無線水位檢測系統與壓力傳感器補償方法的研究

　　2.4 無線通信模塊

　　主機采用FC222-CH與從機通信。FC222-CH是深圳友訊達公司利用先進的單片機技術、無線射頻技術、數字處理技術和語音處理技術設計的雙向數據傳輸及低功耗模塊化電臺。它具有頻點可調、帶寬可調、功率可調、多信道、高編碼效率、接收靈敏度高等優點，并提供了RS-232、RS-485和TTL 3種數據接口。該系統采用此設備可以滿足泵房供水遠程控制的需要。在該系統中FC222-CH選擇RS-232數據接口。

　　2.5 鍵盤模塊和顯示模塊

　　通過鍵盤模塊設置實際大氣壓和水的密度、存取數據時間間隔等系統工作參數，并將這些工作參數存儲于Atmega16的EEPROM中，下次使用時，無需用戶再次輸入這些參數，從而使深水水位檢測系統具有記憶功能。采用PC機進行水位實時顯示，正常運行時顯示水位、溫度、電源供電情況、串口使用以及波特率的設置情況。發生故障時以模塊化進行顯示，如AD模塊是否工作、電源模塊是否供電、通訊模塊是否正常等，以便于在出錯的情況下進行維修，并且在串口線接觸不良時采用聲光報警，以提醒人們進行連接。

　　3 水位檢測系統的軟件設計

　　3.1 系統的主程序設計

　　水位檢測系統的軟件設計采用模塊化的設計思想，用C語言編程實現。軟件的各個功能模塊之間通過入口和出口參數相互聯系，可以縮短開發周期。圖3為主程序結構圖。

　　3.2 數傳電臺的參數設置

　　數傳電臺的參數設置包括地址碼、版本號、功率等級、信道選擇、空中波特率、串口波特率、數據位、校驗方式、頻率逆變模式、帶寬等參數的設置。2個電臺的參數設置如圖4(a)、圖4(b)所示。

　　3.3 利用拉格朗日插值法進行數據處理

　　壓阻式傳感器的測量精確度很大程度上受非線性和環境溫度的影響,如何對傳感器所產生的誤差進行補償就成為設計中的關鍵環節。在硬件上，一般補償方法都是修正橋路電阻的差異性以及橋臂電阻的漏電流、裝配應力等，但由于其外圍元件較多會導致穩定性差、精確度不高，在復雜的工況下很難達到理想的預期效果。隨著微處理器技術在傳感器領域的應用,使得通過設計軟件算法實現傳感器工作特性的自動補償成為可能。本設計著重分析了單晶硅壓阻式壓力傳感器工作特性曲線的變化,給出了一種對其誤差進行修正的軟件算法，可在很寬的溫度范圍內保證傳感器的精確度幾乎不變,并可廣泛移植于其他壓阻式壓力傳感器的補償設計。

　　隨著壓強的增大電壓逐漸增大，經多次實驗，可測得如下有效數據，見表1。

　　由于實驗測得的數據存在一定的微小的誤差，所以應該使用濾波手段，去偽存真，得到所需要的近似值。在此采用冒泡法進行處理，去掉最大最小值，然后取算數平均值（注：0.1 Mpa即在地面測的電壓值，對應1個標準大氣壓）。

　　U0：第一組測得的電壓值。

　　U1：第二組測得的電壓值。

　　U2：第五組測得的電壓值。

　　x(n)：濾波后的電壓值，n取1、2、3、4、5分別對應5個壓強采集點。