基于ADXL345的井蓋傾角傳感器的電路設計

摘要：隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發展，無線傳感網絡能夠實時地監測、感知、采集和處理各種環境的信息并傳送這些信息到需要的用戶處。因此無線傳感網絡在國防軍事、國家安全、環境監測、交通管理、醫療衛生、制造業、反恐救災等領域，本文對基于ADXL345加速度傳感器的無線節點進行了重點研究提出了基于的無線傳感網絡系統實現方案。本方案可以實現節點方位檢測并對信號進行處理和傳送在無線定位。

關鍵詞：ADXL345;無線;傳送

井下安全不安全對于城市的發展有著重要的意義，通過無線技術來對井下的信息進行監測會給人們減少不必要的麻煩。選擇合適的通訊模塊以保證通訊的準確性及穩定性，為了防止窨井蓋的丟失，本系統采用三軸加速度傳感器ADXL345實時監測井蓋的位移信息，使終端在檢測到窨井蓋有傾角位移后，上傳報警信息給監控平臺，從而最大限度的降低安全事故的發生。

一、ADXL345模塊介紹

ADXL345是一款小而薄的超低功耗3軸加速度計，分辨率高（13位），測量范圍達± 16g。數字輸出數據為16位二進制補碼格式，可通過SPI（3線或4線）或I2 C數字接口訪問。ADXL345非常適合移動設備應用。它可以在傾斜檢測應用中測量靜態重力加速度，還可以測量運動或沖擊導致的動態加速度。其高分辨率（3.9mg/LSB），能夠測量不到1.0°的傾斜角度變化。

如圖1所示，本設計選擇傾角傳感器 ADXL345 模塊，能夠實時檢測相關的狀態信息。ADXL345 是一款小而薄的超低功耗 3 軸加速度計，分辨率高，測量范圍達±16g。數字輸出數據為16位二進制補碼格式，可通過 SPI（3線或4線） 或

I2C 數字接口訪問。ADXL345非常適合移動設備應用。

二、電路圖

該芯片在工作過程中具有極低的功耗，另外，ADXL345加速度計還具有較多的特性給系統節能提供了基礎，符合選擇芯片的一些基本原則，這也是該加速度計受到青睞的原因之一，除此之外，由于該芯片內部包含一個深度多模式輸出 FIFO以及幾個運動檢測模式和內置微功耗溫度傳感器，在這之中還包含了閾值可調的喚醒和睡眠工作模式，這使得其工作在這些模式下可以達到很低的功耗，在該模式下當測量速率為6HZ 左右時功耗低至270n A。

綜上所述，ADXL345具有低功耗，而且工作壽命時間長，具有闕值可調的睡眠和喚醒工作模式，該芯片的功能強大，可以對井蓋的位移監測起到實時動態的監測功能，所以在此次設計中，采用了該芯片來對井蓋的位移進行監測。

ADXL345芯片通過SPI和主控芯片連接，SCLK 為時鐘線，MOSI和MISO為輸入和輸出線，CS為從設備使能信號，由主設備控制，芯片內部的INT1 和INT2 位外部中斷信號，通過和主控芯片的外部中斷引腳相連從而可以喚醒ADXL345進入測量狀態，芯片的引腳 1 與電源相連用來保證其正常的工作。加速度傳感器的工作原理：監測終端靜止時該芯片處于休眠狀態，此時會不斷地檢測在固定時間內的加速度值，如果檢測到加速度值大于設定的閾值，則會通過引腳 9 和11 給與主控芯片一個外部中斷信號，從而喚醒主控芯片測量模式，然后加速度芯片內部會連續測量20次的加速度值并通過 SPI 通信接口將其發送到主控芯片內部，主控芯片在內部將算下的平均值與設定好的閾值進行比較，如果大于設定好的閾值，則上傳報警信息，否則只進行主控芯片進入休眠狀態，加速度傳感器也進入休眠模式，等待下一次的喚醒。

三、原理

加速度傳感器的工作原理：監測終端靜止時該芯片處于休眠狀態，此時會不斷地檢測在固定時間內的加速度值，如果檢測到加速度值大于設定的閾值，則會通過引腳9 和11給與主控芯片一個外部中斷信號，從而喚醒主控芯片測量模式，然后加速度芯片內部會連續測量20次的加速度值并通過 SPI 通信接口將其發送到主控芯片內部，主控芯片在內部將算下的平均值與設定好的閾值進行比較，如果大于設定好的閾值，則上傳報警信息，否則只進行主控芯片進入休眠狀態，加速度傳感器也進入休眠模式，等待下一次的喚醒。

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作者簡介：

馬薪顯，男，1987年11月7日出生，碩士，遼寧省遼陽市人，研究方向控制工程，遼寧建筑職業學院機電工程學院講師。

（遼寧建筑職業學院?遼寧?遼陽?111000）