针对于激光位移传感器的无线通信系统的设计

更新时间：2020-03-28 19:01:32 大小：4M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：位移传感器无线通信系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

激光位移传感器在工业中的长度、距离以及三维形貌等检测中有着广泛的应用。市场上的激光位移传感器的数据传输和电源供电大都是通过有线电缆实现的。这种传统的有线传输不但布线繁琐,而且在实际测量过程中要求传感器旋转、平移的动作会引来绕线困难的问题,并且很多时候由于测量空间和条件的限制,导致根本无法铺设电缆。数据线和电源线的存在严重影响着传感器的广泛应用,进而导致很多测量方法无法实施。作为无需布线的通信方式,工业无线通信技术是继现场总线之后,工业控制领域的又一热点技术。因此针对激光位移传感器设计一套与有线连接相同性能的无线通信系统具有很强的实用性。

本论文根据optoNCDT1700LL传感器数据传输的特点,结合工业现场中测量的要求,利用中短距离无线通信技术,研究、设计了多种无线通信的测量装置,主要内容如下:

分别设计了蓝牙无线传输系统、基于FPGA和射频技术的无线通信系统、基于ZigBee的无线组网系统。研制了针对单传感器的新型机床测头;建立了基于双激光位移传感器的定长测量杆模型,并研制了测量杆的整体系统;针对多传感器的组网测量系统,研制了终端采集节点和协调器节点模块,并对三个传感器的组网形式和孔径的定心测量做了进一步的理论研究。

解决了传感器接口电路的设计问题,系统供电问题,同时采集、处理、显示、发送多路传感数据问题。利用FPGA构建SPI通信接口,通过Verilog硬件描述语言编写出SPI主机模块、配置模块、控制模块、串口模块,与nRF24L01射频模块成功通信,解决了因单片机模拟SPI时序速率低造成的nRF24L01射频模块通信速度严重下降的问题。

通过Altium Designer进行了电路原理图的设计、PCB板的设计以及调试。所设计的无线装置为激光位移传感器在不同测量要求下的应用发挥了重要作用,大大提高了激光位移传感器在测量过程中的使用效率,使得激光传感器的应用范围更广,同时无线传输技术在测量中的引入使得检测效率大大提高。无线装置运行稳定,可持续工作时间长,数据无线传输的实时性高。系统整体满足课题对测量中各方面的要求,具有很强的实用性。