portant;font-size:17px !important;"> 一、項目概述

portant;font-size:17px !important;"> 1.1 引言

portant;font-size:17px !important;"> 激光測距具有角分辨力高、抗幹擾能力強，可以避免微波貼近地麵的多路徑效應和地物幹擾問題，並且具有質量輕、結構小巧、安裝調整方便等優(you) 點，是目前高精度測距最理想的儀(yi) 器之一。鐵路隧道在施工完成後，其圍岩有緩慢的變化趨勢，采用測距儀(yi) 能夠測量其收斂情況。

portant;font-size:17px !important;"> 1.2 項目背景/選題動機

portant;font-size:17px !important;"> 根據我們(men) 調研市場中普通手持激光測距儀(yi) 價(jia) 格在1000元左右，帶有串口等其他通信接口在2000元以上，而且功能單一，接口簡單。因此我們(men) 采用AVR128處理器構造新型激光測距檢測係統，具有多功能、高精度、自動化和價(jia) 格優(you) 勢等，應用到鐵路隧道圍岩收斂監控當中。

portant;font-size:17px !important;"> 二、需求分析

portant;font-size:17px !important;"> 2.1 功能要求

portant;font-size:17px !important;"> 設計的測距儀(yi) ，能夠對鐵路隧道的收斂情況進行全天候測量，而且能夠將數據保存到SD卡，並且傳(chuan) 輸到監控中心。

portant;font-size:17px !important;"> 2.2 性能要求

portant;font-size:17px !important;"> 設計的測距儀(yi) ，角度在0.1mm以上，模塊穩定，可靠等。

portant;font-size:17px !important;"> 三、方案設計

portant;font-size:17px !important;"> 3.1 係統功能實現原理

portant;font-size:17px !important;"> 利用了激光脈衝(chong) 持續時間極短、瞬時功率很大的特點，即使沒有合作目標，也能通過接收被測目標的漫反射信號，進行距離測量。脈衝(chong) 法激光測距的原理與(yu) 雷達測距相似，利用脈衝(chong) 激光器向目標發射單次激光脈衝(chong) 或激光脈衝(chong) 串，計數器測量激光脈衝(chong) 到達目標並由目標返回到接收機的往返時間，由此計算目標的距離。脈衝(chong) 法激光測距的原理如圖 1 所示，測距公式為(wei) ：d=ct/2。其中，d為(wei) 測量距離，c為(wei) 光速，t為(wei) 測距信號往返時間。

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portant;font-size:17px !important;"> 圖1 脈衝(chong) 法激光測距的原理

portant;font-size:17px !important;"> 3.2 硬件平台選用及資源配置

portant;font-size:17px !important;"> 硬件平台選用：AVR XMEGA-A1 Xplained評估套件是基於(yu) 8位ATMEGA128芯片。

portant;font-size:17px !important;"> 使用到板上資源：SPI接口、溫度傳(chuan) 感器、光線傳(chuan) 感器、語言喇叭、串口模塊。

portant;font-size:17px !important;">

portant;font-size:17px !important;"> 圖2 硬件架構

portant;font-size:17px !important;"> 3.3係統軟件架構

portant;font-size:17px !important;"> 如圖3所示，係統首先采集三個(ge) 重要信息：距離位置、溫濕度和外界光強度。根據相應的數據算發，消除溫度和外界光強都光斑位置的影響。距離位置超過設定的閾值，采用板上的揚聲器發出警報聲音。將采集到數據由SD卡數據存儲(chu) 、LCD液晶顯示和串口傳(chuan) 輸到監控中心。

portant;font-size:17px !important;"> 3.4 係統軟件流程

portant;font-size:17px !important;">

portant;font-size:17px !important;"> 圖3程序運行流程圖

portant;font-size:17px !important;"> 3.4 係統預計實現結果

portant;font-size:17px !important;"> 應用到實際隧道圍岩收斂監測當中。