具有溫度補償的無(wú)人機高度傳感器

3．系統軟件設計
3.1 系統軟件設計流程

每個(gè)MS5534B在出廠(chǎng)時(shí)都有一個(gè)針對模塊特有的四個(gè)Word校準數據，儲存在64位的PROM中。ARM7微處理器在初始化以后通過(guò)串口從MS5534B中讀出Word1～Word4，然后運用邏輯移位操作方式轉化為6個(gè)校準補償系數C1～C6。ARM7微處理器從MS5534B不斷讀取絕對氣壓值D1和溫度值D2，然后結合校準補償系數計算求得相對氣壓值P，判斷其是否在有效范圍內，對有效值進(jìn)行低通濾波處理，最后按折線(xiàn)法轉化為海拔高度值。將高度值通過(guò)與飛控系統相連接的無(wú)線(xiàn)數據傳輸模塊實(shí)時(shí)傳輸到地面站，實(shí)時(shí)掌握飛機的飛行高度，對出現的意外情況可以及時(shí)處理[5]?；贛S5534B的高度測量系統的軟件流程圖3如下所示。

3.2 折線(xiàn)線(xiàn)性擬合法將氣壓值轉化為高度值

在實(shí)際應用中，大氣壓力與海拔高度的關(guān)系是非線(xiàn)性的[6]，傳統的方法是將氣壓值與對應的高度值做成數據表，運用查表的方式，如果精確到1m，則需要上萬(wàn)個(gè)數據，需要龐大的存儲空間，且耗時(shí)較大，另外由于飛控系統中微處理器對大量浮點(diǎn)運算的能力不是很強，并且飛控系統對實(shí)時(shí)性要求很高，為了節省寶貴的存儲空間，所以本系統設計運用折線(xiàn)法進(jìn)行線(xiàn)性擬合[7]。折線(xiàn)線(xiàn)性擬合法的基本思想就是將被逼近的函數曲線(xiàn)根據變化情況分成多個(gè)間隔區域值，為了提高精度及縮短運算時(shí)間，各間隔域值內可根據精度要求，采用不同的斜率線(xiàn)性線(xiàn)段表示曲線(xiàn)線(xiàn)段。擬合原理誤差分析如圖4所示。

根據大量實(shí)驗數據和理論推導得擬合公式（1）


其中，alti表示海拔高度（0.1m），pres表示氣壓值（mbar），j，i表示折線(xiàn)間隔系數。在不同的i，j取值范圍內，大氣壓向高度轉化時(shí)是線(xiàn)性的，提高了轉化的時(shí)間，誤差是周期性的，且在一個(gè)小的范圍內。將正常的工作高度范圍內分成不同的多段，會(huì )得到不同的高精度值。i，j的一種分段列表，如表1所示。