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激光位移传感器基础上的无线通信技术分析
【摘 要】 激光位移传感器能够迅速完成工业中一些关于距离测量的工作,目前市场中常用的激光位移传感器的数据传输和电源供电,都是通过有线电缆实现的,这种传统的方式不但会造成布线繁琐,而且线路物质的位置也会占用大量的面积,无法对多余的地区进行有效利用,在实际测量时,仪器要经常进行移动,而由于电线的影响就会造成移动过程的受阻,影响到仪器的测量过程.作为一种不需要在仪器中接触物理线路的通信方式,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项热点技术.
【关键词】 激光位移传感器 无线通信 蓝牙
工业无线技术将会降低功率测控系统的投入成本,增加企业的经济效益,在未来几年,该技术还会得到不断的发展.目前我国大量使用的车缝线厂都是由有线电缆实现的,这样的布线方式,对于用地面积会造成极大的浪费,变相提高了测量成本,不利于企业回收经济效益,有线电脑在设备的移动中,会对设备的位移造成影响,影响测量精度和工作效率,而且有线电缆在使用过程中容易造成损坏,影响到整个系统的使用.目前我国的测控领域经常会使用到激光位移传感器,作为一种实用性极强,又能够进行高精度测量的传感器,它使用激光技术和光电检测技术,提高了测量的精度,使用激光位移传感器,能够使位移测量的精度和可靠性得到极大提升.
一、无线技术的背景介绍
目前无线技术已经得到了广泛的发展,无论是手机通信还是gps 导航,都可以通过无线技术进行信息传导,在未来,无线智能家居设备会成为影响正常人生活的重要方式,无线通信的实质就是利用电磁波信号在空间中进行传播,以完成信息交流,无线通信技术,不需要建立相应的物理线路,不需要使用大量的资源去铺设相关的电缆,所以投入成本较低,且便于维护,在无线通信技术使用过程中,不需要受到当地具体自然环境的影响,周围环境的变化能力较强,与传统的有线电缆相比,其故障诊断较为简单,而且维修过程只需要投入极少的人力.目前常见的无线通信系统可分为长距离无线通信系统和终端距离无线通信系统, 长距离无线通信系统中短距离的无线通信技术主要是通过,双方使用无线电传播相关数据,在传播距离上,要限制在比较近的距离内,其应用范围非常广泛,短距离无线通信系统,随着数字通信和计算机技术的不断发展,较之长距离无线通信,短距离在牺牲了距离的代价下提供了更多的传输速率和更低的传输成本.中短距离无线通信,使用的功率较小,所以在使用过程中,可以利用电池进行供电,其通信的距离有几厘米到几百米都有覆盖,使用全向天线或pcb 天线,在使用过程中,对于外界环境的影响,抗阻能力较强.随着现代社会各种移动终端的普及,室内环境中的电磁波干扰信号较强,所以一般的使用场景是在室内进行相应的无线信息交流.
二、激光位移传感器的介绍
激光位移传感器是采用激光三角测量原理和回波分析原理,进行非接触式的测量精密传感器,其内部结构简单,能够适应大多数工作环境,且测试速度较快,精度较高,实时处理能力较强,能够灵活的处理各项工作对象,克服接触式测量中无法进行不规则物体的测量问题.在传统的质量过程中,由于接触式测量会造成被测量的物体表面出现划伤情况,所以非接触式测量在近几年得到了广泛的发展.
激光三角测量法原理：激光发射器向镜头内将可见激光束射向被测物体表面,近物体反射后进入接收器,镜头被内部的感光器件接收,距离不同感光器件在不同角度下看到的观点也呈现出不同的状态,根据角度和已知激光和感光器件之间的距离,通过数字信号模拟进行高速运算,能够实时测量出想要测试的长度.而且由于处理速度非常快,所以在测量过程中,即使物体发生的突然的移动,光点位置随时变化,也能实现对于物体位移的测量.
在测量过程中,激光位移传感器的精度对于最终的结果非常重要,一般在工作室,工作人员需要考虑测量精度,测量范围,测量频率,测量成本和实际需要.
三、系统供电设计
系统需要固定的单元保护,激光位移传感器发送模块,稳压模块,串口转换电路.其中激光位移传感器是最大的供电单元,日常工作过程需要的供电电压为11 伏至30 伏,供电电流为40 毫安.在使用过程中,工作人员为了避免电源线对于传感器在测量位移过程中造成的影响,一般是选择使用锂电池对设备进行供电.在体积允许的情况下,设备内的电池容量会随之提升,以保证传感器在使用过程中能够保持较长时间的工作状态,使测量工作能够结出更多的测量对象.
四、基于蓝牙技术的无线通信系统设计
蓝牙技术是一项开放性短距离无线通信技术标准,在较近的距离内,可以实现设备之间的无线互联,完成数据量较小的设备间传输任务.在蓝牙技术中有相关规定,一对蓝牙设备之间互联相关传输协议后将其中一台设备作为整个系统的主角色,另一台设备作为系统的从角色,在进行数据传输过程中,是由主角色相从角色发送相关的数据信号.而从角色想要进行设备之间的数据传输其传输信号必须与主角色保持一致,这两台设备搭建好数据传输协议后,即可自由的进行数据传输工作,从理论上来说,一个蓝牙主角色设备可以与七个从角色设备保持传输状态,
目前常用的蓝牙功率分为两类,class1 的传输距离较长,可以覆盖一百米的范围,而后者在一般使用过程中,其数据传输范围只能维持在十几米之内.
在蓝牙的数据接收模块,目前最常使用的是两种形式,第一种形式是不同设备之间采用相同的蓝牙串口模块,第二种形式为蓝牙适配器,该适配器可以用作数据的接收端,且格式范围极广.使用蓝牙适配器可以完成一对多的设备连接.在连接前,首先需要清楚目标设备的模块地址,之后再进行新一阶段的配对工作,之所以进行上述工作,是为了防止地址模块储存过多,对后续的配对造成影响.
结束语：激光位移传感器能够使目前我国的无线通信技术得到进一步的发展,无线通信技术有助于进行无线测量工作,由于无线通信不用使用有线电缆进行数据传输,所以可以防止原先由于有线电缆导致的仪器位移受阻情况,这样一来,可以大幅提高仪器的使用效率,并使仪器能够面对更多的测量对象,使整个测量工作能够更加广泛地开展.
参 考 文 献
[1] 刘红光. 针对于激光位移传感器的无线通信系统的设计[D]. 天津大学,2012.
[2] 周春梅. 基于激光位移传感器的无线通信技术研究[J]. 现代电子技术,2017,40(19):25-27,32.
[3] 唐春晓. 远距离激光挠度/ 位移测量系统[D]. 天津大学,2007.
无线通信论文范文结:
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