Semplice soluzione di implementazione per telemetro laser
La portata laser ha un'elevata risoluzione angolare e una forte capacità anti-interferenza, che può evitare l'effetto multi-percorso e i problemi di interferenza dell'oggetto a terra causati dalle microonde vicino al suolo e presenta i vantaggi di leggerezza, struttura compatta e installazione e regolazione convenienti . Uno degli strumenti ideali. Dopo che la costruzione del tunnel ferroviario è stata completata, la roccia circostante ha una lenta tendenza al cambiamento e il telemetro può essere utilizzato per misurare la sua convergenza.
1.2 Contesto del progetto/motivazione dell'argomento
Secondo la nostra ricerca, il prezzo dei normali telemetri laser portatili sul mercato è di circa 1,000 yuan e altre interfacce di comunicazione come le porte seriali sono più di 2,000 yuan e le funzioni sono singolo e l'interfaccia è semplice. Pertanto, utilizziamo il processore AVR128 per costruire un nuovo tipo di sistema di rilevamento del raggio laser, che presenta vantaggi multifunzionali, di alta precisione, automazione e prezzo, e viene applicato al monitoraggio della convergenza rocciosa circostante dei tunnel ferroviari.
2. Analisi della domanda
2.1 Requisiti Funzionali
Il telemetro progettato può misurare la convergenza dei tunnel ferroviari 24 ore su 24 e può salvare i dati su una scheda SD e trasmetterli al centro di monitoraggio.
2.2 Requisiti prestazionali
Il telemetro progettato, l'angolo è superiore a 0.1 mm, il modulo è stabile e affidabile, ecc.
3. Progettazione dello schema
3.1 Principio di realizzazione delle funzioni del sistema
Sfruttando le caratteristiche di durata estremamente breve dell'impulso laser e di elevata potenza istantanea, anche in assenza di target collaborativo, è possibile eseguire la misurazione della distanza ricevendo il segnale di riflessione diffusa del target misurato. Il principio del raggio laser pulsato è simile al raggio radar. Un laser pulsato viene utilizzato per trasmettere un singolo impulso laser o treno di impulsi laser al bersaglio e il contatore misura il tempo di andata e ritorno dell'impulso laser che raggiunge il bersaglio e ritorna dal bersaglio al ricevitore, calcolando così la distanza del bersaglio. Il principio del raggio laser a impulsi è mostrato nella Figura 1 e la formula del raggio è: d=ct/2. Tra questi, d è la distanza di misurazione, c è la velocità della luce e t è il tempo di andata e ritorno del segnale di distanza.
3.2 Selezione della piattaforma hardware e allocazione delle risorse
Selezione della piattaforma hardware: il kit di valutazione AVR XMEGA-A1 Xplained si basa sul chip ATMEGA128 a 8-bit.
Usa le risorse di bordo: interfaccia SPI, sensore di temperatura, sensore di luce, altoparlante della lingua, modulo porta seriale.
3.3 Architettura del software di sistema
Il sistema raccoglie innanzitutto tre informazioni importanti: distanza, posizione, temperatura e umidità e intensità della luce esterna. Calcolare e inviare in base ai dati corrispondenti per eliminare l'influenza della temperatura e dell'intensità della luce esterna sulla posizione del punto. Quando la posizione di distanza supera la soglia impostata, viene emesso un segnale acustico di allarme tramite l'altoparlante di bordo. I dati raccolti vengono trasmessi al centro di monitoraggio tramite memorizzazione dei dati su scheda SD, display LCD a cristalli liquidi e porta seriale.
