近年来,软硬件技术的革新带动了物联网行业的发展,趋使其应用场景不断深化,从工业设备故障诊断到共享经济,再到新能源汽车。调研发现,物联网的核心框架为:通过传感器感知物理世界的状态,后续利用数据采集装置对信息进行量化并上传到云平台,最终通过智能算法对数据进行高效利用,具体如图1所示。
数据采集作为物联网的核心环节,能够将结构变形、压力、温度以及光照强度等物理量转化为数字量,其性能直接决定了我们获取数据的质量。
近来,团队对市场上现有的数据采集模块进行了调研,现有产品主要分为以下三类:1. 数字电表:该类设备作为通用的测量仪器,能够很好的对模拟信号进行采样,在高校、科研院所以及检测机构等具有广泛应用;2. 便携示波器:设备能够对直流电压、交流电压、电阻以及电容等进行测量;3. 数据采集模块:主要集中在电子爱好者,能够支持各种功能定制,在上位机模块能够嵌入深度学习算法,对数据进行初步的处理。
从调研结果可以发现,不同产品所针对的使用场景具有明显差异,面向的用户群体也不尽相同。近年来,随着智能可穿戴设备、AR(VR)领域的兴起,我们能否设计一款数据采集板,能够对人体的生理信号进行捕捉,在采集精度、便携性、数据处理及可视化等方面具有明显优势。
无线数据采集器是一款便携式、高精度、智能型的模拟信号采集设备。产品内置有电源模块,选用24bit的模数转化芯片,能够支持8个通道的电压信号采集(或4组差分信号),后续通过蓝牙模组将数据传输到手机App端,对测量结果进行可视化。无线数据采集器主要面向科研及可穿戴设备领域,能够通过人工智能算法对测量结果进行预处理,支持二次开发与定制。
团队通过测试实验对 LY-AD-1 无线数据采集器的性能指标进行验证。实验结果表明,产品的采样结果与示波器的偏差为0.14%,产品能够满足绝大部分应用场景。实验中所用到的设备主要包括:
实验过程中,使用 FNIRSI-1014D电表内置的信号发生器模块,其输出波形设置为三角波,频率为1Hz,电压幅值采用默认值;实验中将无线数据采集器输入模式设置为差分模式,通过镀银导线将信号源连接到采集器的第一个通道,最终在手机端接收到采样结果,具体如图4所示:
后续对无线数据采集器的噪声信号进行测量,具体结果如图5所示。无信号输入时,模块的短接噪声为40uv,后续将锂电池接入到采集器通道二,测量结果的波动范围为250uv。
原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。
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