[发明专利]一种振动信号无线采集装置及无线采集系统

权利要求书

1.一种振动信号无线采集装置，包括支撑板，其特征在于，所述支撑板内设置有电源模块、电阻测量模块、电压放大模块、控制模块和无线通信模块，所述支撑板外设置有与电阻测量模块连接的振动传感器，所述电源模块用于供电，所述振动传感器将振动信号转化为电阻变化信号并输出至电阻测量模块，电阻测量模块将电阻变化信号转化为电压信号并输出至电压放大模块，电压放大模块对电压信号进行放大处理后输出至控制模块，控制模块对放大后的电压信号进行数据处理并通过无线处理模块进行无线数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述振动传感器包括柔性PDMS基底、金属导电层和一对电极引线，所述金属导电层附着在柔性PDMS基底上，一对电极引线分别固定于金属导电层的两端，且一对电极引线连接电阻测量模块。

3.根据权利要求1所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述电源模块包括锂电池、+3.3V电源输出单元、+5V电源输出单元和-5V电源输出单元，所述锂电池分别连接电阻测量模块、振动传感器、+3.3V电源输出单元、+5V电源输出单元和-5V电源输出单元，所述+3.3V电源输出单元还连接控制模块，所述+5V电源输出单元和-5V电源输出单元还分别连接电压放大模块。

4.根据权利要求3所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述电阻测量模块具体包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端连接锂电池的正极和振动传感器，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和差分放大电路，所述第二电阻的另一端接地，所述第三电阻的一端连接差分放大电路，第三电阻的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述差分放大电路包括运算放大芯片、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一0欧电阻、第二0欧电阻、第三0欧电阻、第一电容和第二电容，所述第二0欧电阻的另一端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第五电阻的一端以及接地，第五电阻的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端和运算放大芯片的-IN端，所述第六电阻的另一端分别连接第六电阻的调节端、第七电阻的另一端、第三0欧电阻的一端和运算放大芯片的OUT端，所述第三0欧电阻的另一端连接控制模块，所述第一0欧电阻的另一端连接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端分别连接第九电阻的一端和运算放大芯片的+IN端，所述第九电阻的另一端接地，所述运算放大芯片的+VS端分别连接+5V电源输出单元和第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地，所述运算放大芯片的-VS端分别连接-5V电源输出单元和第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地。

6.根据权利要求4所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述电阻测量模块输出的电压信号的计算公式为：

其中，VCCBAT为锂电池的正极电压，R₃为第三电阻的阻值，R_X为振动传感器的实时阻值。

7.根据权利要求1所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片、复位电路、晶振、存储电路、调试接口电路和启动模式选择电路，所述控制芯片分别连接复位电路、晶振、存储电路、调试接口电路、启动模式选择电路、电压放大模块和无线通信模块。

8.根据权利要求7所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述控制芯片的型号为CC3200。

9.根据权利要求1所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述支撑板上还设置有第一电路基板和第二电路基板，所述电源模块、电阻测量模块和电压放大模块设置于第一电路基板上，所述无线通信模块和控制模块设置于第二电路基板上，所述电源模块中的锂电池设置于支撑板上，所述锂电池连接第一电路基板，所述第一电路基板连接第二电路基板。

10.一种振动信号无线采集系统，其特征在于，包括无线路由器、数据处理终端和如权利要求1-9任意一项所述的振动信号无线采集装置，所述振动信号无线采集装置通过无线路由器与数据处理终端实现无线连接。