没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于MEMS传感器的海浪特征参数的提取
4 下载量 96 浏览量
2020-10-16
16:02:17
上传
评论
收藏 890KB PDF 举报
温馨提示
试读
7页
针对波浪能发电过程中需要实时得到海浪频率、幅值等特征参数的问题,利用STM32F4系列高性能单片机、MEMS运动传感器和GPRS无线传输技术,设计了一种实时的远程海浪特征参数监测系统。重点描述了监测终端的硬件结构和MEMS运动数据的姿态整合,并通过时频域分析算法实现海浪特征参数的提取。通过实际应用验证了该方法的有效性。
资源推荐
资源详情
资源评论
基于基于MEMS传感器的海浪特征参数的提取传感器的海浪特征参数的提取
针对波浪能发电过程中需要实时得到海浪频率、幅值等特征参数的问题,利用STM32F4系列高性能单片机、
MEMS运动传感器和GPRS无线传输技术,设计了一种实时的远程海浪特征参数监测系统。重点描述了监测终端
的硬件结构和MEMS运动数据的姿态整合,并通过时频域分析算法实现海浪特征参数的提取。通过实际应用验
证了该方法的有效性。
0 引言引言
传统化石能源的日益匮乏,使得以太阳能、风能、海浪能等新型清洁可再生能源获得前所未有的发展机遇。中国拥有狭长
的海岸线以及不计其数大小岛屿,拥有丰富的波浪能储备。据粗略预估,我国波浪能的储量为7 000万千瓦,故而开发的前景
十分明朗。波浪能发电(wave power generation)是以海洋波浪的能量为动力生产出电能。虽然目前海浪发电的装置有很多种,
但是成本投入大,并且总转换效率比较低。一种有效提高转换效率的思路即是使发电装置的机械振动固有频率和海浪的显著频
率实时保持一致,以实现机械装置对海浪主动共振,便可提取最大的能量[1]。这类发电装置迫切需要实时获取海浪频率等特
征参数。本文则采用了一种基于MEMS运动传感器的方法,通过捕捉海浪的运动过程来建立模型,搭建软硬件平台采集加速度
和陀螺仪等传感器捕捉到的运动信号并使用时频域分析方法,完成海浪特征参数的提取。
1 系统整体设计系统整体设计
整套系统的设计包括监测终端的硬件设计部分和软件算法实现两个部分。硬件监测终端如图1所示,主要是由微控制器、加
速度计、陀螺仪、GSM无线模块、SD数据存储模块以及电源电路组成。
图1 硬件框架图
软件部分框架如图2所示,包括MEMS模块运动数据的采集、基于互补滤波的状态融合、对数据进行时频域分析提取特征参
数,并通过GPRS将数据无线传送至远程服务器。
图2 软件流程框图
2 硬件设计硬件设计
整套硬件系统采用ST公司推出的基于ARM Cortex-M4F内核STM32F407VG作为主控制芯片。它拥有符点运算能力和增强
的DSP处理指令,在168 MHz的主频下可以达到210 DMIPS的处理能力,其高达1 MB的闪存(Flash)、196 KB的内嵌RAM以
及丰富的IO口和外设可以满足系统设计的需要。
MEMS运动传感器则采用InvenSense公司MPU6050和Honeywell公司的HMC5883L。前者可以提供加速度计和陀螺仪数
据,后者提供三轴磁场强度。MPU6050为全球首例整合性6轴运动处理组件,整合了16位高精度加速度计和陀螺仪,并提供
扩展I2C接口外接电子罗盘以便构成9轴运动系统。单片机使用I2C接口与传感器通信。其电路图如图3所示。
资源评论
weixin_38655496
- 粉丝: 5
- 资源: 933
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功