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PVDF压电薄膜具有质量轻,质地柔软,耐用性好,压电响应动态范围大的特点,采用多层接触式压电薄膜传感器测量心率,可以减少干扰信号。心率采集模块采用HK-2000H型集成数字脉搏传感器,将其置于服饰的左胸口部,即可用于测量心率。HK-2000H集成了PVDF压电薄膜、高灵敏温度补偿元件、感温元件、程控放大电路、信号调理电路、滤波电路、A/D转换电路。集成化避免了采用分立元件设计电路占用较大面积的缺点。原理图如图3所示。HK-2000H型集成数字脉搏传感器采用USB端口输出,可以方便地对其输出进行软件上的处理。 体温采集模块采用Maxim公司的模拟温度传感器MAX6612检测体表温度。MAX6612采用5 pin的SC70封装,最大工作电流仅为35μA,具有功耗低、精度高、体积小的特点,并对ADC做了电路上的优化,适合本系统的应用。测量到的输出电信号经过ADμC7024处理器上的1 2位逐次逼近型ADC进行模数转换,转换结果将存储在寄存器ADCDAT0中,通过ADC状态寄存器ADCSTA的最低位可以查看ADC转换是否完成,当ADC转换结束时,最低位被置位。通过读取寄存器ADCDAT0中的值,再利用软件,根据上述算法得到测量的体表温度。
由于单购主机很贵,所以想单独购氧模块或传感器自己改造,测量量程在0-5%范围的氧气浓度,希望大家能提供一下厂家。
为了增加野外移动仪器设备工作的便利性,需要在仪器测量软件中实时加入位置信息,专门配置一套GPS系统的代价较高而且携带不便,想到GPS的功能归根到底只是一根天线加一块小尺寸芯片而已,于是决定将笔记本加装GPS模块,对GPS进行接口编程,并对其性能进行评估。1、第一步,购买GPS芯片,花人民币1262元购买一个由台北Globalsat制造的ET-313 SiRF III型GPS芯片,上正反面图片如图01,02。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281213_454223_1611921_3.png图01 购置gps芯片照片正面http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281213_454224_1611921_3.jpg图02 gps芯片背面安装板2、将GPS固定在电脑主板上,并根据芯片的应用电路图(图03)接好与天线的射频接头与电源及通讯线缆,如图04所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281213_454225_1611921_3.png图03 gps芯片的应用原理示意图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281214_454226_1611921_3.jpg图04 gps芯片在笔记本电脑上的安装位置照片3、开机,寻找新增GPS芯片的通讯接口(使用NI的visa工具),并使用软件打开芯片接口(这里使用NI的labview),分别如图05、06所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281214_454227_1611921_3.png图05 gps模块的接口检索http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281214_454228_1611921_3.png图06 gps模块的接口通讯的软件实现图4、分析芯片获得的原始数据,并将其根据通用gps格式转化成经度、纬度和海拔信息,这里主要使用GPGGA关键字,格式如 $GPGGA,161229.487,3723.2475,N,12158.3416,W,1,07,1.0,9.0,M,,,,0000*18,并完成GPS软件模块的程序编写,分别如图07、08所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281214_454229_1611921_3.png图07 gps芯片原始数据格式分析http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281215_454230_1611921_3.gif图08 自己编写的gps软件模块5、设定程序,为了评估GPS精度,让笔记本保持静止不动的前提下,让其每隔10分钟取一个点,每点测量获取经度、纬度和海拔信息,一共采几千个点,连续运行月1个月之后,获得测量数据结果并进行分析,分析方法将经纬度合在一起做极坐标处理,海拔信息单独分析,其结果如图09、10所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281215_454231_1611921_3.png图09 gps芯片的水平面内定位精度测量结果图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281215_454232_1611921_3.png图10 gps芯片海拔信息定位精度测量结果图6、性能分析小结,首先,通用GPS芯片的定位精度约为被测点为中心半径为100米的球形范围内。这是对GPS芯片后续应用所必须铭记的关键信息。其次,仔细分析图09,不难看出经度与纬度的测量精度差异明显,极坐标中点为长条形分布,而非圆形,具体看数据,后者约为100米,而前者则仅为50米,这可能与测量位置点的纬度有关。还有,仔细分析图10,海拔数据与测量时间呈一定规律的起伏,但又不是和日周期24小时相关,可能与可用定位卫星的个数以及其在轨道上的相对位置有关系,定位卫星近则精度较差。此外,分析gps上的时间数据,可用卫星数目一般在每天凌晨3点左右最多,同时,采数据的本地时间和gps上的时间呈现有规律的波动,二者时间差在早晨5点和下午14点左右差异最小,而其他时刻差异多超过两小时,如图11所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307281509_454275_1611921_3.png图11 gps定位性能随时间波动数据结果图