Solusi implementasi sederhana untuk pengintai laser
Jangkauan laser memiliki resolusi sudut yang tinggi dan kemampuan anti-interferensi yang kuat, yang dapat menghindari efek multi-jalur dan masalah interferensi objek tanah yang disebabkan oleh gelombang mikro yang dekat dengan tanah, dan memiliki keunggulan bobot yang ringan, struktur yang ringkas, serta pemasangan dan penyesuaian yang mudah . Salah satu instrumen ideal. Setelah pembangunan terowongan kereta api selesai, batuan di sekitarnya memiliki tren perubahan yang lambat, dan pengukur jarak dapat digunakan untuk mengukur konvergensinya.
1.2 Latar belakang proyek/motivasi topik
Menurut penelitian kami, harga pengukur jarak laser genggam biasa di pasaran adalah sekitar 1,000 yuan, dan antarmuka komunikasi lainnya seperti port serial lebih dari 2,000 yuan, dan fungsinya adalah tunggal dan antarmuka sederhana. Oleh karena itu, kami menggunakan prosesor AVR128 untuk membuat jenis baru sistem deteksi jangkauan laser, yang memiliki keunggulan multifungsi, presisi tinggi, otomatisasi, dan harga, dan diterapkan pada pemantauan konvergensi batuan di sekitar terowongan kereta api.
2. Analisis permintaan
2.1 Persyaratan Fungsional
Pencari jangkauan yang dirancang dapat mengukur konvergensi terowongan kereta api sepanjang waktu, dan dapat menyimpan data ke kartu SD dan mengirimkannya ke pusat pemantauan.
2.2 Persyaratan kinerja
Pengintai yang dirancang, sudutnya di atas 0.1mm, modulnya stabil dan andal, dll.
3. Desain skema
3.1 Prinsip realisasi fungsi sistem
Mengambil keuntungan dari karakteristik durasi pulsa laser yang sangat singkat dan daya sesaat yang tinggi, bahkan jika tidak ada target yang kooperatif, pengukuran jarak dapat dilakukan dengan menerima sinyal pantulan difus dari target yang diukur. Prinsip jangkauan laser pulsa mirip dengan jangkauan radar. Laser berdenyut digunakan untuk mentransmisikan satu pulsa laser atau kereta pulsa laser ke target, dan penghitung mengukur waktu bolak-balik pulsa laser mencapai target dan kembali dari target ke penerima, sehingga menghitung jarak target. Prinsip rentang laser pulsa ditunjukkan pada Gambar 1, dan rumus rentangnya adalah: d=ct/2. Diantaranya, d adalah jarak pengukuran, c adalah kecepatan cahaya, dan t adalah waktu bolak-balik dari sinyal jangkauan.
3.2 Pemilihan platform perangkat keras dan alokasi sumber daya
Pemilihan platform perangkat keras: Kit evaluasi AVR XMEGA-A1 Xplained didasarkan pada 8-bit chip ATMEGA128.
Gunakan sumber daya terpasang: antarmuka SPI, sensor suhu, sensor cahaya, speaker bahasa, modul port serial.
3.3 Arsitektur Perangkat Lunak Sistem
Sistem pertama mengumpulkan tiga informasi penting: posisi jarak, suhu dan kelembaban, dan intensitas cahaya eksternal. Hitung dan kirim sesuai dengan data yang sesuai untuk menghilangkan pengaruh suhu dan intensitas cahaya eksternal pada posisi spot. Ketika posisi jarak melebihi ambang batas yang ditetapkan, suara alarm dibunyikan menggunakan speaker on-board. Data yang terkumpul dikirim ke pusat pemantauan melalui penyimpanan data kartu SD, layar kristal cair LCD, dan port serial.
