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目 录

一 、绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 无线加速度传感器的研究现状 5

二、 无线加速度传感器的总体设计 5

2.1 总体设计 5

2.2功能模块 6

三、无线加速度传感器的硬件模块 6

3.1STM8单片机控制模块 7

3.2加速度传感器模块 8

3.3无线收发模块 11

四 软件的编程与调试 13

4.1下位机部分软件编程与调试 13

4.2上位机部分软件编程与调试 19

五 总结和展望 22

参考文献 23

致谢 24

无线加速度传感器的设计

高一铭

，China

Abstract:Nowadays, with the rapid development of science and technology, wireless communication technology is becoming more and more popular in the daily life. Based on the requirement of small unit, small volume and small object in life, the wireless acceleration sensor is derived from the original acceleration sensor. Based on the characteristics of integrated accelerometer fabricated by MEMS technology, an acceleration signal acquisition system based on ADXL345 accelerometer and STM8L101F3P6 single chip microcomputer is designed in this paper. Firstly, the research status of wireless acceleration sensor is analyzed. Secondly, according to the actual situation, the research status of wireless acceleration sensor is analyzed. The overall design scheme is worked out. The acceleration is measured by ADXL345 accelerometer and the data is transmitted to STM8L101F3P6 single chip computer. Then the data is transmitted to the upper computer by wireless module. The upper computer receives the signal through LabVIEW and generates the waveform. Finally, the function and significance of wireless acceleration sensor are verified by debugging and testing.

Key words: single chip; wireless；acceleration sensor；LabVIEW

一 绪论

1. 1研究背景

网络技术的迅猛发展带给这个时代的便捷很多，相关的应用也应运而生。无线通信同样发展迅猛，引人瞩目。所以，无线技术在数据的采集、传递和通信方面起到重要作用。这就好比传感器技术的发展，传感器已经从最初的一般型传感器慢慢向智能传感器发展，而现在无线传感器也同样功能齐全受市场欢迎。一般型传感器应用范围小，只能简单收集数据，智能传感器基于它，但是计算机的引进让它不仅可以收集数据，还能对数据进行再加工。无线传感器^[2]则是在智能传感器的基础上再集成无线功能模块，使得传感器不再是单独的感知模块，而是一个能够实现数据采集、处理，信息交换和控制的有机整体。

无线加速度传感器具有易携带型、易安装性、易监测性，在实验室、物流等短时间加速度测量项目中有绝对的优势，此外，还可以测量出物体在空间中的加速度矢量，从各个方面准确反映对象的运动状态，在人们的生活娱乐、行车安全、航空航天等诸多方面有广泛的应用。

1.2研究现状

无线加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件、适调电路和无线收发模块等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。市场上常见的加速度传感器可以根据传感器敏感元件的不同分为多种类型，包括电感式、电容式、压阻式、应变式、压电式等。

1.2.1压电式加速度传感器研究现状

图1压电式加速度传感器结构图

压电式加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的^[3]。压电效应的现象表现为：当一些晶体在一定方向受到力的作用时，它会产生形变从而导致极化这种情况的发生，与此同时，有两个带不同符号的电荷出现在其表面；这时候撤去外力，晶体上的电荷消失，晶体再次不带电。除此以外，当加速度计受振时，压电元件所受到质量块带来的力也会不同，当加速度计的固有频率远远高于被测量的振动频率时，力的变化变大，加速度也变大，换句话说，二者成正比关系。

图 2压电式加速度计的结构

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