基于线阵CCD的位移监测系统的设计与实现.pdf

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1、2010年仪表技术与传感器2010第5期InstrumentTechniqueandSensorNO．5基于线阵CCD的位移监测系统的设计与实现温烨婷，戴瑜兴，柴世杰，叶慧聪(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：介绍了一个基于线性CCD的位移监测系统。系统采用线性CCD作为采集终端，以C8051F410为核心控制器，并通过RS一485网络将监测设备连接至监控主机，实现了一个集数据采集、信号处理、数据通信、人机交互功能为一体的分布式系统。系统设计简单易用，稳定性和抗干扰能力强，使用范围广，已成功运用于大坝外观变形的测量领域。关键词：线阵CCD；位移变化监

2、测；串口通信；动态链接库设计中图分类号：TP274文献标识码：B文章编号：1002—1841(2010)05—0066—03DesignandRealizationofDisplacementMonitoringSystemBasedonLinearCCDWENYe—ting，DAIYu—xing，CHAIShi—jic，YEHui—cong(CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Thispaperintroducedadispl

3、acementmonitoringsystembasedonlinearCCD．ThedistributedsystemusedlinearCCDascollectionterminal，C8051F410ascorecontroller，andRS一485networktoconnectmonitoringequipmentandthehost，in-cludingfunctionslikedatacollection，signalprocessing，datacommunications，andhuman—computerinteraction．Itiseasytou

4、se，stableandstronglyanti-jamming．ItCanbewildlyusedandhasbeensuccessfullyappliedtodeformationmeasurementofdamap—pearance·Keywords：linearCCD，displacementmonitoring，Serialcommunication，dynamic—linklibrarydesign0引言匹配作用，总线两端分别接人2个12012的电阻R。和R：，目的图像测量技术是近期在测量领域形成的新技术，所谓图像是消除反射，吸收噪声。测量就是测量被测对象时，

5、把图像当作检测和传递信息手段并从中获取有用信号的测量方法。电荷耦合器件(CCD，ChangeCoupledDevices)是一种固体成像器件，由于其具有精度高、分辨率好、性能稳定等特点，目前广泛应用于图像传感和非接触式测量领域。在大坝、桥梁、隧道等岩土工程的变形测量监测中，监测设备很容易受到环境的干扰而影响测量结果，线阵CCD成像中背景图像相对简单，因此易于后续的目标分割、特征提取和描述，这使得它在恶劣的环境下工作稳定性更易于保图1智能CCD位移监测系统结构图证。系统中智能CCD变形检测仪器负责图像采集和数据分析、针对岩土工程领域变形监测高精度、高可靠性的需求，开处理工作

6、，用户可通过监控主机完成对仪器的的功能操作，如发出一套基于线性CCD和分布式网络的位移实时性监测系统，数据读取、时钟设置，定时测量设置，定时测量数据读取、内存系统采用线性CCD作为采集终端，用CPLD(ComplexProgram-一清空等操作，同时用户程序还可以完成对数据一些后期处理操mableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)为CCD提供驱动信作，比如，数据计算、报表的绘制、打印等。号，以单片机为核心控制器和处理器，并在以往的研究基础上，2智能CCD位移监测仪的工作原理增强了通信模块的功能，使用动态链接库来进行串口通信，能如图2的工作原理图所示，从点光源发出

7、的光速经过透镜够保证数据的实时性、准确性和共享性，使监控主机与下位机变成了平行光，平行光照射穿过标志物，在标志物的另一面安的通信更加方便、稳定、可靠。装有CCD器件，标志物被光线照射所产生阴影投射在CCD上，1系统组成智能位移监测系统由监控主机、RS一485／232转换器、智能当被测物体的位移发生变化时，标志物会在在如图中的x方向CCD位移监测终端组成，如图1所示。系统采用RS一485总线上移动，暗影在CCD上的投影会随之发生变化，CCD传递给单来完成上下位机的远距离通信，RS一485采用了平衡线路，各片机的输出信号也会发生变