[发明专利]一种阵列压阻式触觉传感器采集系统

说明书

本发明提供一种阵列压阻式触觉传感器采集系统，包括：电源电路，包括V_Buck变换器和隔离式DC‑DC变换器，V_Buck的输入端和隔离式DC‑DC变换器的输入端均与市电端连接；模拟电路，包括等电势屏蔽电路和ADC转换器，等电势屏蔽电路和ADC转换器的供电端均与隔离式DC‑DC变换器的输出端连接，ADC转换器的输入端与等电势屏蔽电路的输出端连接；数字电路，包括微控制器，微控制器的电源端与V_Buck的输出端连接；隔离电路，包括GPIO隔离模块和SPI隔离模块，GPIO隔离模块的第一端与等电势屏蔽电路连接，GPIO隔离模块的第二端与微控制器连接，SPI隔离模块的第一端与ADC转换器的输出端连接，SPI隔离模块的第二端与微控制器连接。该系统抗干扰性强，提高了信号的稳定性，从而提高了传感器测量精度。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，尤其涉及一种阵列压阻式触觉传感器采集系统。

背景技术

近几十年来，随着移动设备、软体机器人、物联网、新材料的发展，具有类似人体皮肤特性(触感、弹性、自愈、可伸缩等)的柔性可穿戴设备倍受关注。作为新一代的电子产品，柔性可穿戴设备可以通过与人体结合，实现对人体的感知，实时提供人体健康的相关信息。阵列式压阻式触觉传感器，是由压阻式柔性压力传感器构成的阵列传感器，由于其结构简单、成本低、功耗低、信号易采集等优点，已经成为最具吸引力的电子皮肤之一。

目前基于阵列式压阻式触觉传感器实现信号的采集一般采用电压镜法，如图1所示。在该电压镜法中，行控制电路(1)选定需要采集的目标行i，等电势屏蔽电路(2)通过译码器选通除i行外其他行，列控制电路(4)选通目标列j，此时目标触原传感电路(3)R_i,j被选中，同采样电阻Ref构成分压电路，采样电阻Ref上电压信号经过列控制电路(4)的模拟开关2送入同向放大电路(5)，经过滤波电路(6)后，送入AD转换设备进行数据转换。进一步的，送入AD转换设备的数据再经过等电势屏蔽电路(2)返回到触原传感电路的不处于采集状态的行中，基于该方法使得触原间达到了一定的屏蔽干扰的效果。但是对于该电压镜法，所采集的信号虽然在一定程度上实现了屏蔽干扰，但是该方法的抗干扰性能不太理想，从而存在着信号稳定性差以及传感器测量精度低的技术问题。因此，如何提高采集系统的抗干扰性、提高信号的稳定性以及提高传感器测量精度是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种阵列压阻式触觉传感器采集系统，以解决现有技术中存在的一个或多个问题。

根据本发明的一个方面，本发明公开了一种阵列压阻式触觉传感器采集系统，所述系统包括：

电源电路，包括V_Buck变换器和隔离式DC-DC变换器，所述V_Buck变换器的输入端和所述隔离式DC-DC变换器的输入端均与市电端连接；

模拟电路，包括等电势屏蔽电路和ADC转换器，所述等电势屏蔽电路和ADC转换器的供电端均与所述隔离式DC-DC变换器的输出端连接，所述隔离式DC-DC变换器用于实现所述市电端与所述模拟电路之间的隔离，所述ADC转换器的输入端与所述等电势屏蔽电路的输出端连接；

数字电路，包括微控制器，所述微控制器的电源端与所述V_Buck变换器的输出端连接；

隔离电路，包括GPIO隔离模块和SPI隔离模块，所述GPIO隔离模块的第一端与所述等电势屏蔽电路连接，所述GPIO隔离模块的第二端与所述微控制器连接，所述SPI隔离模块的第一端与所述ADC转换器的输出端连接，所述SPI隔离模块的第二端与所述微控制器连接，所述GPIO隔离模块和SPI隔离模块用于实现所述数字电路和所述模拟电路之间的隔离。

在本发明的一些实施例中，所述等电势屏蔽电路包括MUX控制电路和阵列压阻式触觉传感器采集电路；和/或

所述等电势屏蔽电路和ADC转换器的供电端与所述隔离式DC-DC变换器的输出端之间通过稳压电路连接。