数字滤波 - 振动传感器滤波处理

原创已于 2023-12-19 10:00:47 修改 · 816 阅读

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#人工智能

于 2023-12-19 08:50:59 首次发布

本文介绍了二维振动传感器的工作原理，通过滤波处理解决环境微小振动导致的采样干扰。代码展示了如何初始化传感器、10ms扫描状态并进行滤波判断，以提高稳定性并减少误报。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、创作思路

二维振动传感器工作原理类似于一个开关，当磁珠滚向左边时输出高电平，滚向右边时输出低电平（也可能反过来，看采集结果而定）。由于工作环境会存在一些微小振动，可能会出现高低电平的不断输出，影响采样结果，所以对采样结果做一个滤波处理。

二、代码编写

#include "user_shock.h"

#define SHOCK_SENSITIVITY    15    //150ms，输出电平的时间持续时间大于150ms，认定状态稳定。

unsigned char old_state = 0;//定义一个变量存放老的状态，用来对比。
unsigned char new_state = 0;//定义一个变量存放新采集到的状态，用来与老状态对比。
unsigned int shock_high_cnt = 0;//低电平的持续时间
unsigned int shock_low_cnt = 0;//高电平的持续时间


void shock_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin    = GPIO_Pin_0;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode   = GPIO_Mode_IN;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Ctrl  = GPIO_Control_DIG;
  GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;//不进行上下拉，电平取决于外部电压
	GPIO_Init(GPIO_PORT12, &GPIO_InitStruct);
	old_state = GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_PORT12,GPIO_Pin_0);//读取一个状态作为老状态。
	new_state = old_state;//将新老状态同步，作为一个判断标准。
}




//10ms扫描一次
//返回稳定状态
unsigned char shock_scan(void)
{
	unsigned char state = 0;
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_PORT12,GPIO_Pin_0) == 0)//获取状态
	{
		//滤波处理
		if(shock_low_cnt < SHOCK_SENSITIVITY)   
		{
			shock_low_cnt++;
		}
		else                       
		{
			shock_low_cnt = 3000;//表示稳定
			shock_high_cnt = 0;
		}
	}
	else //获取状态
	{
		//滤波处理
		if(shock_high_cnt < SHOCK_SENSITIVITY)   //高电平的时间超过了预设值，认定稳定。
		{
			shock_high_cnt++;//高电平的时间自增
		}
		else                       	
		{
			shock_high_cnt = 3000;//表示稳定
			shock_low_cnt = 0;
		}
	}
	
	//判断滤波后的状态
	if(shock_high_cnt >= SHOCK_SENSITIVITY)  state = 1;
	if(shock_low_cnt  >= SHOCK_SENSITIVITY)  state = 0;
	
	//输出结果
	return state;
}


//10ms获取一次传感器状态
unsigned char shock_state(void)
{
	unsigned char state = 0;
	new_state = shock_scan();//获取滤波后的状态
	if(new_state != old_state) state = 1;//如果状态与初状态不一样，表示设备移动。
	else                       state = 0;//设备没动
	return state;//输出判断结果。
}