導語：無線測量系統設計論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1系統設計

本測量儀采用了微控制器STM32F103C8T6和SI4432模塊結合的硬件設計系統，集取了Cortex-M3內核的性價比高、實時性強及SI4432模塊耗能超低、功能齊全等特性，很好地實現了無線測量系統的低能耗、低成本、實時性強等性能。

1．1加速度采集接口設計

加速度傳感器選用具有堅固耐用、受外界干擾小等特點的壓電式加速度傳感器，壓電式加速度傳感器采集對擊錘的加速度，將加速度信號轉換成相應的電荷信號，電荷信號經過電荷放大器的處理，最終輸出與之相對應電壓信號;最后，通過高速串行ADS8325實時高速采集電荷放大器輸出的電壓信號，獲得打擊過程中加速度變化的時域曲線，從而計算出最大打擊力和打擊能量，通過無線方式將數據傳輸給主機。STM32有兩個標準SPI，該接口被配置成主模式時可以為外部的其他從設備提供通信時鐘。STM32與ADS8325之間通過標準SPI接口連接，STM32使用SPI的單主模式，采集加速度信號只需要ADS8325到STM32串行數據傳輸，SCK為ADS8325提供通信時鐘，將ADS8325片選管腳CS拉低則為從模式。

1．2位移采集接口設計

選用歐姆龍編碼器進行位移數據的采集，將E6B2-CWZ6C編碼器與機械滑輪相連形成一個位移傳感器，機械滑輪的半徑為17．49mm，錘頭將移動2×3．14R的距離，即109．9mm，即錘頭移動109．9mm時編碼器剛好轉一圈，脈沖計數為2000個。為了增加安全性，減小電壓的干擾，減少電路設計，增量式編碼器和STM32接口采用光耦器件TPL521—4進行隔離。

1．3無線通信模塊接口設計

STM32與SI4432通過SPI接口相接，實現SI4432的基本工作狀態。SI4432通過nIRQ向STM32發送中斷。串行數據通過MOSI從STM32傳輸到SI4432;MISO正好相反;通過SCK向SI4432提供時鐘，同步兩者的串行數據傳輸。nSEL引腳電平為低時，SI4432片選為從模式，STM32才能有效操作SI4432。SI4432的工作模式位SDN為高時，SI4432處于關閉模式，為低時，則處于工作模式，因此，在芯片工作期間，工作模式位必須為低。

2系統軟件實現

系統軟件在KeiluVision4平臺上采用模塊化思想設計開發，將所需模塊的主要功能全部編譯成相對獨立的函數以供主程序需要時調用。模塊需要完成的功能是首先對STM32，SI4432及SPI進行初始化配置，其次，從機模塊采集加速度數據并傳輸，最后，主機模塊接收數據并處理。軟件采用同步傳輸的模式，同步字傳輸完之后才會開始傳輸數據。

2．1從機模塊軟件實現

從機模塊主要實現加速度數據的采集與發送。數據采集與發送過程如下:首先，完成初始化后開始采集數據，數據采集未完成，則等待至數據采集完成，然后清空SI4432的發送FIFO，寫入將要發送的加速度數據;其次，打開發送完成中斷并關閉其他中斷，該中斷使能正常后開始發送數據;再次，數據發送完成后nIRQ引腳轉為低電平狀態，讀取中斷引腳狀態后并將nIRQ引腳轉為高電平狀態，準備下次檢測。如果數據發送成功，則主機模塊上綠色指示燈會變亮;最后，關閉發送功能，準備下一次數據發送。

2．2主機模塊軟件實現

主機模塊軟件實現加速度數據接收與處理。首先，完成初始化并清空SI4432的接收FIFO;其次，打開接收完成中斷并關閉其他中斷，該中斷使能正常后開始接收數據;再次，數據接收完成后nIRQ引腳轉為低電平狀態，讀取中斷引腳狀態后并將nIRQ引腳轉為高電平狀態，準備下次檢測，然后，關閉接收功能，準備下次數據接收;最后，對接收到的數據進行相應的處理得到打擊能量和打擊力，并將數據通過RS485通信傳輸給工控機和LED大屏。

3結束語

本文設計了一種先進的對擊錘能量無線測量儀，無線數傳模塊采用SI4432，使用STM32控制無線數傳模塊進行發送和接收數據，快速又方便地解決了有線方式不便實現的對擊錘能量測量的問題。測試表明:儀器具有低功耗、實時性強、可靠性高的特點，每次打擊后到大屏顯示時間為0．5s左右，可以為現場工人的生產提供指導，滿足使用要求。

作者:王鵬祁偉華呂志剛單位:西安工業大學