摘要

　　隨著傾角傳感器在地質(zhì)設(shè)備傾斜監(jiān)測、雷達(dá)車輛平臺檢測、船舶航行姿態(tài)測量、火炮炮管初射角度測量、石油鉆井設(shè)備 、衛(wèi)星通信車姿態(tài)檢測、各種工程機(jī)械傾角測量等行業(yè)中的推廣和應(yīng)用，要求傾角傳感器采集到的大量數(shù)據(jù)能夠在各種惡劣的工業(yè)控制環(huán)境和現(xiàn)場中得到有效的、完整的保存。海量數(shù)據(jù)存儲器的使用解決了我們對大容量采集數(shù)據(jù)的存儲；內(nèi)置的時鐘功能讓我們更好的了解發(fā)生傾斜角度時的具體時間；低功耗設(shè)計適合國家提倡的節(jié)能需求。

系統(tǒng)框架

　　傾角傳感器采用針對工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域推出的串口輸出型雙軸傾角傳感器，其內(nèi)置高精度 16bit A/D 差分轉(zhuǎn)換器，通過5 階濾波算法，從而可以測量傳感器輸出相對于水平面的傾斜和俯仰角度。輸出響應(yīng)頻率標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)18Hz。其它特性：

　　a 雙軸RS232/485數(shù)字輸出傾角傳感器量程±1～±90°可選；精度0.004 分辨率0.01

　　b 用戶可通過串口指令設(shè)定傾角相對零點(diǎn)輸出位置、傳感器波特率等多項參數(shù)。

　　c 數(shù)字輸出，雙層電路板，封裝外殼的產(chǎn)品防水等級IP68，抗外界電磁干擾能力強(qiáng)。

　　d 寬溫工作-40～+85, 高抗振性能>2000g

　　使用歐洲進(jìn)口傾角單元，電容微型擺錘原理。利用地球重力原理，當(dāng)傾角單元傾斜時，地球重力在相應(yīng)的擺錘上會產(chǎn)生重力的分量，相應(yīng)的電容量會變化，通過對電容量處量放大，濾波，轉(zhuǎn)換之后得出傾角。

　　海量數(shù)據(jù)存儲器采用廣州樂誠電子科技有限公司（www.lechengdz.com）提供的LCW-S數(shù)據(jù)存儲器, 是一款可以替代PC機(jī)的便攜式串口數(shù)據(jù)記錄儀。LCW-S數(shù)據(jù)存儲器是一種超大容量的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備,采用嵌入式系統(tǒng)控制芯片，將串口RS-232/485輸入的數(shù)據(jù)透明存儲在SD卡中。數(shù)據(jù)存儲器采用模塊化設(shè)計，不需要用戶對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時存儲。該產(chǎn)品已廣泛使用于系統(tǒng)集成設(shè)備、自動化采集設(shè)備、高校、研究所重要實(shí)驗裝置“黑匣子”，是具有高度集成，高可靠性，低成本優(yōu)勢的數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)品。 有如下功能：

　　a 采用工業(yè)級高性能32位處理器，運(yùn)用獨(dú)特的動態(tài)內(nèi)存分配管理算法，提高數(shù)據(jù)的處理能力，實(shí)現(xiàn)實(shí)時 高速數(shù)據(jù)采集、持續(xù)數(shù)據(jù)記錄和大容量數(shù)據(jù)存儲的便攜式數(shù)據(jù)存儲記錄儀。其高達(dá)100Kb/s的數(shù)據(jù)接收及存儲能力,完全適應(yīng)傾角傳感器高速的，海量的數(shù)據(jù)存儲。

　　b 超低功耗設(shè)計，支持鋰電池供電適用野外和移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)存儲環(huán)境。

　　c 具有時鐘功能，數(shù)據(jù)存儲文件以當(dāng)前的年月日自動命名；可根據(jù)用戶的具體需要對接收到的每幀數(shù)據(jù)加入實(shí)時時間，方便后期數(shù)據(jù)處理。

　　d 中文配置軟件，通過串口可修改波特率、時鐘校準(zhǔn)等。

　　e 可對儀器儀表采集設(shè)備發(fā)送輪詢指令（根據(jù)用戶需求定制）。

　　f 存儲器工作用的參數(shù)可以固化到處理器內(nèi)的FLASH 存儲器中，不會發(fā)生參數(shù)丟失的問題。固化的工作參數(shù)上電時自動調(diào)出。

系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)

　　本系統(tǒng)有系統(tǒng)電源、傾角傳感器、大容量數(shù)據(jù)存儲器組成。傾角傳感器為前端采集設(shè)備，大容量數(shù)據(jù)存儲器為數(shù)據(jù)實(shí)時存儲設(shè)備，系統(tǒng)電源為整機(jī)提供穩(wěn)定可靠的電源，全部安裝在傾斜角度采集現(xiàn)場。傾角傳感器完成傾斜角度的檢測；大容量數(shù)據(jù)存儲器完成對傾角傳感器輸出RS232/485 信號進(jìn)行采集、分析、處理、保存。

　　傾角傳感器和大容量數(shù)據(jù)存儲器均為低功耗產(chǎn)品設(shè)計，整機(jī)耗電在0.8W 左右。對于現(xiàn)場無電源的情況，特別是在現(xiàn)場環(huán)境惡劣的野外，用戶可以選用太陽能供電，選用15W 的太陽能電池板配接12V/30AH 鉛酸電池組可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)一周時間陰天的連續(xù)供電。

　　系統(tǒng)具有實(shí)時性：實(shí)時現(xiàn)場監(jiān)測，數(shù)據(jù)完整保存；靈活性：用戶可以根據(jù)需求，靈活、方便的設(shè)置參數(shù)；安全性：不論是產(chǎn)品、還是工具及其維護(hù)，都具有系統(tǒng)安全性和可靠性；采集方式：應(yīng)答式和自動輸出式等特點(diǎn)。

數(shù)據(jù)存儲格式

　　在許多監(jiān)測過程中，不僅要求讀取簡單的儀表值，而且還需要對一段時間的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析和處理以取得預(yù)測和分析的目的。在這種情況下，可能要求監(jiān)測時間長，采集要求自動進(jìn)行，無需人工值守，所以數(shù)據(jù)必須自動存儲，大容量數(shù)據(jù)存儲器采用PC機(jī)可識別的FAT 32文件系統(tǒng)設(shè)計，支持大容量的SD卡，數(shù)據(jù)存儲格式為“TXT”文檔，PC機(jī)可以直接對SD卡中的文件進(jìn)行操作。

　　傾角傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)有應(yīng)答制式和自動制式兩種輸出方式；在某種特定的情況下，需要對發(fā)生傾斜的時間和傾斜的角度做一個準(zhǔn)確的、實(shí)時的記錄。我們采用應(yīng)答輸出方式，通過數(shù)據(jù)存儲器對傾角傳感器定時的發(fā)送“輪詢指令”獲取傾斜角度值，進(jìn)行保存。在數(shù)據(jù)保存的過程中處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使每幀角度數(shù)據(jù)前自動加入實(shí)時時間。數(shù)據(jù)存儲格式為：14:35:11 X軸： +025.30 °Y軸：-007.05°；14:35:12 X軸： +013.02 °Y軸：000.25°；14:35:13 X軸： +002.40 °Y軸：005.25°；14:35:14 X軸： +002.10 °Y軸：-005.33°。存儲文件以當(dāng)時的年月日命名。