Proste rozwiązanie dalmierza laserowego

1.1 Wprowadzenie

Zasięg lasera ma zalety wysokiej rozdzielczości kątowej i silnej zdolności przeciwzakłóceniowej, co pozwala uniknąć efektu wielościeżkowego mikrofal w pobliżu ziemi i problemu zakłóceń geofizycznych. Ma również zalety lekkości, zwartej konstrukcji oraz wygodnego montażu i regulacji. Jest to obecnie jeden z najbardziej idealnych instrumentów do precyzyjnego ustawiania odległości. Po zakończeniu budowy otaczająca skała tunelu kolejowego wykazuje powolną zmianę, a zbieżność można zmierzyć za pomocą przyrządu do pomiaru odległości.

1.2 Tło projektu / motywacja

Według naszego rynku badań cena zwykłego ręcznego dalmierza laserowego wynosi około 1000 juanów, z portem szeregowym i innymi interfejsami komunikacyjnymi ponad 2000 juanów, a funkcja jest pojedyncza, a interfejs jest prosty. Dlatego używamy procesora AVR 128 do budowy nowego laserowego systemu detekcji odległości, który ma zalety wielofunkcyjnej, wysokiej precyzji, automatyzacji i ceny i jest stosowany do monitorowania zbieżności otaczającej skały tunelu kolejowego.

II. Analiza popytu

2.1 Wymagania funkcjonalne

Dalmierz zaprojektowany w tym dokumencie może mierzyć zbieżność tuneli kolejowych na każdą pogodę i zapisywać dane na karcie SD i przesyłać je do centrum monitorowania.

2.2 Wymagania dotyczące wydajności

Zaprojektowany dalmierz ma kąt większy niż 0,1 mm, a moduł jest stabilny i niezawodny.

III. Projekt schematu

3.1 Zasada realizacji funkcji systemu

Wykorzystując cechy krótkotrwałego działania i wysokiej chwilowej mocy impulsu laserowego, pomiar odległości może być przeprowadzony przez odbieranie rozproszonego sygnału odbicia mierzonego celu, nawet jeśli nie ma celu współpracującego. Zasada laserowego określania odległości jest podobna do zasady określania odległości za pomocą radaru. Laser impulsowy służy do przesyłania pojedynczego impulsu laserowego lub ciągu impulsów laserowych do celu. Licznik mierzy czas, w którym impuls lasera dociera do celu i wraca do odbiornika. Odległość między celem a odbiornikiem jest obliczana.

3.2 Wybór platformy sprzętowej i alokacja zasobów

Wybór platformy sprzętowej: Zestaw ewaluacyjny AVR XMEGA-A1 Xplained oparty jest na 8-bitowym układzie ATMEGA128.

Korzystaj z zasobów na pokładzie: interfejs SPI, czujnik temperatury, czujnik światła, język mówca, moduł szeregowy.

3.3 Architektura oprogramowania systemowego

System najpierw zbiera trzy ważne informacje: lokalizację odległości, temperaturę i wilgotność oraz natężenie światła zewnętrznego. Według odpowiednich danych wpływ temperatury i natężenia światła zewnętrznego na lokalizację plamki jest wyeliminowany. Kiedy pozycja odległości przekroczy ustawiony próg, głośnik na płycie służy do wysyłania dźwięku alarmu. Zebrane dane są przechowywane przez kartę SD, wyświetlacz LCD i port szeregowy do centrum monitorowania.

3.4 Oczekiwane wyniki systemu

Jest stosowany do monitorowania zbieżności tunelu otaczającego skałę.