פתרון יישום פשוט עבור מד טווח לייזר
לטווח הלייזר יש רזולוציה זוויתית גבוהה ויכולת אנטי-הפרעות חזקה, שיכולה למנוע את אפקט רב-הנתיבים ובעיות הפרעות אובייקט קרקע הנגרמות על ידי גלי מיקרוגל קרוב לקרקע, ויש לו את היתרונות של משקל קל, מבנה קומפקטי והתקנה והתאמה נוחה. . אחד הכלים האידיאליים. לאחר השלמת בניית מנהרת הרכבת, לסלע שמסביב יש מגמת שינוי איטי, וניתן להשתמש במבחן הטווח כדי למדוד את ההתכנסות שלו.
1.2 רקע/מוטיבציה לפרויקט
לפי המחקר שלנו, המחיר של מדדי טווח לייזר כף יד רגילים בשוק הוא בערך 1,000 יואן, וממשקי תקשורת אחרים כגון יציאות טוריות הם יותר מ-2,000 יואן, והפונקציות הן יחיד והממשק פשוט. לכן, אנו משתמשים במעבד AVR128 כדי לבנות סוג חדש של מערכת זיהוי טווחי לייזר, בעלת יתרונות רב-פונקציונליים, דיוק גבוה, אוטומציה ומחירים, והיא מיושמת לניטור התכנסות הסלע שמסביב של מנהרות רכבת.
2. ניתוח ביקוש
2.1 דרישות פונקציונליות
מד הטווח המעוצב יכול למדוד את ההתכנסות של מנהרות רכבת מסביב לשעון, ויכול לשמור את הנתונים בכרטיס SD ולשדר אותם למרכז הניטור.
2.2 דרישות ביצועים
מד הטווח המעוצב, הזווית היא מעל 0.1 מ"מ, המודול יציב ואמין וכו'.
3. עיצוב סכמה
3.1 עקרון מימוש פונקציית המערכת
תוך ניצול המאפיינים של משך זמן קצר במיוחד של דופק לייזר והספק מיידי גבוה, גם אם אין מטרה משותפת, ניתן לבצע מדידת מרחק על ידי קבלת אות ההחזר המפוזר של המטרה הנמדדת. העיקרון של טווח לייזר פועם דומה לטווח מכ"ם. לייזר דופק משמש להעברת דופק לייזר בודד או רכבת פולסי לייזר למטרה, והמונה מודד את זמן ההליכה הלוך ושוב של דופק הלייזר המגיע למטרה וחוזר מהמטרה למקלט, ובכך מחשב את מרחק המטרה. העיקרון של טווח לייזר דופק מוצג באיור 1, ונוסחת הטווח היא: d=ct/2. ביניהם, d הוא מרחק המדידה, c היא מהירות האור, ו-t הוא זמן ההליכה הלוך ושוב של אות הטווח.
3.2 בחירת פלטפורמת חומרה והקצאת משאבים
בחירת פלטפורמת חומרה: ערכת הערכה AVR XMEGA-A1 Xplained מבוססת על שבב ATMEGA128 של 8-bit.
השתמש במשאבים על הלוח: ממשק SPI, חיישן טמפרטורה, חיישן אור, רמקול שפה, מודול יציאה טורית.
3.3 ארכיטקטורת תוכנת מערכת
המערכת אוספת תחילה שלושה מידע חשוב: מיקום מרחק, טמפרטורה ולחות, ועוצמת אור חיצוני. חשב ושלח בהתאם לנתונים המתאימים כדי לבטל את השפעת הטמפרטורה ועוצמת האור החיצונית על מיקום הנקודה. כאשר מיקום המרחק חורג מהסף שנקבע, נשמע צליל אזעקה באמצעות הרמקול המובנה. הנתונים שנאספו מועברים למרכז הניטור על ידי אחסון נתונים בכרטיס SD, תצוגת גביש נוזלי LCD ויציאה טורית.
