一种九轴传感器与蓝牙模块结合使用的数据采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可穿戴技术领域，具体涉及MIPI镜头在可穿戴摄录设备中的应用，为可穿戴设备增加摄录功能。
【背景技术】
[0002]目前，在最常见的利用九轴传感器进行数据采集的传感器-主机连接设备中，九轴传感器、对九轴传感器采集的数据进行整合的微处理器和传输整合过的数据的无线设备都是集成在一起的，其中无线数据传输设备一般为集成在电路板上的WIFI模块。但是，现有的集成有九轴传感器、微处理器和无线数据传输三大模块的电路板普遍存在着结构尺寸较大的问题，难以应用在尺寸较小的精密仪器上，尤其是随身的电子设备。另外，通过WIFI模块进行数据传输不可避免的通病即需要第三方网络运营商的支持，使得产品的使用可靠性下降。除此之外，WIFI属于WLAN无线局域网，是一种多个终端同时传输的网路模式，如何抵抗周围电子设备的磁场干扰同样是一个难题。对此，现有传感器-主机设备并没有行之有效的解决方案，只有一些简单的结构优化措施和技术升级，并没有从根本上解决传感器-主机设备本身存在的矛盾，反而在一定程度上提高了使用成本。
[0003]为了克服现有的传感器-主机连接设备中存在的结构尺寸过大不便于穿戴，WIFI连接模块普遍存在的对第三方无线网络环境依赖性高、抗干扰能力差不易实现无损传输的不足，本发明提供一种新型感器-主机连接设备，这种连接设备不仅可以化整为零的实现单独模块的小型化，便于随身使用，而且通过替换传统的WIFI连接模块，极大地提高了数据传输模块的操作性能与可靠性，并且传输数据的质量得到了有效保障。
【发明内容】
[0004]本发明将九轴传感器模块与微处理器、数据传输模块分别固定于两块电路板，电路板间通过FPC排线相连，实现数据的传递，在此基础上实现传感器模块的体积缩小到
0.8cm*0.8cm。此外，本发明创造性的使用蓝牙模块作为无线传输枢纽，完美的解决了传统的WIFI数据传输模块存在的上述问题。
[0005]—种九轴传感器与微处理器和蓝牙模块结合使用的新设计，主要包括四大部分:九轴传感器模块、微处理器模块、蓝牙模块以及连接上述模块的FPC排线、计算机。
[0006]本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:传统的传感器-主机设备将传感器、微处理器以及无线传输模块集成并固定在一块电路板上，这种设计从根本上决定了传感器-主机设备尺寸较大的矛盾。在本发明中，将微处理器模块和蓝牙模块集成于同一电路板上，共同执行数据采集、预处理和传输等工作，九轴传感器模块单独集成。九轴传感器模块与对应的微处理器模块通过FPC排线连接，可以实现将九轴传感器收集的数据传输到微处理器模块进行相应的处理，所用FPC排线具有良好的柔韧性和弯曲性能。
[0007]另一方面，本发明创新的使用的蓝牙传输模块代替了传统的WIFI连接模块，蓝牙传输模块可以实现微处理器和主机之间的数据交换。蓝牙是一种短距无线通信的技术规范。由于蓝牙具有工作在 2.4GHz 的 ISM(industrial，scientific and med1-cal)频段，蓝牙连接是一对一独享固定带宽的连接方式，不易受其他设备的干扰，可靠性较强。此外，通过蓝牙传输可以有效的保证所传输数据的无损性。
[0008]本发明的有益效果是，可以实现单模块体积的小型化，通过将九轴传感器模块单独集成，模块的体积可以控制在0.8cm*0.8cm以内，提高了随身携带的使用性能。
[0009]通过FPC排线连接两模块，可以同时满足人体工程学和随身携带的要求，这种拆分的设计同时也降低了设计成本。
[0010]通过使用蓝牙模块代替传统的WIFI连接模块，增强了无线数据传输模块的适应性，可以在任何室内外环境和光线环境下使用，有效的抵抗周围无线设备的影响，温度适应性极强，防水等级可达IP63。蓝牙模块通过ISM 2.4GHz无线频段传输数据，超高速计算速率达480fps，而且可以实现数据的无损传输。
[0011]除了上述所述描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其他目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明的最优实施方式进行说明。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]图1是本发明的整体结构示意图。
[0014]图2是本发明的系统框图。
[0015]图3是本发明的数据流程图。
[0016]
[0017]图中1.微处理器模块和蓝牙模块，2.FPC排线，3.九轴传感器模块，图中可以明显看到微处理模块和蓝牙模块是集成在同一块电路板上的。
【具体实施方式】
[0018]结合附图，以下对本发明整体的组成和功能做进一步详细说明。
[0019]—种九轴传感器与蓝牙模块结合使用的新结构，由微处理器模块、FPC排线、九轴传感器模块和蓝牙模块四部分组成。
[0020]在图1、2中，(3)、九轴传感器固定于数据采集处，九轴传感器模块集成高精度的陀螺仪、加速度计和地磁场传感器，可以迅速而准确地捕获传感器点处物体在各个方向的加速度、角速度、偏转角、俯仰角、偏航角等参数。(2)、FPC排线连接于九轴传感器和微处理模块之间，FPC排线兼具一定的韧性和弯曲性能，可以同时满足人体工程学和随身携带的要求。(I)、微处理器模块用于加工处理九轴传感器捕获的实验数据，采用32位高性能位处理器和先进的动力学解算与卡尔曼动态滤波算法。模块内部集成了姿态解算器，配合动态卡尔曼滤波算法，有效降低测量噪声，提高测量精度，能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态，姿态测量精度0.01度，稳定性极高。(4)、蓝牙模块和(I)、微处理器模块固定于同一电路板上，负责在微处理器模块和计算机终端之间传递数据。
[0021]在图3中，九轴传感器捕获传感器所在点处物体在各个方向的加速度、角速度、偏转角、俯仰角、偏航角等参数，通过九轴传感器和微处理器模块之间的FPC排线将所捕获的参数实时传递到微处理器模块，微处理器模块采用先进的数字滤波技术和高性能的姿态解算器，能够快速而准确地求解出模块当前的实时运动姿态。蓝牙模块和微处理器模块焊接与同一块电路板上，通过电路板排线实现蓝牙模块和微处理器模块的对接。蓝牙模块通过ISM2.4GHz无线频段，点对点的传输经过微处理器模块求解的运动数据到主机，在主机上对上述数据进行最终的解码与显示。
[0022]需要说明的是以上对本发明的示例性阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的必要性及优势；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种九轴传感器与蓝牙模块结合使用的数据采集系统，其特征在于:该系统包括九轴传感器模块、微处理器模块、蓝牙模块以及连接上述模块的FPC排线、计算机。2.根据权利要求1所述的九轴传感器与蓝牙模块结合使用的数据采集系统，其特征在于:将微处理器模块和蓝牙模块集成于同一电路板上，共同执行数据采集、预处理和传输等工作，九轴传感器模块单独集成，九轴传感器模块与对应的微处理器模块通过FPC排线连接，可以实现将九轴传感器收集的数据传输到微处理器模块进行相应的处理，蓝牙传输模块可以实现微处理器和计算机之间的数据交换。3.根据权利要求2所述的九轴传感器与蓝牙模块结合使用的数据采集系统，其特征在于:九轴传感器固定于数据采集处，九轴传感器模块集成高精度的陀螺仪、加速度计和地磁场传感器，可以迅速而准确地捕获传感器点处物体在各个方向的加速度、角速度、偏转角、俯仰角、偏航角等参数；FPC排线连接于九轴传感器和微处理模块之间；微处理器模块用于加工处理九轴传感器捕获的实验数据，采用32位高性能位处理器和先进的动力学解算与卡尔曼动态滤波算法，模块内部集成了姿态解算器，配合动态卡尔曼滤波算法，有效降低测量噪声，提高测量精度，能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态，姿态测量精度0.0l度，稳定性极高；蓝牙模块和微处理器模块固定于同一电路板上，负责在微处理器模块和计算机之间传递数据。
【专利摘要】一种九轴传感器与蓝牙模块结合使用的数据采集系统，该系统包括九轴传感器模块、微处理器模块、蓝牙模块以及连接上述模块的FPC排线、计算机；其中微处理器模块和蓝牙模块集成于同一电路板上，共同执行数据采集、预处理和传输等工作，九轴传感器模块单独集成，九轴传感器模块与对应的微处理器模块通过FPC排线连接，可以实现将九轴传感器收集的数据传输到微处理器模块进行相应的处理，蓝牙传输模块可以实现微处理器和计算机之间的数据交换。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN105046906
【申请号】CN201510297772
【发明人】段然, 李菂, 张国伟
【申请人】段然, 李菂, 张国伟
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月4日