針對(duì)于激光位移傳感器的無(wú)線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、激光位移傳感器在工業(yè)中的長(zhǎng)度、距離以及三維形貌等檢測(cè)中有著廣泛的應(yīng)用。市場(chǎng)上的激光位移傳感器的數(shù)據(jù)傳輸和電源供電大都是通過(guò)有線電纜實(shí)現(xiàn)的。這種傳統(tǒng)的有線傳輸不但布線繁瑣,而且在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中要求傳感器旋轉(zhuǎn)、平移的動(dòng)作會(huì)引來(lái)繞線困難的問(wèn)題,并且很多時(shí)候由于測(cè)量空間和條件的限制,導(dǎo)致根本無(wú)法鋪設(shè)電纜。數(shù)據(jù)線和電源線的存在嚴(yán)重影響著傳感器的廣泛應(yīng)用,進(jìn)而導(dǎo)致很多測(cè)量方法無(wú)法實(shí)施。作為無(wú)需布線的通信方式,工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)是繼現(xiàn)場(chǎng)總線之后,工業(yè)控

2、制領(lǐng)域的又一熱點(diǎn)技術(shù)。因此針對(duì)激光位移傳感器設(shè)計(jì)一套與有線連接相同性能的無(wú)線通信系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
　　本論文根據(jù)optoNCDT1700LL傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn),結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中測(cè)量的要求,利用中短距離無(wú)線通信技術(shù),研究、設(shè)計(jì)了多種無(wú)線通信的測(cè)量裝置,主要內(nèi)容如下:
　　分別設(shè)計(jì)了藍(lán)牙無(wú)線傳輸系統(tǒng)、基于FPGA和射頻技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)、基于ZigBee的無(wú)線組網(wǎng)系統(tǒng)。研制了針對(duì)單傳感器的新型機(jī)床測(cè)頭;建立了基于雙激光位移

3、傳感器的定長(zhǎng)測(cè)量桿模型,并研制了測(cè)量桿的整體系統(tǒng);針對(duì)多傳感器的組網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng),研制了終端采集節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)模塊,并對(duì)三個(gè)傳感器的組網(wǎng)形式和孔徑的定心測(cè)量做了進(jìn)一步的理論研究。
　　解決了傳感器接口電路的設(shè)計(jì)問(wèn)題,系統(tǒng)供電問(wèn)題,同時(shí)采集、處理、顯示、發(fā)送多路傳感數(shù)據(jù)問(wèn)題。利用FPGA構(gòu)建SPI通信接口,通過(guò)Verilog硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)出SPI主機(jī)模塊、配置模塊、控制模塊、串口模塊,與nRF24L01射頻模塊成功通信,解決了因單片

4、機(jī)模擬SPI時(shí)序速率低造成的nRF24L01射頻模塊通信速度嚴(yán)重下降的問(wèn)題。
　　通過(guò)Altium Designer進(jìn)行了電路原理圖的設(shè)計(jì)、PCB板的設(shè)計(jì)以及調(diào)試。所設(shè)計(jì)的無(wú)線裝置為激光位移傳感器在不同測(cè)量要求下的應(yīng)用發(fā)揮了重要作用,大大提高了激光位移傳感器在測(cè)量過(guò)程中的使用效率,使得激光傳感器的應(yīng)用范圍更廣,同時(shí)無(wú)線傳輸技術(shù)在測(cè)量中的引入使得檢測(cè)效率大大提高。無(wú)線裝置運(yùn)行穩(wěn)定,可持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng),數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性高。系統(tǒng)整體滿