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物联网开发实战技巧之气压传感器
来源:  时间:2015-12-24
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得,还是2007年的冬天,我刚刚参加工作不久,我与我们的项目经理一起去维护我们在药厂的一个设备。天寒地冻,路途遥远,那里我们就想,要是能安装一台设备运行状态监控的模块,这样什么问题,设备什么状态,便能轻松解决。由于没有合适的传感器,这个当年的物联网想法,最后也仅仅停留在了想法上。
时间飞快,即将迎来2016年。传感器也发生了巨变,尤其在MEMS的出现,将传感器推向了一个新的高度。物联网离不开传感器,就像扇贝离不开粉丝一样。PC业的巨头英特尔把物联网市场分成了垂直维度与水平维度。而水平维度便是各类各式各样的传感器。今天小编就以力、热、声、光、电的顺序与大家分享物联网开发实战中的那些传感器们。

说到“力”,高中物理里讲过“力是物体对物体的作用”,如压力,重力等。而大气压力的测量就要用到气压传感器。

气压传感器是利用先进MEMS技术在单晶硅片上加工出真空腔体和惠斯登电桥,惠斯登电桥桥臂两端的输出电压与施加的压力成正比,经过温度补偿和校准后具有体积小,精度高,响应速度快,不受温度变化影响的特点。输出方式一般为模拟电压输出和数字信号输出两种,其中数字信号输出方式由于和单片机连接方便,是市场上的主流。今天小编给大家带来的气压传感器BMP180便是I2C接口的数字气压传感器。

在介绍气压传感器BMP180之前,我们先看看压传感器主要都能做些什么

测量海拔高度,貌似有些跑题?!非也。我们知道标准大气压是在标准大气条件下海平面的气压,其值为101.325kPa,是压强的单位,记作atm。通过实地测量科学家也发现,气压与海拔高度呈现规则的线性关系,这也就为我们精确测量海拔高度带来了科学依据。换句话说,我们平时登山时使用的数字高度计,本质上就是一个气压计。

辅助GPS定位,作为气压计的另一个典型应用,本质上还是利用了测试海拔高度的功能。因为GPS定位对于高程的测量精度较弱,通过气压计做辅助,就可以精度定位三维坐标了,据说,可以将高度精度从几十米,精确到几十厘米。

今天的主角BMP180是一款具有高精度、精巧三维、超低功耗的压力传感器,轻松胜任移动设备。她的性能卓越,精度最高可以达到0.17米(0.02hPa),供电系统可以从1.8v至3.6v,并且耗电极低,只有3微安。BMP180采用强大的8引脚陶瓷无引线芯片设计,长宽仅有3.6*3.8mm,超薄封装,I2C通讯总线接口,不仅方便maker们自行设计,而且兼容传说中的arduino。

硬件设计中,由于是数字集成芯片,且采用数字式I2C接口与协议,只需要注意总线上挂接4.7K阻值上拉电阻即可,另外总线式接口,也方便通讯协议对接,更快融入更高一级物联网平台。软件设计上,程序设计更为简单。

小编以最新搭载英特尔的夸克处理器的“伽利略”开发板为例,给大家帖出参考源代码

#include <SFE_BMP180.h>
#include <Wire.h>
double getPressure(){
char status;
double T,P,p0,a;
status = pressure.startTemperature();//先启动温度测量
if (status != 0){
delay(status);//等待数据转换
status = pressure.getTemperature(T);//读取温度值
if (status != 0){
status = pressure.startPressure(3);//启动气压测量
if (status != 0) {
delay(status);
status = pressure.getPressure(P,T);//读取气压值
if (status != 0){
return(P);
}}}}}

短短几行,是不是很方便~~(其实,同样更加方便登录到英特尔物联网云平台。)

有了这么好的理论基础,科学依据,对于我们maker们来说,就差实际应用了。

GPS精确导航应用,在北京或者上海等高架桥与立交桥林立的城市里,精确的高度测量便能区分具体车道与行驶路线,将会带来更精准的导航。当然,智能交通也就不再话下了。

室内导航应用,GPS信号在室内是一个很大的盲区,而高度计再配合加速度计,陀螺仪就能完成室内定位。再次逛商场时,就会更快找到我们心仪的商品了。还有更多的应用示例,例如垂直速度指示(上升/下沉速度),风扇功率智能控制等等,小编在这里就不再展开说了。

Maker们,不知道看完我的文章有没有测量气压的冲动啊~~赶快行动起来吧!