无线水位检测系统与压力传感器补偿方法的研究

　　2.4 无线通信模块

　　主机采用FC222-CH与从机通信。FC222-CH是深圳友讯达公司利用先进的单片机技术、无线射频技术、数字处理技术和语音处理技术设计的双向数据传输及低功耗模块化电台。它具有频点可调、带宽可调、功率可调、多信道、高编码效率、接收灵敏度高等优点，并提供了RS-232、RS-485和TTL 3种数据接口。该系统采用此设备可以满足泵房供水远程控制的需要。在该系统中FC222-CH选择RS-232数据接口。

　　2.5 键盘模块和显示模块

　　通过键盘模块设置实际大气压和水的密度、存取数据时间间隔等系统工作参数，并将这些工作参数存储于Atmega16的EEPROM中，下次使用时，无需用户再次输入这些参数，从而使深水水位检测系统具有记忆功能。采用PC机进行水位实时显示，正常运行时显示水位、温度、电源供电情况、串口使用以及波特率的设置情况。发生故障时以模块化进行显示，如AD模块是否工作、电源模块是否供电、通讯模块是否正常等，以便于在出错的情况下进行维修，并且在串口线接触不良时采用声光报警，以提醒人们进行连接。

　　3 水位检测系统的软件设计

　　3.1 系统的主程序设计

　　水位检测系统的软件设计采用模块化的设计思想，用C语言编程实现。软件的各个功能模块之间通过入口和出口参数相互联系，可以缩短开发周期。图3为主程序结构图。

　　3.2 数传电台的参数设置

　　数传电台的参数设置包括地址码、版本号、功率等级、信道选择、空中波特率、串口波特率、数据位、校验方式、频率逆变模式、带宽等参数的设置。2个电台的参数设置如图4(a)、图4(b)所示。

　　3.3 利用拉格朗日插值法进行数据处理

　　压阻式传感器的测量精确度很大程度上受非线性和环境温度的影响,如何对传感器所产生的误差进行补偿就成为设计中的关键环节。在硬件上，一般补偿方法都是修正桥路电阻的差异性以及桥臂电阻的漏电流、装配应力等，但由于其外围元件较多会导致稳定性差、精确度不高，在复杂的工况下很难达到理想的预期效果。随着微处理器技术在传感器领域的应用,使得通过设计软件算法实现传感器工作特性的自动补偿成为可能。本设计着重分析了单晶硅压阻式压力传感器工作特性曲线的变化,给出了一种对其误差进行修正的软件算法，可在很宽的温度范围内保证传感器的精确度几乎不变,并可广泛移植于其他压阻式压力传感器的补偿设计。

　　随着压强的增大电压逐渐增大，经多次实验，可测得如下有效数据，见表1。

　　由于实验测得的数据存在一定的微小的误差，所以应该使用滤波手段，去伪存真，得到所需要的近似值。在此采用冒泡法进行处理，去掉最大最小值，然后取算数平均值（注：0.1 Mpa即在地面测的电压值，对应1个标准大气压）。

　　U0：第一组测得的电压值。

　　U1：第二组测得的电压值。

　　U2：第五组测得的电压值。

　　x(n)：滤波后的电压值，n取1、2、3、4、5分别对应5个压强采集点。