Một giải pháp đơn giản của công cụ tìm phạm vi laser

1.1 Giới thiệu

Các loại laser có ưu điểm là độ phân giải góc cao và khả năng chống nhiễu mạnh, có thể tránh được hiệu ứng đa đường của lò vi sóng gần mặt đất và vấn đề can thiệp địa vật lý. Nó cũng có những lợi thế về trọng lượng nhẹ, cấu trúc nhỏ gọn và cài đặt và điều chỉnh thuận tiện. Nó là một trong những công cụ lý tưởng nhất cho độ chính xác cao hiện nay. Sau khi hoàn thành xây dựng, đá xung quanh của đường hầm đường sắt có xu hướng thay đổi chậm, và sự hội tụ có thể được đo bằng cách sử dụng dụng cụ đo khoảng cách.

1.2 Bối cảnh / Động lực dự án

Theo thị trường nghiên cứu của chúng tôi, giá của máy đo khoảng cách cầm tay bằng laser thông thường là khoảng 1000 nhân dân tệ, với cổng nối tiếp và các giao diện giao tiếp khác hơn 2000 nhân dân tệ, và chức năng là đơn và giao diện đơn giản. Do đó, chúng tôi sử dụng bộ xử lý AVR 128 để xây dựng một hệ thống phát hiện phạm vi laser mới, có ưu điểm là đa chức năng, độ chính xác cao, tự động hóa và giá cả, và được áp dụng để giám sát sự hội tụ của đá xung quanh đường hầm đường sắt.

II. Phần tích nhu cầu

2.1 Yêu cầu chức năng

Công cụ tìm phạm vi được thiết kế trong bài báo này có thể đo sự hội tụ của các đường hầm mọi thời tiết và lưu dữ liệu vào thẻ SD và truyền nó đến trung tâm giám sát.

2.2 Yêu cầu về hiệu suất

Công cụ tìm phạm vi được thiết kế có góc lớn hơn 0,1mm và mô-đun ổn định và đáng tin cậy.

III. Sơ đồ thiết kế

3.1 Nguyên tắc thực hiện chức năng hệ thống

Bằng cách sử dụng các đặc tính của thời gian ngắn và công suất tức thời cao của xung laser, việc đo khoảng cách có thể được thực hiện bằng cách nhận tín hiệu phản xạ khuếch tán của mục tiêu đo được ngay cả khi không có mục tiêu hợp tác. Nguyên lý của phạm vi xung laser tương tự như phạm vi của radar. Laser xung được sử dụng để truyền một xung laser hoặc chuỗi xung laser tới mục tiêu. Bộ đếm đo thời gian khi xung laser đến đích và trở về máy thu. Khoảng cách giữa mục tiêu và người nhận được tính toán.

3.2 Lựa chọn Nền tảng Phần cứng và Phân bổ Tài nguyên

Lựa chọn nền tảng phần cứng: Bộ đánh giá Xplained AVR XMEGA-A1 dựa trên chip ATMEGA128 8 bit.

Sử dụng tài nguyên trên tàu: Giao diện SPI, cảm biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng, loa ngôn ngữ, mô-đun nối tiếp.

3.3 Kiến trúc phần mềm hệ thống

Hệ thống trước tiên thu thập ba thông tin quan trọng: vị trí khoảng cách, nhiệt độ và độ ẩm và cường độ ánh sáng bên ngoài. Theo dữ liệu tương ứng, ảnh hưởng của nhiệt độ và cường độ ánh sáng bên ngoài đến vị trí điểm được loại bỏ. Khi vị trí khoảng cách vượt quá ngưỡng cài đặt, loa trên bảng được sử dụng để phát ra âm thanh báo động. Dữ liệu thu thập được lưu trữ bằng thẻ SD, màn hình LCD và cổng nối tiếp đến trung tâm giám sát.

3.4 Kết quả dự kiến ​​của hệ thống

Nó được áp dụng để giám sát sự hội tụ của đường hầm xung quanh đá.