โซลูชันการใช้งานที่เรียบง่ายสำหรับเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์

โซลูชันการใช้งานที่เรียบง่ายสำหรับเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์

ช่วงเลเซอร์มีความละเอียดเชิงมุมสูงและความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบหลายเส้นทางและปัญหาการรบกวนวัตถุภาคพื้นดินที่เกิดจากไมโครเวฟใกล้กับพื้นดิน และมีข้อดีคือน้ำหนักเบา โครงสร้างที่กะทัดรัด การติดตั้งและการปรับที่สะดวก . หนึ่งในเครื่องดนตรีที่เหมาะ หลังจากการก่อสร้างอุโมงค์รถไฟเสร็จสิ้น หินที่อยู่รอบๆ มีแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ และสามารถใช้เครื่องวัดระยะเพื่อวัดการบรรจบกันของมันได้

1.2 แรงจูงใจเบื้องหลังโครงการ/หัวข้อ

จากการวิจัยของเรา ราคาของเครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์แบบพกพาทั่วไปในตลาดอยู่ที่ประมาณ 1,000 หยวน และอินเทอร์เฟซการสื่อสารอื่นๆ เช่น พอร์ตอนุกรมมีราคามากกว่า 2,000 หยวน และฟังก์ชันต่างๆ เดียวและอินเทอร์เฟซนั้นเรียบง่าย ดังนั้นเราจึงใช้โปรเซสเซอร์ AVR128 เพื่อสร้างระบบตรวจจับระยะด้วยเลเซอร์ชนิดใหม่ ซึ่งมีข้อดีหลายประการ ความแม่นยำสูง ระบบอัตโนมัติ และราคา และนำไปใช้กับการตรวจสอบการบรรจบกันของหินโดยรอบของอุโมงค์รถไฟ

2. การวิเคราะห์ความต้องการ

2.1 ข้อกำหนดด้านการทำงาน

เครื่องวัดระยะที่ออกแบบมาสามารถวัดการบรรจบกันของอุโมงค์รถไฟได้ตลอดเวลา และสามารถบันทึกข้อมูลลงในการ์ด SD และส่งไปยังศูนย์ตรวจสอบได้

2.2 ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

เครื่องวัดระยะที่ออกแบบมา มุมสูงกว่า 0.1 มม. โมดูลมีความเสถียรและเชื่อถือได้ เป็นต้น

3. การออกแบบโครงร่าง

3.1 หลักการทำงานของระบบ

ใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะของเลเซอร์พัลส์ที่มีระยะเวลาสั้นมากและกำลังสูงในทันที แม้ว่าจะไม่มีเป้าหมายแบบร่วมมือ การวัดระยะทางสามารถทำได้โดยการรับสัญญาณการสะท้อนแบบกระจายของเป้าหมายที่วัดได้ หลักการของเลเซอร์แบบพัลซิ่งนั้นคล้ายกับเรดาร์ เลเซอร์พัลซ์ถูกใช้เพื่อส่งพัลส์เลเซอร์เดี่ยวหรือรถไฟพัลส์เลเซอร์ไปยังเป้าหมาย และตัวนับจะวัดเวลาไป-กลับของพัลส์เลเซอร์ที่ไปถึงเป้าหมายและย้อนกลับจากเป้าหมายไปยังเครื่องรับ ด้วยเหตุนี้จึงคำนวณระยะทางของเป้าหมาย หลักการของการกำหนดเลเซอร์พัลส์แสดงในรูปที่ 1 และสูตรการกำหนดช่วงคือ: d=ct/2 d คือระยะการวัด c คือความเร็วของแสง และ t คือเวลาไป-กลับของสัญญาณที่มีช่วง

3.2 การเลือกแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์และการจัดสรรทรัพยากร

การเลือกแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์: ชุดประเมิน AVR XMEGA-A1 Xplained ใช้ชิป 8-bit ATMEGA128

ใช้ทรัพยากรออนบอร์ด: อินเทอร์เฟซ SPI, เซ็นเซอร์อุณหภูมิ, เซ็นเซอร์วัดแสง, ลำโพงภาษา, โมดูลพอร์ตอนุกรม

3.3 สถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ระบบ

ระบบจะรวบรวมข้อมูลสำคัญสามประการก่อน ได้แก่ ตำแหน่ง ระยะทาง อุณหภูมิและความชื้น และความเข้มของแสงภายนอก คำนวณและส่งตามข้อมูลที่สอดคล้องกันเพื่อขจัดอิทธิพลของอุณหภูมิและความเข้มของแสงภายนอกที่มีต่อตำแหน่งจุด เมื่อตำแหน่งระยะทางเกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้ เสียงเตือนจะดังขึ้นโดยใช้ลำโพงในตัว ข้อมูลที่รวบรวมจะถูกส่งไปยังศูนย์ตรวจสอบโดยที่จัดเก็บข้อมูลการ์ด SD, จอแสดงผลคริสตัลเหลว LCD และพอร์ตอนุกรม