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成都怀程科技有限责任公司
主营产品： 转速传感器,智能转速表,振动监控仪 |
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温度振动传感器的无线传输方案
2019-11-28 阅读(849)
温度传感器由主控、温度采集系统、无线传输和汽车状态检测系统构成，传感器供电采用电池供电，为保证电池使用时间更长，所以传感器系统采用低功耗模式。汽车状态检测系统用于检测当前车辆是否在运行，如果车辆保持静止状态，则传感器处于低功耗模式，系统会关闭空闲系统，如温度采集系统，以保证传感器功耗处于低状态。当汽车状态检测系统检测到汽车处于运行状态时，传感器会每隔1S采集一次温度值，当温度值发生变化时，立即将该温度通过无线发送给车载接收器，以保证车载接收系统能及时检测到温度变化。
车载接收器用于接收温度传感器的数据并进行分析，温度值可实时在显示屏上显示，也可显示历史温度曲线，当温度超过报警值时，系统发出报警声提醒驾驶员进行相应处理，以保证行驶过程中的车辆安全。接收器配制CAN总线和RS485总线，可用于接入车载系统。
温度采集方案
温度采集区域为卡车轮轴温度，该部位温度可达200多摄氏度，传感器采用PT100铂电阻温度传感器，温度采集范围为-200℃——+850℃，PT100铂电阻还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点；重要的原因是：精度高、线性好、范围宽。*符合该系统应用场景。
无线传输方案
无线传输采用ZigBee传输，ZigBee方案采用Silicon labs的EFR32MG系类，该芯片发射功率大可达19dbm，灵敏度可达-102.7dbm，睡眠模式下电流低至2.2uA。芯片工作在19dbm时，传输距离在可视范围内可达400米。
ZigBee采用2.4GHz频率传输数据，传输速度非常快，且具有16个信道，传感器在与主控进行组网时会选择干扰小的信道进行组网，以保证数据传输的稳定性；ZigBee具有重传机制，可保证车载控制系统每次都能接收到传感器的数据
无线温度传输方案现状：由客服提供要求安装孔位狭小尺寸不大于26mm高度暂定40mm，且温度高达200度左右，并且安装在旋转物体上（汽车轮毂）
硬件设计要求:
为避免温度对传感器的影响，采用测试探头和电路发射部分做分离处理并且隔热处理安装尺寸由双方讨论决定，并由我方做具体的实验报告。
传输接受方式选用1-20路同时测量，传输距离为100米内
温度范围0-250°C
供电方式选用电池供电。
显示部分一批次选用显示器表显示(以后更具用户提供通讯协议)
传感器组成：传感器本体，发射装置，接收装置，显示装置。
传感器本体示意图：
电池要求：采用定制电池并且选用耐高温封装确保3年的使用标准。
5，隔热处理采用传感器和测试部分隔离中间采用隔热材料来进行隔热处理。
温度探头，采用PT100或是K型电阻，按实际设计进行选用。
6, 供电传感器说明：
简介
温度接受为RS485采用标准RS485接口，集成温度测量电路，传感器作为485从机。
技术规格
电源： 3.3V DC电源供电；
温度范围：0-250℃；
速度范围：0-100mm/s；
接线方式：4线制。电源线VCC、GND；通信线48、485B;
地址编号：1-254（默认为1）；
波特率：2400bit/s、4800bit/s、9600bit/s可设（默认9600）；
数据位：8位；
停止位：1位；
奇偶校验：无。
数据帧格式定义
采用私有协议，数据为小端模式，协议格式如下。
帧头 | 控制字 | 数据 | 帧尾 |
1字节 | 3字节 | N字节 | 1字节 |
帧头：0x2A
控制字：
1字节 | 2字节 | 3字节 |
设备地址 | 命令 | 数据长度 |
命令：0x01为读取当前速度和温度命令；
0x05为读取传感器地址；
0x06为写传感器地址。
帧尾：0x23。
设备应答协议与发送协议一致。
命令
控制命令 | 应答 |
0x01 读取当前速度和温度，数据长度为0； 例,传感器ID号为0x02,命令为：2A 02 01 00 23 | 数据为4字节。二字节为速度扩大10倍，如当前速度为13.1mm/s，则数据为0x0083。 第三四字节为温度扩大100倍，如当前温度为20.5℃，则数据为0x0802; 例：2A 02 01 04 83 00 02 08 23 |
0x05 读取传感器ID号，此命令为广播，总线上只能挂一个设备，数据长度为0。 例：2A FF 05 00 23 | 返回当前传感器的ID号。 例如当前ID号为0x05，则数据为：2A FF 05 01 05 23 |
0x06 写传感器ID号，此命令为广播，总线上只能挂一个设备，数据长度为0。ID号范围1-254. 例如写传感器ID号为0x05，则数据为：2A FF 06 01 05 23 | 写入成功则返回写入的ID号，写入失败则返回0x00； 写入成功返回数据：2A FF 06 01 05 23; 写入失败返回数据：2A FF 06 01 00 23 |
