電子數顯卡尺無(wú)線(xiàn)通信系統的研制

　　2.2 系統方案的設計

　　本文提出的電子數顯卡尺通信系統專(zhuān)用模塊是采用無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)^[7]，解決了現有的有線(xiàn)數據傳輸模塊的局限性，即只能靠單一的有線(xiàn)傳輸、單端點(diǎn)傳輸，由于計算機數據接口有限，會(huì )導致現場(chǎng)設備布線(xiàn)復雜，通信系統傳輸距離短等弊端，數據存儲困難。而本文研制的無(wú)線(xiàn)數據傳輸模塊可以實(shí)現多個(gè)端點(diǎn)共同傳輸，即點(diǎn)對多的傳輸，最終傳輸數據可通過(guò)接收端傳送到電腦上，并可利用電腦上位機軟件對采集數據進(jìn)行分析，與傳統的數顯量具^[8]系統相比在性能上有了質(zhì)的提升。因此，這種基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的數顯量具方面具有較高的技術(shù)水平，本系統的總體結構框圖如圖3所示。

　　3 系統硬件電路設計

　　本文提出的這種基于容柵位移傳感技術(shù)的電子數顯卡尺無(wú)線(xiàn)通信系統^[9]廣泛應用于鐵路、精密機械、兵器、船舶等領(lǐng)域，是產(chǎn)品生產(chǎn)、安裝、維護和安全的質(zhì)量保證。該系統對容柵傳感器的相對位置感應產(chǎn)生周期性數據位移信號，然后經(jīng)無(wú)線(xiàn)采集模塊數據發(fā)送出去，經(jīng)無(wú)線(xiàn)接收模塊傳遞給上位機。該系統總體結構主要包括包括：卡尺傳感器電路模塊、微控制器電路模塊、無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊、無(wú)線(xiàn)接收模塊、電腦上位機。如上圖3所示。

　　3.1 卡尺傳感器電路模塊

　　數顯卡尺的傳感器電路模塊采用最新開(kāi)發(fā)的容柵智能傳感芯片，該容柵傳感芯片與微處理器芯片集成于一體，這樣便可對容柵位移傳感器^[10]產(chǎn)生的數據信號完成模數轉換功能，并將該模擬信號進(jìn)行模數轉換，通過(guò)修改微控制器程序實(shí)現對數據位移量的處理。該數顯卡尺傳感器芯片的內部結構框圖如圖4所示。

　　從數顯卡尺傳感器芯片內部結構圖可以看出，芯片內部集成了模數轉換電路模塊、傳感器驅動(dòng)信號模塊、微處理器控制模塊和LCD顯示電路模塊共四個(gè)模塊。其中模數轉換放大電路模塊主要控制容柵位移傳感器數據輸出并將信號進(jìn)行放大處理，傳感器驅動(dòng)電路模塊^[11]產(chǎn)生位移傳感器信號提供八路模擬信號供給微控制器，其信號的輸出幅度為1.5V的方波;微控制器控制電路模塊主要對數據進(jìn)行處理、邏輯分析，通過(guò)外部供給精準的基準信號;LCD顯示電路部分借助微控制器模塊將數據信息顯示在液晶上。

　　3.2 微控制器控制電路模塊和LCD顯示模塊

　　數顯卡尺的微控制器控制電路模塊采用低價(jià)、低功耗的8位PIC單片機^[12]，該款單片機易于編程、易于操作，內部自帶EEPROM和RAM，工作環(huán)境溫度可以達到0℃~70℃。微控制器將傳感器采集來(lái)的數據控制顯示到LCD液晶顯示模塊上，另外，微控制器控制電路模塊控制著(zhù)按鍵電路，通過(guò)設定不同的按鍵實(shí)現不同的功能切換，具有公英制轉換、開(kāi)機/關(guān)機功能、清零功能，數顯卡尺無(wú)線(xiàn)發(fā)送實(shí)物圖如圖5所示。