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花都哪儿有升高车    HMC83提供了三种测量模式:单次测量模式、连续测量模式和闲置模式
新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2017-09-194    文字:【】【】【

      花都哪儿有升高车   HMC83提供了三种测量模式:单次测量模式、连续测量模式和闲置模式   花都哪儿有升高车, 花都升高车, 升高车出租  单次测量模式下,HMC83只测量一组磁场数据,并将测量数据保存到输出数据寄存器中,然后回到闲置模式,再次测量需重新发送启动测量命令。连续测量模式下,HMC5W3在用户设置的频率下不断测量外部磁场,更新数据输出寄存器。如果MCU不及时读取数据输出寄存器的值,则新的磁场数据会将旧的数据覆盖。同时每次测量都会在RDRY引脚产生一个中断信号。闲置模式下片中的ADC、放大器、传感器偏置电流等耗能模块是禁用的,可用于减少能耗。HMC83有H个配置寄存器,配置寄存器A用于配置每次测量的采样平均数、连续模式数据输出速率、测量配置位:配置寄存器B用于配置测量范围;模式寄存器用于设定操作模式。(1)自测试为了检测HMC5983莊片能否正常工作,内部配备了自测功能模块用1^^*产生一个待测的标称磁场强度(偏差磁场)。首先配置寄存器进行自测(正偏置/负偏置可选)、单一测量模式、增益选择Gain=5(对应测量范围±4.7Ga)。芯片内部将执行两次测量,第一次为置位脉冲产生后的外部磁场的测量数据,第二次是传感器内部偏置带产生的正/负偏置电流(大约10mA),从而创建一个1.1高斯的自测磁场,传感器测量外部磁场和自测磁场的叠加值。两次测量的差值即一个纯净的1.1高斯磁场强度,将差值保存在数据寄存器中输出。若测量值在243 ̄575LSB范围内,则认为该传感器性能良好。(2)地磁场测量在进行地磁场测量时,选用连续测量模式,数据输出速率为220Hz,采样平均数为8;地磁场为0.4-0.625高斯,故测量范围设置为±0.88高斯,对应的分辨率为0.73mG/LSB。HMC5983W220Hz的数据更新磁场测量数据,每次更新后,DRDY输出一个低电平,MCU检测到该低电平后,产生中断,通过SPI接□读取HMC83测量值。每个轴通过12位ADC采样,测量结果存放在两个8位的寄存器中,根据分辨率将测量值转换为磁场强度,再根据2.3节进行算航向角计算。 电子罗盘在使用时容易受到外界环境干扰,未经校正的电子罗盘航向角误差可达30多度,下面针对这一问题进行误差分析和补偿算法设计。





       电子罗盘误差来源,   电子罗盘测量航向角的计算公式是基于地磁场在很大范围内是均匀的、没有受到外界环境干扰这一理想情况,而在实际使用中,磁阻传感器受到外接环境的干扰,如铁磁性物质引起的地磁场扭曲、电生磁场与地磁场产生叠加,这都将引起磁传感器的测量误差。电子罗盘测量误差根据来源不同可分为以下两类:




    (1)系统自身存在的误差系统自身存在的误差可以分为制造误差和安装误差。制造误差是传感器系统内部的固有误差,包括由于传感器的模拟电路、A/D转换的零点不为零引起的零点误差、三轴灵敏度不同引起的灵敏度误差、H轴无法完全正交引起的正交误差;安装误差包括磁阻晏传感器H轴和加速度计H轴不完全正交引起的误差、磁阻传感器H轴和运动载体坐标系H轴不完全一致引起的误差。



     (2)工作环境造成的误差磁传感器受到周围环境磁场影响而产生的误差,又称为罗差。环境中铁磁介质引起的磁场变化导致电子罗盘输出精度下降较大,同时环境因素难控制,这是电子罗盘误差的主要部分。罗差根据干犹磁场的大小和方向可分为硬磁干扰和软磁干扰。硬磁干扰相当于永久磁铁或被磁化的金属,可认为其产生的磁场在传感器周围均匀分布,大小和方向在一定环境下是不变的,因此硬磁干扰产生的合成磁场在磁传感器H个敏感轴上的分量是不变的。软磁干扰产生于地球磁场和罗盘附近的磁性材料之间的相互作用,其干扰程度与罗盘的方向有关。





     电子罗盘校正方法,   磁阻传感器在测量过稻中不可避免地受到各种噪声的干扰,其直观表现为在静止状态下测量值存在明显的不规则抖动,使航向角有1 ̄2°的摆幅。根据理论和经验分析, 由于地磁场数值较小,磁阻传感器内部的A/D采样电路、调理电路工作时都会受到噪声的影响,从而使测量值产生抖动,故对测量值进斤预处理,比较算术平均滤波、滑动平均滤波、加权平均滤波和中值滤波等算法的滤波效果,选用算术平均滤波。在电子罗盘的两类误差中,罗差是造成电子罗盘误差的主要因素,误差可达几十度,系统本身误差较小,本文主要针对罗差进行校正。目前国内外的研究大致可以分为给定基准补偿法和基于楠球/楠圆假设的电子罗盘误差补偿方法两类Ps]。给定基准补偿法主要依据最小二乘思想,通过测量载体在一定环境下多个测量点的测量值和真实值,进行最小二乘拟合,求出补偿系数。该方法在存在稳定磁场干扰时误差补偿效果好,但在实现过程中需要有高精度的电子罗盘作为基准,确定正北方向,操作方法繁琐复杂,效率较低,改变电子罗盘使用环境则需要重新进行校正。





    楠圆假设最初,由于地磁场矢量在地球某一个位置是固定不变的,因此认为在理想情况下,当载体姿态变化时,载体坐标系中地磁场矢量的变化轨迹应当是一个球也位于坐标原点的球面。楠圆假设是禍球假设的简化,即理想情况下,地磁场矢量在水平方向的投影轨迹应当是一个圆心、在原点的正圆。受罗差影响,球面崎变成楠球面,水平面上的圆变成備圆。这种补偿方法不需要给定基准,计算量比最小二乘法大,但是操作方便,对于楠圆假设的误差补偿方法,整个补偿过程只需人工操作使罗盘在水平面内旋转一周,即可得到补偿因子。比较上述两类方法,本文中使用基于欄圆假设的方法进行误差补偿。根据楠圆假设,理想情况下,电子罗盘在水平面内垂直正交的两个轴上的磁场分量好,和好,输出曲线应该是一个圆屯、在原点的圆。硬磁干扰会造成好,和打U产生固定偏差,表现为圆也偏移;软磁干扰使圆崎变成楠圆。从几何角度看,误差形成的过程是一个由圆到楠圆的变化过程,所从欄圆恢复到圆的过程就是误差补偿的过程。设理想情况下,地磁场的水平分量受到硬磁和软磁干扰后测量值;(1)正交矩阵作用时,相当于圆顺时针绕圆也转动了一个角度A,即圆周上所有点顺时针转动了一个角度,产生的误差称为圆周误差。  (2)对称矩阵Op作用时,圆产生崎变,变成了沿45°方向拉长的楠圆,相应磁场强度的变化。 (3)矩阵作用时,相当于把口)中的欄圆转动了一个角度。



    (4)矩阵S作用时,口仲桐圆整体偏移,楠圆中也从坐标原点移动到相应磁场强度的变化。  根据上述误差形成过程,为了直观观察每个误差矩阵的作用效果,使用MATLAB模拟该过程,误差系数分别取<!,正交矩阵作用对称矩.   由上述对误差形成过程的数学公式推导可知,误差的补偿就是求解误差变换矩阵。误差变换矩阵共6个参数,其中0,的作用是使圆整体旋转了一个固定角度,即圆周误差,可在最后设备实际使用时,寻求一个高精度的电子罗盘,在相同位置进行测量,得到一固定偏差,然后通过转动传感器安装位置或者在软件程序中补偿固定角度消除。因此,只需要确定其余5个误差系数,求解的关键是根据实验数据确定楠圆一般方程的参数,并确定楠圆系数与5个误差系数之间的关系。 根据实验数据确定的地磁场水平分量的估计值。 有5个未知数,至少需要5个方程才能求解,因此可以在〇° ̄%〇°范围内大致均匀的5个方向上采集数据,求解上述参数。在本文中,为提高精度、减少随机误差的影响,实验中将电子罗盘水平旋转一周,将所有采集到的数据使用最小二乘法进行楠圆拟合,得到楠圆方程系数。理想条件下,地磁场水平分量分,和的合成轨迹是一个圆也在原点的圆,设半径为,误差矩阵的作用是将圆旋转一个角度。




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      根据上述数学推导过程,得到5个误差系数与楠圆一般方程系数之间的关系。本文中电子罗盘误差补偿采用离线校正的方法,具体有以下几个步骤:



    (1)首先将设备在水平面内旋转一周,得到磁阻传感器H轴测量值,通过测试用串口输出,PC机上的串口调试助手接收和记录磁阻传感器的原始数据;使用MATLAB对数据进行最小二乘備圆拟合,得到欄圆的一般方程,再得到误差系数。(3)将误差系数写入微控制器的Flash中保存,电子罗盘正常工作时,始化过程中读取Flash中的误差系数,得到磁传感器H轴测量值后得到水平分量,再进行误差补偿,最后计算航向角,并进行磁偏角补偿。




      显控终端和传感器节点使用相同的RP射频模块,均采用基于BasicRF架构的程序设计,区别在于应用层程序。显控终端工作流程。显控终端采集MPU6050数据,计算姿态角,然后采集HMC5983数据,获得H轴上的地磁场分量,并根据姿态角解算出航向角;依次向3个传感器节点发送命令,要求获得倾角值和电量,收到传感器节点反馈的数据后,解算挖掘深度。如果系统正常工作,则在显示屏上显示深度和方向;无线通信出错和电量不足时,提示错误信息。在无线通信时,显控终端依次向H个传感器节点发送命令,超过设定时间传感器节点未作应答,或收到的数据校验错误,则重新发送命令;超过3次重发,认为无线通信出现故障,在显示屏上显示提示信息。




     显示屏模块程序设计,  本文中采用OLED屏实现深度和方向数据显示及错误提示信息的显示。OLED屏通过驱动总片SSD1306控制,SSD1306提供了多种通信接口,在本文的设计中考虑到MCU的引脚数量,使用IIC接口。  首先发送起始信号,然后发送寄存器地址、读/写标志,收到应答ACK后,发送控制字节。 由Co、D/C和六个0姐成,如果Co为0,表示后续字节都是数据;否则,若D/C为0,则下一个字节是一个命令,若D/C为1,则下一个字节为需要写入到GDDRAM中的数据。每发送一个字节,都需要等待SSD1306应答。通信结束后发送结束信号。显示屏模块程序设计主要包括MCU资源初始化、外设初始化和内容显示2部分。



    (1)MCU资源初始化;设置CC2530与OLED模块相连接的10引脚P0.6和P0.7,作为普通GPIO口,设置为10输出。



    (2)外设初始化:即初始化SSD1306相关寄存器,初始化时,首先发送命令关闭显示,再设置显示时钟分辨率、偏移量、电荷粟、对比度等参数,然后再开启显示。由于0LED是无背光的,在初始化之后,需要把显存都清空,为后续显示字符做准备。



    (3)蟲示屏内容蟲示OLED屏分辨率为128X64,屏幕与驱动莊片SSD1306显存的对应关系。SSD1306蟲存分为8页,每页128个字节,正好是128*64的点阵。由于所采用的OLED不带字库,显示图片、汉字或ASCII字符,均需通过取模软件进行编码。使用取模软件PCtoLCD2002,首先在模式中设置为"字符"模式,然后在选项中设置取模方式:取模顺序从高到低、从左到右,输出进制为16进制,汉字大小选用化*化,ASCII字符大小选用16*8,保存为C51格式。得到编码后,按通信协议,按照所确定的地址模式写入对应的GDDRAM中。向GDDRAM中发送数据时,先通过指令确定操作所需要的地址模式及存储器的地址,然后按页从低到高,每页字节从低到高的顺序写入相应字符的编码。






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