[发明专利]基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统

权利要求书

1.基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统，包括多个桨端采集装置、一个信息采集盒和一个上位机；

其特征是：

所述桨端采集装置设置于皮划艇的每个划桨的端部，用于采集桨拉力和桨扭力；所述信息采集盒设置于皮划艇上，用于对桨拉力和桨扭力进行处理后发给上位机，由上位机对桨拉力和桨扭力数据进行存储并绘制波形图和显示；所述桨端采集装置和所述信息采集盒之间通过无线通信的方式交换数据；

所述桨端采集装置包括桨拉力传感器、桨扭力传感器、锂电池B1、差分放大电路、桨端无线通信模块和桨端微控制器U3；所述锂电池B1经降压后转换为3.3V直流输出，为桨端采集装置供电；所述桨拉力传感器和桨扭力传感器均与所述差分放大电路相连接，用于将桨拉力和桨扭力数据传输给差分放大电路，差分放大电路的输出经过放大和滤波处理后输出给所述桨端微控制器U3，将桨拉力和桨扭力数据传输给桨端微控制器U3；所述桨端无线通信模块与所述桨端微控制器U3相连接，用于将桨端微控制器U3所获得的桨拉力和桨扭力通过所述桨端无线通信模块无线发送给信息采集盒；

所述信息采集盒包括信息采集盒无线通信模块、信息采集盒微控制器U5、USB-UART桥接器U7、锂电池B2和稳压芯片；所述锂电池B2用于为稳压芯片提供电源，所述稳压芯片将锂电池B2输出的电压转换为3.3V直流输出，为信息采集盒供电；所述信息采集盒无线通信模块与所述信息采集盒微控制器U5相连接，用于将桨端无线通信模块所发送的桨拉力和桨扭力发送给信息采集盒微控制器U5，由信息采集盒微控制器U5对桨拉力和桨扭力进行处理后发给上位机；信息采集盒微控制器U5与所述USB-UART桥接器U7相连接，用于通过USB-UART桥接器U7和USB数据线连接上位机；

信息采集盒无线通信模块和桨端无线通信模块均为nRF24L01+无线模块U6；

信息采集盒具有基准电压电路，该基准电压电路包括三端稳压管D1、电容C39-C43、电阻R32、运放U2D；

所述差分放大电路包括第一信号调理电路和第二信号调理电路；

所述第一信号调理电路和第二信号调理电路均与所述桨端微控制器U3相连接；

所述第一信号调理电路包括电阻R1、电阻R4～R8、电容C10～C13、运放U03、运放U1A、运放U1C；

所述第二信号调理电路包括电阻R2、电阻R9～R14、电容C16～C17、电容C22～C23、运放U4、运放U1B、运放U1D；

第一信号调理电路的端子IN1+和IN1-连接桨拉力传感器的两个信号输出端，第二信号调理电路的端子IN2+和IN2-分别连接桨扭力传感器的两个信号输出端。

2.根据权利要求1所述的基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统，其特征是：

所述桨端微控制器U3上连接有电阻R3、电容C1～C8、电容C14～C15、电容C27～C28、低压差线性稳压器U04和无线接口电路P1；所述无线接口电路P1上连接有电容C18和电容C19。

3.根据权利要求1所述的基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统，其特征是：

所述信息采集盒微控制器U5为STM32F103ZET6；

USB-UART桥接器U7上连接有电容C33、电容C35、电容C37。

4.根据权利要求1所述的基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统，其特征是：

所述桨端采集装置的工作过程为：系统完成初始化后，以5ms为周期采集桨力数据，随后进入停止模式以节省电量，35ms后进入无线接收模式，等待采集盒的同步广播。

5.根据权利要求4所述的基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统，其特征是：

所述初始化的过程包含RCC时钟、GPIO、SPI、EXTI、NVIC、AD、RTC ALARM和IWDG的初始化。