图3 系统框图
3.方案介绍
加速度计介绍
常见的加速度传感器主要有压电陶瓷、应变式、电容式加速度传感器和MEMS加速度传感器。目前市面上选用较多的是压电陶瓷加速度传感器。但随着MEMS技术的不断进步,其在温漂、抗腐蚀性和长期稳定性上更有优势,在很多应用上已经开始逐步替代压电陶瓷传感器。ADI在MEMS加速度传感器产品上可以提供丰富的产品来满足不同的应用场景监测,同时能保持优良的噪声性能。
表2 ADI加速度计产品参数对比
如表2所示,通过上表的对比可以很直观地看出ADI加速度计产品的主要特点。ADXL355和ADXL357高精度、低噪声、宽量程范围以及ADXL367低功耗等特点。此外ADXL355和ADXL357外壳使用陶瓷封装,相比较于塑壳封装加速度计,应力对它们的影响更小。而且它们还具有更好的工业抗腐蚀性以及长期稳定性。
与压电式加速度传感器相比,MEMS加速度传感器在直流响应时能检测极低的震动频率,同时具有更高分辨率、更出色的漂移特性和灵敏度,同性能参数下成本也更低。
MCU介绍
滑坡监测系统中基本都是太阳能和可充电锂电池供电,所以对MCU低功耗特性要求比较高。而Maxim系列MCU也主打低功耗特点。ADI滑坡监测方案中推荐的MAX32660主要特点是性价比较高,可以满足客户对低成本设计的需求,但是处理器性能和资源表现不突出。如果用户对产品设计性能有较高的要求,推荐使用MAX32672,功耗只有48μW/MHz At 12Mhz,并且内部集成12位ADC和加密算法。另外对于有蓝牙通信应用的设计需求,推荐使用MAX32666,该处理器集成有蓝牙5.0协议栈,用户可直接开发应用程序,外部可省去单独蓝牙模块。MAX32660,MAX32672和MAX32666的详细参数对比参考下表3:
表3 MAX32660,MAX32672和MAX32666详细参数对比
电源介绍
(1)电池充电控制器
LTC4162:
—采用 PowerPath 和 I2C 遥测技术 35V/3.2A 多电池锂离子降压电池充电器
—采用端接技术的锂离子/聚合物电池充电器
—宽充电输入电压范围:4.5V 至 35V
—16 位数字遥测系统可监控 VBAT、IBAT、RBAT、TBAT、VIN、IIN、VOUT
—可为 1-8 节锂离子/聚合物电池充电
—输入欠压充电电流限制环路
—适用于太阳能板输入的输入 MPPT
(2)开关电源和LDO
LT8606:
—具有 2.5μA 静态电流的 42V、350mA 同步降压型稳压器,
—输出纹波<10mVP-P,
—高效率2MHz同步操作:>92%效率(0.35A,12VIN至5VOUT时)
ADP162:
—超低静态电流( 560 nA)、150 mA CMOS线性调节器
—输入电压范围:2.2 V至5.5 V
—低关断电流:小于50 nA(典型值)
—低压差:195 mV(150 mA负载)
—初始精度:±1%
三、倾角计算
1. 原理
由于加速度传感器在静止放置时受到重力作用,因此会有1g 的重力加速度。利用这个性质,通过测量重力加速度在加速度传感器的X 轴和Y 轴上的分量,可以计算出其在垂直平面上的倾斜角度。
如上图所示,有