[发明专利]具有冗余信号采集策略的MEMS惯性测量装置

权利要求书

1.具有冗余信号采集策略的MEMS惯性测量装置，其特征是:包括：安装在装置基座内的快速启动MEMS传感器模块、高精度MEMS传感器模块、微处理器单元、电源模块、SPI数据采集模块、CAN通讯隔离驱动模块，微处理器单元是装置的核心，快速启动MEMS传感器模块和高精度MEMS传感器模块通过SPI数据采集模块与微处理器单元电连接，微处理器单元为SPI通讯主机，快速启动MEMS传感器模块和高精度MEMS传感器模块为SPI通讯从机；SPI数据采集模块包括快速启动MEMS传感器模块、高精度MEMS传感器模块及微处理器单元的SPI接口；CAN通讯隔离驱动模块和微处理器单元的CAN接口相连；电源模块为微处理器单元、快速启动MEMS传感器模块和高精度MEMS传感器模块提供3.3V直流电压，为CAN通讯隔离驱动模块提供5V和CAN5V两组完全独立的直流电；所述的装置基座是惯性测量装置结构的主体，其外形尺寸为59x69x38mm，材料为A12，装置基座内部安装快速启动MEMS传感器模块、高精度MEMS传感器模块和信号处理电路板；快速启动MEMS传感器模块安装在装置基座的内部右侧面，高精度MEMS传感器模块安装在装置基座的底部,输入输出连接器固定在装置基座的外部左侧面,信号处理电路板上包括微处理器单元、电源模块、SPI数据采集模块和CAN通讯隔离驱动模块，信号处理电路板通过螺钉安装在装置盖板内表面；带信号处理电路板的装置盖板内通过螺钉安装在装置基座的上端；所述的电源模块包括5V/5W稳压电源模块、3.3V三端稳压器和5V/1W稳压电源模块，其中5V/5W稳压电源模块选用24S05-5W，3.3V三端稳压器选用78D33，5V/1W稳压电源模块选用B0505S-1W，外部直流电源经5V/5W稳压电源模块稳压产生5V电源，5V电源再经过3.3V三端稳压器产生3.3V电源，5V电源还经过5V/1W稳压电源模块产生3.3V电源，电源模块的额定功率为3W；所述的快速启动MEMS传感器模块选用ADI的ADIS16448传感器组合，高精度MEMS传感器选用ADI的ADIS16485传感器组合，微处理器单元选用32位微处理器STM32F103,SPI通讯降噪模块选用120欧姆电阻器；所述的微处理器单元的通用IO口PB1定义为ADIS16448传感器组合的片选信号CS448、PB0定义为ADIS16485传感器组合的片选信号CS485、PA5定义为SPI总线的时钟信号SCLK、PA6定义为SPI总线的数据信号DIN、PA7定义为SPI总线的数据信号DOUT；SPI通讯降噪模块是在CS448、CS485、SCLK、DIN、DOUT各信号线上并接对地120欧姆电阻器，降低了噪声和SPI通讯误码率；所述的微处理器单元判断系统上电时间小于高精度MEMS传感器模块的启动时间时，通过SPI总线采集快速启动MEMS传感器模块的数据；否则采集高精度MEMS传感器模块的数据；将采集到的 数据进行格式转换、滤波、标定后输出。

2.根据权利要求1所述的具有冗余信号采集策略的MEMS惯性测量装置，其特征是:所述的CAN通讯隔离驱动模块包括微处理器单元的CAN接口、高速光电耦合器和CAN驱动器，其中高速光电耦合器选用HCPL-0661，CAN驱动器选用TJA1050；微处理器单元的CAN接口为PA12和PA11，其中，PA12连接TXD信号，PA11连接RXD信号，TXD和RXD信号经光耦HCPL-0661隔离后连接到CAN驱动器TJA1050，高速光电耦合器与微处理器单元连接端采用5V供电，高速光电耦合器与CAN驱动器连接端采用CAN5V供电；CAN驱动器的CANH和CANL之间匹配电阻+4700PF的阻容网络提高了总线的抗干扰及传输能力，其中阻容网络中包含两个60Ω电阻。