基于MEMS的振动监测系统的设计
2．3 无线传输模块
无线传输模块可以使用GPRS模块或CDMA模块，应当根据监测地点的具体情况选择。在本设计中采用Motorola公司的GPRS模块G24L。G24L是一款高速的GSM／GPRS／EDGE模块，具有2个物理UART和标准USB 2．0接口，可用于AT命令和数据传输，系统默认的波特率是9600b／s。
设计中通过MSP430单片机初始化控制G24L的工作状态，连接图如图4所示。MEMS传感器监测到的振动信号经由MCU控制模块采集，再通过GPRS无线通信模块传输到上位机，当振动值超过设定阈值时，发出报警信息。
2．4 电源模块
由于本系统在野外工作，所以采用低功耗设计，使用锂电池供电。同时设计了外接电源供电接口，在条件允许的情况下采用外接电源供电，可以延长电池的使用寿命。
3 系统软件设计
3．1 单片机程序
发射端软件流程图如图5所示，首先初始化串口、GPRS模块G24L和传感器，然后访问传感器的地址并采集存储器的数据，最后将数据包以一定的格式通过串口发送给上位机。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/171692.htm
3．2 上位机软件程序
设计所采用的通信协议为：一个数据包中10个字节，其中2位起始位，2位停止位，中间6位数据位，包含x轴、y轴、z轴3个方向的重力加速度信息。上位机的软件流程图如图6所示。
4 测试结果
用VC++编程实现上位机控制，通过串口发送AT指令控制GPRS模块的数据收发。
测试终端接收界面如图7所示。
选取水平面坐标为x和y方向，垂直水平面的为z方向。由于加速度传感器寄存器值和传感器放置的位置有关，因此正常情况下x轴的标准值和其他2个方向值大小不一样，但不影响获取该方向的加速度振动信息。水平面上移动传感器所处位置，x和y轴信息会相应变化，垂直移动时，z轴会有相应变化。
测试过程中，如果没有振动，传感器读取的数据是固定的，通过通信协议由串口接收的原始数据为：24 08 3 8 3 6 3 d a 76，其中24 0两位为起始位，最后2位da为停止位，中间是数据位8 3 8 3 6 3(8 3为x方向接收的数据，8 3为y方向接收的数据，6 3为z方向接收的数据)，76为校验和。所以上位机可以收到6个固定的十六进制数据。当水平移动传感器位置，x，y方向会有相应的变化，变化量大于设定阈值时就会报警。
测试过程中发现，如果采取的校验方式不好，虚警概率很大，这主要和G24L无线模块抗干扰性有关。后经过多次比较校验方式，最后得到的结果基本无虚警，达到要求。
5 结语
该系统利用MSP430单片机实时采集两个双轴加速度传感器构成的三分量振动信息，并通过GRPS无线传输模块传给上位机，从而实现对手机基站信号覆盖区域内的振动监测。如果采用高精度三分量MEMS加速度传感器，对该系统可稍加修改后还可以用于石油物探等领域。
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