Einfache Implementierungslösung für Laser-Entfernungsmesser
Die Laser-Entfernungsmessung hat eine hohe Winkelauflösung und eine starke Anti-Interferenz-Fähigkeit, die den Mehrwegeeffekt und die Interferenzprobleme mit Bodenobjekten vermeiden kann, die durch bodennahe Mikrowellen verursacht werden, und hat die Vorteile eines geringen Gewichts, einer kompakten Struktur und einer bequemen Installation und Einstellung . Eines der idealen Instrumente. Nachdem der Bau des Eisenbahntunnels abgeschlossen ist, weist das umgebende Gestein einen langsamen Änderungstrend auf, und der Entfernungsmesser kann verwendet werden, um seine Konvergenz zu messen.
1.2 Projekthintergrund/Themenmotivation
Nach unseren Recherchen liegt der Preis für gewöhnliche tragbare Laser-Entfernungsmesser auf dem Markt bei etwa 1,000 Yuan, und andere Kommunikationsschnittstellen wie serielle Anschlüsse kosten mehr als 2,000 Yuan, ebenso die Funktionen Single und die Schnittstelle ist einfach. Daher verwenden wir den AVR128-Prozessor, um ein neuartiges Laser-Entfernungserkennungssystem zu konstruieren, das multifunktional, hochpräzise, automatisiert und preisgünstig ist und zur Überwachung der umgebenden Gesteinskonvergenz von Eisenbahntunneln eingesetzt wird.
2. Bedarfsanalyse
2.1 Funktionale Anforderungen
Der entwickelte Entfernungsmesser kann rund um die Uhr die Konvergenz von Eisenbahntunneln messen und die Daten auf einer SD-Karte speichern und an die Überwachungszentrale übertragen.
2.2 Leistungsanforderungen
Der entworfene Entfernungsmesser, der Winkel liegt über 0.1 mm, das Modul ist stabil und zuverlässig usw.
3. Entwurf des Schemas
3.1 Prinzip der Systemfunktionsrealisierung
Unter Ausnutzung der Eigenschaften der extrem kurzen Dauer des Laserimpulses und der hohen Momentanleistung kann, selbst wenn kein kooperatives Ziel vorhanden ist, eine Entfernungsmessung durch Empfangen des diffusen Reflexionssignals des gemessenen Ziels durchgeführt werden. Das Prinzip des gepulsten Laser-Ranging ähnelt dem Radar-Ranging. Ein gepulster Laser wird verwendet, um einen einzelnen Laserimpuls oder eine Laserimpulsfolge zum Ziel zu übertragen, und der Zähler misst die Umlaufzeit des Laserimpulses, der das Ziel erreicht und vom Ziel zum Empfänger zurückkehrt, wodurch die Entfernung des Ziels berechnet wird. Das Prinzip der Pulslaser-Entfernungsmessung ist in Abbildung 1 dargestellt, und die Entfernungsformel lautet: d=ct/2. Darunter ist d die Messentfernung, c die Lichtgeschwindigkeit und t die Umlaufzeit des Entfernungsmesssignals.
3.2 Auswahl der Hardwareplattform und Ressourcenzuweisung
Auswahl der Hardwareplattform: Das AVR XMEGA-A1 Xplained Evaluierungskit basiert auf dem 8-bit ATMEGA128-Chip.
Verwenden Sie On-Board-Ressourcen: SPI-Schnittstelle, Temperatursensor, Lichtsensor, Sprachlautsprecher, serielles Anschlussmodul.
3.3 Architektur der Systemsoftware
Das System sammelt zunächst drei wichtige Informationen: Entfernungsposition, Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie externe Lichtintensität. Berechnen und senden Sie die entsprechenden Daten, um den Einfluss von Temperatur und externer Lichtintensität auf die Spotposition zu eliminieren. Wenn die Entfernungsposition den eingestellten Schwellenwert überschreitet, ertönt ein Alarmton über den integrierten Lautsprecher. Die gesammelten Daten werden per SD-Kartendatenspeicherung, LCD-Flüssigkristallanzeige und serieller Schnittstelle an die Überwachungszentrale übertragen.
