Solução de implementação simples para telêmetro a laser
O alcance do laser tem alta resolução angular e forte capacidade anti-interferência, o que pode evitar o efeito de múltiplos caminhos e problemas de interferência de objetos terrestres causados por microondas perto do solo, e tem as vantagens de peso leve, estrutura compacta e instalação e ajuste convenientes . Um dos instrumentos ideais. Após a conclusão da construção do túnel ferroviário, a rocha circundante apresenta uma tendência de mudança lenta e o telêmetro pode ser usado para medir sua convergência.
1.2 Histórico do projeto/motivação do tema
De acordo com nossa pesquisa, o preço dos telêmetros a laser portáteis comuns no mercado é de cerca de 1,000 yuan, e outras interfaces de comunicação, como portas seriais, são mais de 2,000 yuan, e as funções são único e a interface é simples. Portanto, usamos o processador AVR128 para construir um novo tipo de sistema de detecção de alcance a laser, que possui multifunção, alta precisão, automação e vantagens de preço, e é aplicado ao monitoramento da convergência rochosa circundante de túneis ferroviários.
2. Análise de demanda
2.1 Requisitos Funcionais
O telêmetro projetado pode medir a convergência de túneis ferroviários 24 horas por dia e pode salvar os dados no cartão SD e transmiti-los ao centro de monitoramento.
2.2 Requisitos de desempenho
O telêmetro projetado, o ângulo está acima de 0,1 mm, o módulo é estável e confiável, etc.
3. Projeto do esquema
3.1 Princípio da realização da função do sistema
Aproveitando as características de duração extremamente curta do pulso do laser e alta potência instantânea, mesmo se não houver alvo cooperativo, a medição de distância pode ser realizada recebendo o sinal de reflexão difusa do alvo medido. O princípio do alcance do laser pulsado é semelhante ao alcance do radar. Um laser pulsado é usado para transmitir um único pulso de laser ou trem de pulso de laser para o alvo, e o contador mede o tempo de ida e volta do pulso de laser atingindo o alvo e retornando do alvo para o receptor, calculando assim a distância do alvo. O princípio da variação do laser de pulso é mostrado na Figura 1, e a fórmula de variação é: d=ct/2. Entre eles, d é a distância de medição, c é a velocidade da luz e t é o tempo de ida e volta do sinal de alcance.
3.2 Seleção da plataforma de hardware e alocação de recursos
Seleção da plataforma de hardware: O kit de avaliação AVR XMEGA-A1 Xplained é baseado no chip ATMEGA128 de 8- bits.
Use recursos integrados: interface SPI, sensor de temperatura, sensor de luz, alto-falante de idioma, módulo de porta serial.
3.3 Arquitetura de software do sistema
O sistema primeiro coleta três informações importantes: posição da distância, temperatura e umidade e intensidade da luz externa. Calcule e envie de acordo com os dados correspondentes para eliminar a influência da temperatura e da intensidade da luz externa na posição do ponto. Quando a posição da distância excede o limite definido, um som de alarme soa usando o alto-falante integrado. Os dados coletados são transmitidos para o centro de monitoramento por armazenamento de dados em cartão SD, visor LCD de cristal líquido e porta serial.
