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角度传感器在智能家居中的应用

发布时间:2018-12-01 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    角度传感器在智能家居中的应用作者: 王玲   【摘要】本论文从角度传感器在房屋的百叶窗的一个实际应用起程,阐述了角度传感器在物联网智能家居领域的重要作用。该系统能抑制角度传感器的倾斜角度,使百叶窗在电机的驱动力下旋转角度,以达到自动卷起或放下的效果。
  【关键词】角度传感器 STC89C52 SCA60A
  随着现代人们的生活条件的提高,人们起初对居住环境的要求也越来越讲究,物联网能够通过对我们居住环境的数据采集来明白我们居住的环境,使我们的生活更加容易,更加人性化。物联网通过射频识别技能、传感器技能的广泛应用,让世界上所有的物体从卫星到门窗,从大楼到厨房,从牙刷到纸巾都能够通过因特网主动进行信息交流,物与物,人与物的链接集成物联网观念。
  其中传感器便是把自然界中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号的装置与元件。而角度传感器主要用来测量固定部件和转动部件之间的旋转角度。随着自动抑制水平的不时提高,作为自动抑制系统的重要元件,角度传感器得到了迅速的发展。广泛应用于智能家居、煤炭、医疗设备、高层建筑、汽车、卫星GPS系统等领域。角度传感器将会在智能家居中起到很大的作用,角度传感器通过检测百叶窗的位置,能够自动开启平安保障系统。角度传感器可用于检测环境风向,可与其他如温度、湿度传感器配合,通过监测居住环境,在房屋主人回家前调节好适宜的室内环境。角度传感器还能够通过物联网的抑制,可精确定位、判断物品所在的位置。
  一、角度传感器(angle transducer)定义
  工程上常常把直接作用于被测物,能按一定规律将其转换成同种或其他种量值输出的器件,称为传感器。而能感受被测角度并转换成可用输出信号的传感器称为角度传感器。
  二、角度传感器分类
  按照输入的物理量可分为:倾角传感器、角速度传感器、角加速度传感器;按事务原理可分为:电位器式角度传感器、光栅式角度传感器、磁感应同步器、霍尔角度传感器。
  三、SCA60C单轴倾角传感器
  电子倾角传感器是一种精密的角度测量设备。其小巧的外形和坚固的结构相当适用于安装空间有限和环境条件苛刻的局面。电子倾角传感器针对用户的实际应用,有模拟、比例、数字和串行等输出形式,选择其输出信号不仅可表征具体倾角值,还可表征倾斜方向。SCA60C单轴倾角传感器应用于智能家居房百叶窗角度检测,智能车身平衡检测,教学实验演示,产品开发等等;角度转换为对应的电压信号,输出为模拟电压值,能够接带AD的单片机的输入口。倾角信号模拟电压输出[0-180°]对应[0.5-4.5V]可单片机AD采集;双向倾斜信号报警输出;输出有效信号低电平指示灯亮;左倾斜时输出左倾报警信号绿灯亮,右倾斜时输出右倾斜报警信号黄灯亮;左右倾斜角度报警范围0-90°,90-180°全范围可调,调整精度为±1°带安装孔,方便固定安装;电路板倾斜信号为TTL高低电平,可直接接单片机IO口。
  该动态自动角度测试系统是一个典型的闭环抑制系统,组成模块有抑制器、电机驱动、步进电机,检测模块,其总体结构如图1所示。通过倾角传感器的反馈获得当前所处的角度位置,抑制驱动模块实现实时读取传感器反馈的数据,通过处理器内部的抑制算法实现抑制策略,产生相应的抑制量,使电机转动,从而带动被抑制对象运动,达到指标运动状态。
  选取倾角传感器SCA60C对百叶窗角度进行测量,SCA60C能够在水平单方向对90的角度进行测量,能够把传感器固定于百叶窗的底部或顶部,百叶窗运动时,则可对角度测量。
  (一)角度传感器模块
  角度传感器SCA60C硬件连接图如图2所示。SCA60C是由N1000060加速度计组成的体硅微机械加工传感元芯片和信号调理ASIC。DO1、DO2为TTL电平输出口,直接接单片机IO口中,为阀值信号,VO为角度转换对应的电夺信号,输出为模拟电压值,能够接带AD的单片机的输入口。
  当步进电机带动百叶窗倾斜使角度传感器SCA60C处于水平位置时,VO端输出+2.5V的模拟电压。当百叶窗转到使角度传感器与水平面成+90°的角度时,此时VO端输出的+4.5V模拟电压。
  (二)A/D转换器模块
  ADC0809与8051单片机选用停止接口方式。由于ADC0809无片内时钟,时钟信号可由单片机的ALE信号经D触发器二分频后获得。由于ADC0809内部设通道基本地址为0000H~0007H。所以通道地址由P口的低3位直接与ADC0809的A、B、C相连。
  本设计以SCT89C52单片机为抑制核心,通过把单轴角度传感器SCA60C水平的固定在百叶窗上,达到实时检测倾斜角度的目的。并通过对步进电机驱动电路的抑制,实现百叶窗的转动。达到智能抑制的效果。
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