模擬傳感器輸出的模擬電信號進行初級調理、濾波和放大處理的模擬信號調理電路模塊，把經所述模擬信號調理電路模塊處理后的模擬電信號轉換成數字信號的ADC模數轉換器，對數字信號進行數字濾波、誤差補償和數據緩存處理的MCU，對外輸出數字信號并輸出5V/500mA電源為全數字傳感器供電的USB接口模塊，將所述USB接口模塊提供的5V/500mA電源轉換成所述全數字傳感器需要的各種電壓源的電路管理模塊以及存儲所述全數字傳感器的系統參數并且備份存儲經過處理后的傳感器數據以防止突然掉電時丟失重要數據的E2PR0M。
[0005]其中，所述模擬信號調理電路模塊包括對模擬傳感器輸出的電信號進行初級必要調理轉換成電壓信號的電信號調理電路模塊、將電壓信號的頻譜限制在便于處理的頻帶內的Sallen-key 二階濾波電路模塊、對電壓信號進行模擬放大的模擬放大電路模塊以及將電壓信號調理到便于數字化的等級并與ADC數模轉換器相連的ADC模擬Buffer電路模塊。
[0006]采用本發明的基于USB傳輸的全數字傳感器，采用USB接口供電，方便使用，能夠實現數字化傳輸，減少噪聲污染，得到純凈數據，且能避免突然掉電而丟失數據。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的基于USB傳輸的全數字傳感器的系統架構框圖示意圖；
[0008]圖2是本發明的基于USB傳輸的全數字傳感器采用的模擬信號調理電路模塊的組成框圖示意圖；
[0009]圖3是采用本發明的基于USB傳輸全數字傳感器時所要進行的步驟示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，本發明的一種基于USB傳輸的全數字傳感器，包括將物理信號轉化成模擬電信號的模擬傳感器，所述全數字傳感器還包括與所述模擬傳感器相連的對模擬傳感器輸出的模擬電信號進行初級調理、濾波和放大處理的模擬信號調理電路模塊，把經所述模擬信號調理電路模塊處理后的模擬電信號轉換成數字信號的ADC模數轉換器，對數字信號進行數字濾波、誤差補償和數據緩存處理的MCU，對外輸出數字信號并輸出5V/500mA電源為全數字傳感器供電的USB接口模塊，將所述USB接口模塊提供的5V/500mA電源轉換成所述全數字傳感器需要的各種電壓源的電路管理模塊以及存儲所述全數字傳感器的系統參數并且備份存儲經過處理后的傳感器數據以防止突然掉電時丟失重要數據的E2PR0M。其中，如圖2所示，所述模擬信號調理電路模塊包括對模擬傳感器輸出的電信號進行初級必要調理轉換成電壓信號的電信號調理電路模塊、將電壓信號的頻譜限制在便于處理的頻帶內的Sallen-key 二階濾波電路模塊、對電壓信號進行模擬放大的模擬放大電路模塊以及將電壓信號調理到便于數字化的等級并與ADC數模轉換器相連的ADC模擬Buffer電路模塊。
[0011 ] 具體地說，本發明以USB接口實現數字化傳輸，主要組成部分包括:模擬信號調理電路模塊、ADC模數轉換器、MCU、E2PR0M、USB接口電路模塊和電源管理模塊。模擬信號調理電路模塊對傳感器輸出的電信號進行初級調理、濾波和放大，經過ADC模/數轉換器轉化成數字信號，MCU將數字信號進行數字濾波、誤差補償和數據緩存，然后通過USB接口模塊對外進行數據傳輸。整個系統都是由USB 5V/500mA供電。
[0012]其中，模擬傳感器將物理信號轉化成電信號。模擬信號調理電路模塊負責對傳感器輸出的電信號，進行必要的調理，轉換成電壓信號，在經過Sallen-key 二階模擬濾波器將信號的頻譜限制在便于處理的頻帶內，模擬放大，然后通過ADC模擬Buffer電路將信號調理到便于數字化的等級，并與ADC模擬通道連接。ADC模/數轉換器將調理后的模擬信號經過采樣量化轉成數字信號。MCU負者控制ADC模/數轉換器進行數據采集，并且根據傳感器的特點對其進行濾波，以去除不需要的噪聲，以便信號鏈中后面的處理算法能夠使用到相對干凈的數據，根據信號的特點采用最小二乘原理的一元、多元線性回歸技術對數據進行誤差補償，然后對預處理的數據進行緩存，并通過USB模塊進行數據打包傳輸。USB接口電路模塊實現USB物理層連接和接口配置，并輸出5V/500mA電源為整個系統供電。電源管理模塊將USB提供的5V/500mA電源，通過電壓轉換芯片，轉換成系統需要的各種電壓源。E2PR0M:存儲系統參數，并且備份存儲經過處理后的傳感器數據，以防止突然掉電時丟失重要數據。
[0013]采用本發明的基于USB傳輸的全數字傳感器，采用USB接口供電，方便使用，能夠實現數字化傳輸，減少噪聲污染，得到純凈數據，且能避免突然掉電而丟失數據，提高工作效率。
[0014]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于USB傳輸的全數字傳感器，包括將物理信號轉化成模擬電信號的模擬傳感器，其特征在于，所述基于USB傳輸的全數字傳感器還包括與所述模擬傳感器相連的對模擬傳感器輸出的模擬電信號進行初級調理、濾波和放大處理的模擬信號調理電路模塊，把經所述模擬信號調理電路模塊處理后的模擬電信號轉換成數字信號的ADC模數轉換器，對數字信號進行數字濾波、誤差補償和數據緩存處理的MCU，對外輸出數字信號并輸出5V/500mA電源為全數字傳感器供電的USB接口模塊，將所述USB接口模塊提供的5V/500mA電源轉換成所述全數字傳感器需要的各種電壓源的電路管理模塊以及存儲所述全數字傳感器的系統參數并且備份存儲經過處理后的傳感器數據以防止突然掉電時丟失重要數據的 E2PR0M。2.根據權利要求1所述的基于USB傳輸的全數字傳感器，其特征在于，所述模擬信號調理電路模塊包括對模擬傳感器輸出的電信號進行初級必要調理轉換成電壓信號的電信號調理電路模塊、將電壓信號的頻譜限制在便于處理的頻帶內的Sallen-key 二階濾波電路模塊、對電壓信號進行模擬放大的模擬放大電路模塊以及將電壓信號調理到便于數字化的等級并與ADC數模轉換器相連的ADC模擬Buffer電路模塊。
【專利摘要】一種基于USB傳輸的全數字傳感器，包括模擬傳感器，所述全數字傳感器還包括與所述模擬傳感器相連的對模擬傳感器輸出的模擬電信號進行初級調理、濾波和放大處理的模擬信號調理電路模塊，把經所述模擬信號調理電路模塊處理后的模擬電信號轉換成數字信號的ADC模數轉換器，對數字信號進行數字濾波、誤差補償和數據緩存處理的MCU,對外輸出數字信號并輸出5V/500mA電源為全數字傳感器供電的USB接口模塊，將所述USB接口模塊提供的5V/500mA電源轉換成所述全數字傳感器需要的各種電壓源的電路管理模塊以及存儲所述全數字傳感器的系統參數并且備份存儲經過處理后的傳感器數據以防止突然掉電時丟失重要數據的E2PROM。
【IPC分類】G01D5/12
【公開號】CN204988304
【申請號】CN201520774164
【發明人】王振江, 陳磊, 喻建國, 杜龍強
【申請人】杭州銳達數字技術有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月7日