摘 要 針對當前野外測量技術(shù)主要依靠人工卷尺測量,靈活性差,以及多方向測量難度大,難以適用于野外復雜環(huán)境,耗費大量人力物力,設計了一種以激光為測量載體的測量技術(shù),適用于野外各種復雜,測量難度大的環(huán)境,介紹了組成激光測量儀的硬件組成部分,闡述了測量儀的遠程數(shù)據(jù)傳輸功能,適合測量次數(shù)多,測量難度大的野外復雜環(huán)境。
關(guān)鍵詞 激光測距;STC15F2K61S2;ZigBee
中圖分類號:TN249 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)24-0006-01
激光測距儀(Laser Ranger)是利用激光對目標的距離進行準確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標射出一束很細的激光,計算由光電元件接收目標反射的激光束,計算計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間,比較兩者時間差,結(jié)合激光傳播速度,從而計算出測量距離。
系統(tǒng)原理:
野外激光測距儀(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1),通過采集系統(tǒng)調(diào)制發(fā)射出的激光與接受調(diào)制后相同頻率的激光相差的時間,與激光傳播速度即光速,相乘得出兩倍所測距離,通過單片機計算后,使用串口連接無線Zigbee模塊將測量距離傳回電腦上位機,電腦上位機將數(shù)據(jù)保存并且模擬出測量地區(qū)距離模型,得出測量所需的數(shù)據(jù)。
圖1 系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖
1 主要硬件結(jié)構(gòu)
1)激光發(fā)射接收模塊結(jié)構(gòu)。
①激光發(fā)射模塊(如圖2)。
激光發(fā)射模塊由頻率調(diào)制信號放大器、LD(半導體激光二極管)、激光望遠鏡組成。
②激光接收模塊(如圖3)。
激光接收模塊由激光接收望遠鏡、濾光鏡、雪崩接收二極管、信號放大器、計數(shù)器組成。
2)主控芯片。
本激光測距儀主控芯片為STC15F2K61S2,具有增強型8051內(nèi)核,1個時鐘/機器周期,速度比傳統(tǒng)8051快7~12倍速度也比STC早期的1T系列單片機(如STC12/11/10系列)的速度快20倍。
3)ZigBee。
Zigbee(如圖4)是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。在該系統(tǒng)中,zigbee用作單片機串口連接電腦上位機,達到遠程上傳數(shù)據(jù),更加方便快捷采集距離等其他參數(shù),完成測量工程。
2 程序框圖
3 結(jié)束語
本文設計了一種基于STC15F2K61S2的野外激光測距儀,描述了其工作原理,對構(gòu)成該激光測距儀的硬件結(jié)構(gòu)進行了闡述,對其主要工作方式進行了說明,該野外激光測距儀測量操作簡單,方便快捷,將數(shù)據(jù)傳輸至電腦上位機,簡化測量過程,為其野外測量工作效率提供了保證,成本低廉,可集成化生產(chǎn)。
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作者簡介
李浩(1993-),男,河北唐山人,本科在讀,研究方向:測控與儀器。endprint