一种低功耗长航时数据记录器

专利主权项内容

1.一种低功耗长航时数据记录器；包括：模块化的电池组、硬件电路和计算机应用软件；其特征在于，模块化的电池组负责为低功耗长航时数据记录器供电；硬件电路包括电源管理模块、MEMS加速度传感器、MEMS温湿度传感器、存储卡接口、用户接口和微处理器；硬件电路是所述记录器的测量、控制和通讯核心，是系统功能实现的硬件基础；计算机应用软件，用以完成所述记录器使用前的参数配置、使用后数据读取和保存和数据分析；所述模块化的电池组，负责给所述记录器供电，其由碱性电池、串并联电路、安全保护电路和安全外壳构成；所述碱性电池为AA电池，串并联电路将多个所述碱性电池串联升压并联扩容，所述模块化的电池组的输出端的安全保护电路在过流情况下实现断路保护；电源管理模块包括限压限流保护电路和电源调理电路；外部输入电源先进入限压限流保护电路再进入电源调理电路；当外部输入电源上有高压脉冲时，限压限流保护电路会将该高压脉冲对地短路将其能量释放，以保护后续设备；当设备发生短路故障，限压限流保护电路监测到电流超过设定值，其将电源切断，避免电源线过热发生火灾事故，同时限制了电池的超快放电；电源调理电路自动检测输入线上的电压，当高于输出的电压值时，进入降压模式；当低于输出的电压值时，进入升压模式；通过在设备负载电流范围内合理选择电感和电容值，保证在升降压模式下转换效率都在85％以上，这种双模式可以保证对电池的高效利用，最大限度延长续航时间；MEMS加速度传感器负责实时采集设备当前加速度值，并根据用户设定阈值判断事件发生与否；MEMS加速度传感器在监测到事件发生后，能够触发微处理器中断，且在微处理器的控制下记录当前事件的加速度值；同时，MEMS加速度传感器留有编程接口，用户可根据使用需求随时更改测量量程、采样率及工作状态的参数；MEMS温湿度传感器用于测量当前环境中的温度值和湿度值；用户接口用于与用户交互，通过数字IO读取开关的状态，以判断是否需要开机工作；通过数字IO控制LED指示灯的状态：当记录器正常工作时，LED指示灯以0.5Hz的频率闪烁，当发生存储卡、传感器的初始化故障时，LED指示灯以2Hz的频率闪烁；存储卡接口用于可靠的安装存储卡，是低功耗长航时数据记录器的数据存储单元，能够在微处理器的控制下以不低于25MHz的速率读取配置文件或写入数据；微处理器是低功耗长航时数据记录器的控制调度中心，其通过用户接口实现与用户的交互；读取开关的状态以确定何时开关机；控制LED指示灯；指示工作正常或者发生错误；响应MEMS加速度传感器的中断唤醒；读取加速度数据；根据计时器状态，启动MEMS温湿度传感器和读取其数据；根据缓存数据量大小，将数据保存至存储卡；所述计算机应用软件，包括参数配置模块、数据读取模块以及数据分析模块；参数配置模块用于配置所述记录器的采样率、采样量程的选择和配置，并在存储卡上形成配置文件、状态文件和待写数据的数据文件；数据读取模块用于读取存储卡中的数据文件，将数据以曲线形式展示，并具备数据转存功能；数据分析模块用于分析选定数据块的均方根、功率谱、冲击响应谱，还具备相关性统计分析功能。