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随着传感器技术、微机械加工技术、嵌入式系统技术、现代无线通信技术、网络技术、分布式处理技术等的发展,形成了无线传感器网络这一前沿交叉学科,它在军事、医疗、环境监测等领域具有很高的应用价值。同时,在很多运用场合,我们都必须弄清楚,我们的装备相对于重力场是水平的还是垂直的。随着生产和科学的不断发展,角度测量越来越广泛地应用于机械、光学、航空、航天、航海等各个领域,技术水平和测量准确度也在不断提高。本文为实现智能倾斜角传感器无线节点做了以下工作:(1)通过对一轴、二轴加速度传感器测量倾斜角原理的分析,了解到传统的一轴、两轴倾斜角传感器在摆幅和方位上不能兼顾,本文对全固态电容式微加速度传感器进行研究,分析了利用重力摆原理测量倾斜角的基本方法,讨论利用三轴加速度传感器测量倾斜角的原理,并采用三轴加速度传感器(SCA3000)设计了一个全摆幅,全方位,高精度的三轴智能倾斜角传感器。(2)现有二轴倾斜角传感器只给出俯仰、侧翻角度值,并未计算出总倾斜角度值,本文提出了利用俯仰、侧翻角度值计算总倾斜角度值的方法。(3)在硬件平台搭建上,本文充分考虑到无线节点的特点——微型化、低成本、高可靠性、高安全性和苛刻的低功耗。为实现低功耗,本研究做了大量工作,包括选用了超低功耗微处理器MSP430F123,低功耗三轴加速度传感器SCA3000,在电源电路设计中为保证稳压采用了升压稳压芯片TPS61221,保证电池电压在低到0.8V时,无线节点仍能正常工作,大大延长无线节点工作时间。(4)在软件设计上,本文提出了充分利用微处理器MSP430F123的低功耗模式和无线通信芯片nRF905的待机模式,设计出三种无线节点的低功耗工作模式,根据主节点对无线节点数据的需求速率,合理选择无线节点工作模式,让无线节点在最低功耗下运行。(5)在计算倾斜角度时为降低计算量,本文对正弦函数进行了线性化处理,但为了精度,对计算出的倾斜角数据进行了线性化误差补偿。同时本文对三轴加速度传感器数据采用了零点偏移补偿,横轴传感量补偿,进一步提高了数据的精度。数据分析表明,系统实现了一个高可靠性、高精度、全摆幅、全方位的智能倾斜角传感器无线节点,数据误差在0.5o以内。