針對于激光位移傳感器的無線通信系統(tǒng)的設計.pdf

1、激光位移傳感器在工業(yè)中的長度、距離以及三維形貌等檢測中有著廣泛的應用。市場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有線電纜實現(xiàn)的。這種傳統(tǒng)的有線傳輸不但布線繁瑣,而且在實際測量過程中要求傳感器旋轉、平移的動作會引來繞線困難的問題,并且很多時候由于測量空間和條件的限制,導致根本無法鋪設電纜。數(shù)據(jù)線和電源線的存在嚴重影響著傳感器的廣泛應用,進而導致很多測量方法無法實施。作為無需布線的通信方式,工業(yè)無線通信技術是繼現(xiàn)場總線之后,工業(yè)控

2、制領域的又一熱點技術。因此針對激光位移傳感器設計一套與有線連接相同性能的無線通信系統(tǒng)具有很強的實用性。
　　本論文根據(jù)optoNCDT1700LL傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c,結合工業(yè)現(xiàn)場中測量的要求,利用中短距離無線通信技術,研究、設計了多種無線通信的測量裝置,主要內容如下:
　　分別設計了藍牙無線傳輸系統(tǒng)、基于FPGA和射頻技術的無線通信系統(tǒng)、基于ZigBee的無線組網(wǎng)系統(tǒng)。研制了針對單傳感器的新型機床測頭;建立了基于雙激光位移

3、傳感器的定長測量桿模型,并研制了測量桿的整體系統(tǒng);針對多傳感器的組網(wǎng)測量系統(tǒng),研制了終端采集節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點模塊,并對三個傳感器的組網(wǎng)形式和孔徑的定心測量做了進一步的理論研究。
　　解決了傳感器接口電路的設計問題,系統(tǒng)供電問題,同時采集、處理、顯示、發(fā)送多路傳感數(shù)據(jù)問題。利用FPGA構建SPI通信接口,通過Verilog硬件描述語言編寫出SPI主機模塊、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、機模擬SPI時序速率低造成的nRF24L01射頻模塊通信速度嚴重下降的問題。
　　通過Altium Designer進行了電路原理圖的設計、PCB板的設計以及調試。所設計的無線裝置為激光位移傳感器在不同測量要求下的應用發(fā)揮了重要作用,大大提高了激光位移傳感器在測量過程中的使用效率,使得激光傳感器的應用范圍更廣,同時無線傳輸技術在測量中的引入使得檢測效率大大提高。無線裝置運行穩(wěn)定,可持續(xù)工作時間長,數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)膶崟r性高。系統(tǒng)整體滿