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智能压力传感器的研究与开发
资料介绍
为了提高压力传感器的精度,丰富压力传感器的功能设计了一种新型的智能压力传感器。该压力传感器以MSP430单片机为控制核心,通过A/D转换接口实现对压力传感器的温度和压力信号的采集,利用BP网络算法实现了对采集信号的数据拟合,利用LED显示,利用RS485串口通讯实现数据交换及压力值输出,完成功能要求。
详细叙述了压力传感器的温度补偿方法,重点讨论了人工神经网络中的BP网络算法。BP网络算法主要包括BP网络的结构,基于MATLAB神经网络工具箱的BP网络仿真。根据BP网络的数据连接关系实现了BP网络的C语言表示,根据BP网络的权值、阈值由数组连接实现了向MSP430单片机的程序移植,完成信号的控制。提出了基于遗传模拟退火BP网络算法的压力传感器温度补偿系统。
设计了压力传感器的硬件电路。利用MPM280压力传感器测量压力,通过放大器实现温度和压力信号的放大,利用MSP430自带A/D转换的12位MSP430单片机实现信号处理,通过RS485实现输出,设计了显示功能,设计了丰富的电源电路,并且通过相应的电压转换芯片实现对各个模块的不同电压供电。
实现了压力传感器的软件设计,在MSP430编译软件IAR上利用C语言实现了初始化子程序,温度和压力A/D采样程序,BP网络信号处理子程序,显示子程序和RS485通讯子程序。设计了基于MATLAB GUI的串行通讯压力传感器标定软件,在GUI上实现了对单片机的信号采集,BP网络训练以及对单片机的串行通信实现的在线标定的功能。
研究设计的智能压力传感器具有体积小、精度高,并实现了基于MATLAB的BP网络在线标定。通过仿真对软、硬件进行了充分的调试,效果良好,在工业现场已经应用实现,在众多压力测控系统中有着广阔的应用前景。
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