Разработка алгоритмов обработки информационного сигнала и реализация комбини-рованного датчика удара, наклона и движения на основе 3-осевого MEMS-акселерометра


https://doi.org/10.7463/rdopt.0616.0850702

Полный текст:


Аннотация

На современном этапе развития охранных систем датчики представляют собой, как правило, микропроцессорные устройства, использующие цифровую обработку сигнала. К интеллектуальным датчикам относят датчик удара (шок-сенсор), датчики объема (ультразвуковые, микроволновые), наклона и движения. Датчики удара с чувствительными элементами (ЧЭ) пьезоэлектрического, микрофонного и электромагнитного типов обладают рядом существенных недостатков, и поэтому наиболее перспективным в настоящее время считается применение в качестве ЧЭ трехосевых акселерометров, выполненных по MEMS-технологии. В этом случае можно реализовать на одном ЧЭ комбинированный датчик удара, наклона и движения. В публикациях, посвященные комбинированным датчикам удара, наклона и движения, не сформулированы требования к характеристикам применяемых акселерометров. Нет достаточной ясности, что представляет собой информационный сигнал. Каков диапазон измеряемых ускорений, воздействующих на датчик, частотный спектр сигналов при ударе, наклоне и движении. В связи с этим, был проведен ряд экспериментов по исследованию информационного сигнала, получаемого с трехосевого акселерометра при различных воздействиях на автомобиль. Экспериментальные данные легли в основу разработанных автором и приведенных в настоящей статье алгоритмов обработки сигнала MEMS-акселерометра ADXL-345. Данный акселерометр был использован при реализации комбинированного датчика удара, наклона и движения автосигнализации Excellent. Рассмотрены алгоритмы цифровой фильтрации сигнала, выбора пороговых значений, при которых происходит срабатывание датчиков, вопросы обеспечения температурной стабильности характеристик и алгоритм, исключающий «ложные срабатывания» датчика по зоне тревоги. Приведены рекомендации по технической реализации алгоритмов на PIC-микроконтроллерах.


Об авторе

С. А. Васюков
МГТУ им. Н.Э.Баумана, Москва
Россия


Список литературы

1. Корякин-Черняк С.Л., Мукомол Е.А. Справочник по современным автосигнализациям. – Москва: Изд.-во Наука и техника, 2009. Том 2.– 320 с.

2. Найман В.С., Тихеев В.Ю. Самоучитель по установке систем защиты автомобиля от уго-на. – Москва: Изд.-во Наука и техника, 2009.– 384 с.

3. Андрианов В.И., Соколов А.В. Охранные устройства для автомобилей. Справочное посо-бие. – СПб.: Издательство Лань, 1997. – 320 с.

4. Противоугонные устройства. Под редакцией Мальцева В.М., Минск: Краснопринт, 1996. – 265 с.

5. Васюков С.А., Красовский А.Б., Остапенко Д.Г., Федин В.И. Разработка методов и средств повышения чувствительности и стабильности характеристик микроволновых датчиков // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 4. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/704976.html (дата обращения 01.05.2014). DOI: 10.7463/0414.0704976

6. Васюков С.А., Красовский А.Б., Остапенко Д.Г., Федин В.И. Разработка методов и средств улучшения характеристик микропроцессорных датчиков удара для автомобильных сигнализаций // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 5. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/709342.html (дата об-ращения 01.06.2014). DOI: 10.7463/0514.0709342

7. Васюков С.А., Остапенко Д.Г., Федин В.И. Экспериментальные исследования и анализ информационного сигнала комбинированного датчика удара, наклона и движения на основе 3-осевого MEMS-акселерометра // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 9. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/730675.html (дата обращения 01.05.2014).

8. Юдин А. Новые акселерометры компании STMicroelectronics // Компоненты и техно-логии. 2009. №2.

9. Сысоева С. Ключевые сегменты рынка МЭМС-компонентов. Акселерометры // Компо-ненты и технологии. 2010. № 3.

10. Еманов А. Инерциальные датчики STMicroelectronics // Новости электроники. 2007. № 18.

11. 3-Axis Digital Accelerometer ADXL 345, Analog Devices inc., Datasheet, Rev.0, 2009.

12. Воронов А.С., Калигин Н.Н. Определение момента аварии и оценка вероятности получе-ния опасных для жизни травм // Ползуновский альманах. 2013. №1, с. 83-86.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Васюков С.А. Разработка алгоритмов обработки информационного сигнала и реализация комбини-рованного датчика удара, наклона и движения на основе 3-осевого MEMS-акселерометра. Радиостроение. 2016;(6):47-63. https://doi.org/10.7463/rdopt.0616.0850702

For citation: Vasyukov S.A. Data Signal Processing Algorithms and Combined Shock, Tilt, and Motion Sensor Implementation Based on the 3-Axis MEMS -Accelerometer. Radio Engineering. 2016;(6):47-63. (In Russ.) https://doi.org/10.7463/rdopt.0616.0850702

Просмотров: 149

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-926X (Online)