基于nrf51822的汽车无线姿态测量系统设计

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1、第14卷第17期2014年6月科学技术与工程Vol.14No.17Jun．20141671—1815(2014)17-0087-05ScienceTechnologyandEngineering2014Sci.Tech.Engrg.计算机技术基于nＲF51822的汽车无线姿态测量系统设计刘百芬李图之陈鹏展杜汉亭(华东交通大学电气与电子工程学院，南昌330013)摘要设计一种基于nＲF51822芯片的汽车无线姿态测量系统;该系统以新型无线射频芯片nＲF51822作为处理单元和无线发射模块，结合MPU6050传感器

2、设计而成，两者之间通过I2C接口通信。nＲF51822通过无线模块与上位机通信，上位机采用LabVIEW平台对汽车原始数据和姿态角数据进行实时显示、存储，实现一种高性能、低成本、低功耗的无线汽车姿态测量系统。实验测试表明:无线通信姿态测量系统实时性好、精度高，能够满足一般汽车姿态测量要求。关键词汽车姿态测量nＲF51822MPU6050LabVIEW数据采集无线通信中图法分类号TP274.2;文献标志码A人们越来越重视汽车行驶的安全性问题，对汽电源供电。车运行稳定性的要求也越来越高。汽车运行时的姿态是对车辆运行稳

3、定性、安全性判定的标准之一，姿态实时准确地测量是汽车动力学研究的基础。本设计主要包括数据采集和分析处理，将其转换成姿态信息，并经过无线通信的方式传输到上位机，然后在LabVIEW平台上对汽车姿态数据进行实时显示和数据存储。图1系统设计框图MPU6050是6轴运动处理传感器，它集成了3Fig．1Diagramofthedesignedsystem轴陀螺仪、3轴加速度传感器和一个数位运动处理1.1nＲF51822与MPU6050硬件接口模块器(digitalmotionprocessor，DMP)，通过I2C(int

4、er-in-nＲF51822作为系统的控制核心可直接控制tegratedcircuit)总线串行输出三轴方向上的加速度MPU6050的工作状态和数据采集，并将MPU6050和角速度。DMP可处理运动感测的复杂数据，降低采集的数据经过解算处理然后通过无线射频传输给了运动处理运算对操作系统的负荷，测量精度［1］;nＲF51822是NOＲDIC公司设计生产的一款多PC端。高2nＲF51822与MPU6050通过IC总线接口进行协议的超低功耗的无线芯片，它集成了功能强大且低功耗的32位AＲMCortex-M0处理器，并且

5、支持蓝通信，其电路结构如图2所示。总线拥有二线接口，牙4.0、ANT和专有2.4GHz等协议的非并行和并包括串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)。通过［2］。在当下移动终端快速发展，nＲF51822在串行数据线和串行时钟线在连接到总线的器件间传行操作汽车电子技术无线通信领域有着广阔的应用前景。递信息，数据从高位到低位依次传输。接口串行数据传输速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式1系统硬件设计下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s［1］，系统硬件设计框图如图1所示，图1中虚线表

6、工作模式是主从式，连接到接口的设备可做主设备示无线传输，实线表示接口传输。硬件电路主要包或从设备。括两片nＲF51822、一片MPU6050和FT232ＲL芯片。设计中nＲF51822作为主设备，拥有一个两线系统采用两种供电方式:3.3V锂电池和外接5V接口(twowireinterface，TWI)模块，能够兼容总［2］线。传输速率模式采用快速模式。nＲF51822负2014年1月18日收到国家自然科学基金(61164011)、责向MPU6050写入控制指令，MPU6050作为从设江西省自然科学基金(20114

7、BAB201023)资助备向nＲF51822传送采集的数据和中断事件。第一作者简介:刘百芬(1957—)，男，教授。研究方向:检测技术、电在设计中，MPU6050总是作为从设备。MPU6050通子技术。E-mail:bflin@ecjtu．jx．cn。过配置相关寄存器可实现可编程特性，还可以通过88科学技术与工程14卷结束标志(P)结束。拒绝应答信号定义为SDA数据在第9个时钟周期一直为高。1.2通信模块采用两片nＲF51822来实现数据采集系统与上位机无线通信功能。nＲF51822Ｒadio模块工作在［2］2.

8、4GHz频段。根据功能需求对Ｒadio模块进行相应配置，首先配置工作模式:下位机发送、上位机图2nＲF51822和MPU6050的I2C接口电路接收;然后对两芯片Ｒadio模块数据通道进行配对，2Fig．2TheICinterfacecircuitbetween保证数据仅在两Ｒadio模块间传输;传输速率均配nＲF51822andMPU6050置为2Mbit/s;按照nＲ