应变片信号采集系统方案new

应变片信号无线采集系统方案
一、系统概述
本系统共有8组数据采集通道，每一组数据采集通道都分别采用滤波放大网络对来自惠斯通电桥的弱信号进行滤波放大，然后将放大后的信号经AD 采样送入处理器，处理器将编码后的数字信号通过射频模块发送给系统网关，数据接收处理器将数字信号处理后送给上位机。

系统框图如下：
系统框图：
通道采集点框图：
数据接收处理模块框图：
图1. 系统框图
二、放大滤波网络
放大滤波网络主要完成对小信号的放大及滤波，放大电路采用的是输入阻抗高、共模抑制比高的仪表放大电路，基本原理图如下：
图2. 小信号放大电路
滤波电路采用有源滤波，主要去除信号中的各种干扰，基本电路原理图如图3所示。

图3. 信号滤波电路
三、A/D转换及嵌入式处理器
小信号经仪表放大后送入12bit高速A/D转换器，再送进STM32系列处理器芯片。

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。

按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。

增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。

两个系列都内置32K到128K 的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。

时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。

●ARM公司的高性能”Cortex-M3”内核
1.25DMips/MHz，而ARM7TDMI只有0.95DMips/MHz
●一流的外设
1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O 翻转速度
●低功耗
在72MHz时消耗36mA(所有外设处于工作状态)，待机时下降到2μA
●最大的集成度
复位电路、低电压检测、调压器、精确的RC振荡器等
●简单的结构和易用的工具
参数：
●2V-3.6V供电
●容忍5V的I/O管脚
●优异的安全时钟模式
●带唤醒功能的低功耗模式
●内部RC振荡器
●内嵌复位电路
●工作温度范围：
●-40℃至+85℃或105℃
四、无线模块
1.无线射频模块简介
YW-M系列模块是能够满足用户对于低成本、低功耗无线传感器网络的需求。

该模块易于使用、节省空间并且能够提供设备间的可靠数据传输。

工作于ISM 433MHz或2.4GHz频段。

2.模块特点
●采用SILABS原装进口的SI4463射频芯片
●高精度宽温晶体，保证工业特性
●通讯范围广，网络可靠性高
●开发简单，方便设备制造商集成，提供无线解决方案
3.模块参数
接口特性12个GPIO可用作外部中断源；USART，SPI和I2C接口；
3路12- bits ADC.
最大传输距离（可视距离）2100m，测试条件：空旷可视，温度24度，天气晴朗
最大输出功率20dBm，约100mW
空中速率64kbps
串口波特率(软件可调) 1200-115200 bps
接收灵敏度(1% 收包错误率) -108dBm
发射电流80mA/433MHZ/2.4GHz
接收电流约15mA
关断电流1uA
工作频段433MHZ/2.4GHz
工作温度-40 - +125 度
工作湿度10% - 90%相对湿度
天线接口弹簧天线或SMA 外置天线或用户外置
五、信号接收处理模块
信号接收处理模块主要由嵌入式处理器和网关控制器组成，其中网关控制器为感知沃德科技发展公司成熟产品，产品图片见图4。

图4. 网关控制器
网关控制器负责管理整个网络的管理和数据采集工作，通过串口、网口将数据传递到上位机监控软件。

上位机软件可以根据实际应用，通过网关控制器对采集终端进行配置，包括休眠周期和数据采集周期。

网络控制器性能指标：
●供电：7.5~24VDC
●串口（可选）：速率115200bps
●以太网接口（可选）RJ45
●最大功耗：100mA
●工作温度：-40℃~+85℃
●工作频段：433MHz/2.4GHz
●扩频模式：DSSS直序扩频
●通信距离：2000米
六、报价。