基于BP网络的智能压力传感器系统研究与设计.pdf

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1、第24卷第10期传感技术学报V01．24No．10CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSOct．201l2011年10月TheResearchandDesignofIntelligentSensorSystemBasedonBPNetworkCJingya，LVHuimin，CHENGSai(DepartmentofAppliedphysics，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Anintelligenthighprecis

2、ionsensorwasdesignedbycombiningSTM32F101C8microprocessorwithC／OS一Ⅱoperatingsystem，meanwhile，thecorrespondinghardwarestructureandsoftwaredesignweregiven．ByusingBPneuralnetwork，twotargetparameters，pressureandtemperature，weremadedothedatacombinationtoreducethesensitivity

3、ofcross—interference．Theresultsshowthatthesensorcanmeetthereal—timedemandundermuhitask，andgettheperformancemoreaccurate，stableandreliable．Keywords：pressuresensor；BPnetwork；fxC／OS-Ⅱ；STM32F101C8EEACC：1295；7230doi：10．3969／j．iSSII．1004-1699．2011．10．011基于BP网络的智能压力传感器系统研究与设

4、计冰崔静雅，吕惠民，程赛(西安理工大学应用物理系，西安710048)摘要：将STM32F101C8微处理器与~C／OS一Ⅱ操作系统相结合，设计出了一种高精度智能传感器系统，给出了相应的硬件结构和软件设计。利用BP神经网络对压力和温度两个目标参量进行数据融合处理，减小了两者相互交叉干扰敏感度。实测结果显示该传感器能满足多任务下的实时性要求，并具有更加精确、稳定、可靠的性能。关键词：压力传感器；BP神经网络；vLC／OS一Ⅱ；STM32F101C8中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)10—1426

5、—05压力的测控在现代工业自控环境中广泛应用，提高压力测量的精度_5]，但是忽略了温度测量的涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、航空航天、军工准确，且收敛速度慢。本智能传感器系统针对压力等众多行业。随着通讯技术和计算机技术的发展，和温度相互交叉干扰的问题．利用BP神经网络的智能压力传感器技术的发展相对滞后，呈现出“头Levenberg．Marquardt算法提高了网络收敛速率以及脑(计算机)发达，感觉(传感器)迟钝”的现象_1]。温度和压力两个参量的测量精度．同时在~C／OS一为了提高测量精度。如何抑制压力传感器对温度的Ⅱ操作平台上

6、，将BP网络融合算法嵌入到交叉敏感性是亟待解决的核心问题l2]。STM32F101C8微处理器中，实现显示、报警、与PC压力传感器的工作原理已经基本定型。通过发机通信等功能，使功能更加完善。现新的特殊敏感材料_3来提高性能已经很困难。1智能压力传感器的硬件设计目前，国内外常用的解决方法基本有两种：一种是硬件法，但硬件电路大都存在电路复杂、精度低、成本硬件电路的系统方框图如图1所示。高等缺点；另一种是软件法。此类方法是将微处⋯⋯⋯。一I信l时钟电路}理器与传感器结合起来，利用丰富的软件功能、结合号处核心MCU一定的算法对参量进行数据

7、融合，主要有回归法、最理STM32F1O1小二阶乘法、神经网络、小波等。其中神经网络具有—温’‘度—’‘信—号-1t电路层次性、联想记忆和并行处理等优点．应用前景良．．一一．一一．一一1复位电路I好]。近几年，相关文献中多选用BP神经网络来图1硬件电路系统方框图项目来源：陕西省教育厅基金项目(09JK636)收稿日期：2011一O6—01修改日期：2011—07—16第1O期崔静雅，吕惠民等：基于BP网络的智能压力传感器系统研究与设计14271．1测量单元在此智能传感器系统中，微处理器启动时，A／D传感器选用的是JCY一101型硅

8、压阻式压力传转换芯片等功能开始自检。如有故障，显示哪一原感器．其内部电路是由四个压敏电阻组成的全桥差件出错，以便操作人员及时处理；如正常，则对系统动电路，如图2所示。为了提高恒流特性，本设计采初始化。一切就绪后。采集目标参量，进行数据处理用反馈改进